元素地球化学性质.ppt

元素地球化学 1 铌和钽 由于铌和钽的地球化学性质非常相似 在地质作用过程中密切伴生 它们成为了密切相关的元素对 地壳中其比值一般为10左右 但二者在地球化学特征上又略有差异 因此nb ta比值可作为形成条件的地球化学指示剂 铌和钽在各种火成岩中的平均含量 ppm 决定铌钽在岩浆中地球化学行为的因素 nb ta特别是ti在岩浆中的原始浓度含钙的钛矿物榍石 褐帘石 钙钛矿是nb ta的富集矿物 它们含量高时 nb ta便以类质同像方式分散在这些矿物中 不利于岩浆期后的富集 有无吸收nb ta的造岩矿物及副矿物的存在岩浆碱性的强弱岩浆中碱含量增高时 nb ta成络合物保留于溶液中 不参与形成矿物 在较晚期的交代作用如碳酸盐化时 铌钽矿物会显著增加 帮浦样品数据分析 闪长玢岩的微量元素特征表现为nb ta的亏损 二长花岗斑岩表现为nb ta的亏损 nb ta亏损表明岩浆源区岩石中以陆壳组分为主 nb ta比值接近于10也是壳源的证据 比值较大是源区岩浆呈钙碱性的证据 2 锆和铪 由于镧族收缩 锆 铪的电子构型和主要的地球化学参数极为相近 因此它们的地球化学性质相似 在自然化合物中同时出现 形成密切相关的元素对 又由于zr和hf的地球化学参数的微小差别 它们的特性亦呈现出某种差异 因此 岩石及矿物中zr hf比值可以作为成岩 成矿条件的地球化学指示剂 zr hf在地球及其圈层中的丰度 ppm 内生作用中锆和铪的地球化学 超基性碱性岩 碳酸岩杂岩中以zr显著富集为特征 hf在不同岩石中的分布情况与zr相似 由超基性岩到酸性岩增加 zr hf比值向岩浆演化的后期降低 从基性岩向酸性岩演化 锆石中zr hf比值逐渐减小 hf在岩浆演化晚期相对集中 此外 随着岩浆岩碱性增高 锆石中zr hf比值随之升高 岩石发生交代作用时 zr的络合物要比hf的络合物活动性强 zr容易被淋滤带出 hf则相对残留富集 因此岩浆岩被交代的中心部分zr hf比值减小 带出的zr在岩体边缘部分或溶液交代形成的钠长岩中沉淀形成再生锆石 具有很高的zr hf比值 两者出现明显分离 帮浦样品数据分析 可以说明源区岩浆是地壳与楔形地幔部分熔融产生的 两者比值数据比较接近 可以说明不同岩性岩石的形成处于同一岩浆演化阶段 3 铕 eu eu 表示eu异常的程度 一般稀土元素大多呈正三价 但eu特殊 既可显三价 也可显二价 在三价状态下 eu和其他稀土元素性质相似 但在二价状态下不同 因而会与其他稀土元素发生分离 出现异常行为 壳型花岗岩中eu为中等亏损 eu平均值为0 46 壳幔型花岗岩中eu为弱亏损 eu平均值为0 84 碱性花岗岩中eu为强烈亏损 eu 0 30 eu的分配系数 分配系数k c固相 c熔体相斜长石对eu的分配系数远远大于其他稀土元素 而且明显依赖于体系氧逸度 氧逸度越低 分配系数越大 因此 部分熔融过程中 若残留相中大量斜长石存在 会使熔体形成eu负异常 此外 钾长石晶出会造成熔体中eu负异常 而熔体中eu正异常起因于残留相中角闪石 单斜辉石 紫苏辉石 石榴石和磷灰石 在晚期阶段的酸性岩石中 eu亏损的增大往往不只是长石分离造成的 富挥发份流体与熔体的相互作用 云英岩化 钠长石化 也是造成eu亏损的重要原因 铈异常 ce异常原因与eu相似 ce除三价状态外 在氧化条件下呈四价 而与其他稀土元素发生分离 海相生物或化学沉积形成的岩石中容易出现ce负异常 在海水的ph与eh条件下 ce主要以ce4 存在 其溶解度很小 因此不容易保留在海水中而以固体状态沉淀 造成海水中ce强烈亏损 富含重氧同位素18o的碳酸盐中常见ce异常 它是随着岩浆分异进行而ce被氧化造成的 帮浦样品数据分析 闪长玢岩的稀土模式呈较为平缓的右倾模式 表现为弱eu负异常或无eu异常 无ce异常 二长花岗斑岩的稀土元素呈右倾模式分布 表现出弱的eu负异常 无ce异常 凝灰岩的稀土配分模式可以