作业一：微量元素在岩石成因上的应用

微量元素在岩石成因上的应用微量元素在岩石成因上的应用 班级 021122 学号 20121003642 姓名 严海波 微量元素可作为地质 地球化学的示踪剂 在解决当代地球科学的基础理论问题 为人类提供足够资源和良好的生存环境等方面正发挥着重要的作用 通过研究微量元素 我们可以更好的了解到一些岩石的成因 更好的了解岩石形成 的环境条件 通过微量元素来研究岩石的成因主要有以下步骤 1 在野外进行岩石标本的采集 记录采集标本的时间 地点 岩性 2 对采集的岩石进行微量元素的含量的测定 3 通过不同岩石的微量元素的含量不同来区分岩石类别 4 根据地壳和地幔中某些微量元素的含量的巨大差异 和具体岩石中的微量元素 含量进行对比 判断该岩石的形成物质是源于地壳还是地幔 或者是混染等 5 利用某些微量元素间的依附关系 对一些微量元素做图解 常用的为含量 含 量图解 含量 含量 含量图解 含量 含量 含量 含量和稀土元素图解等 以及这些 图解的对数图解 通常小原子数的元素为纵坐标 大原子数的元素为横坐标 通过图 解具体分析岩石的环境和原因 以判断岩石的具体成因 而且选取微量元素不能随意 还有一定的要求 1 元素在地壳和地幔中的丰度差别大 2 元素的性质稳定 无放射性和同位素 3 元素通常不形成单独矿物 以类质同象的方式进入岩石中 4 常用的一些元素为 REE Ba Sr Cr Zr Hf T Y Ni 主要为元素周 期表中的 B 和 B 族元素 下面我就以微量元素在玄武岩成因上的应用来介绍下 1 微量元素含量差异对于不同玄武岩的判断微量元素含量差异对于不同玄武岩的判断 在分析岛弧拉斑 玄武岩和洋脊拉斑玄 武岩成因时就可以运 用微量元素来进行研 究 通过对才来的样 品 岛弧拉斑玄武岩和洋脊拉斑玄武岩 里面的各微量元素的含量进行测定 并 进行对比 可以得出相应的结论 如下表列出了岛弧拉斑玄武岩 ITH 和洋脊拉斑玄武岩 TH 中一些微 量元素的含量 从 ITH 和 TH 微量元素比较可看出 ITH 中的 Cr Ni Co 含量相对低 因为 Cr Ni Co 作为相容元素 其中 Ni Co 常赋存于橄榄石中 Cr 赋存于尖晶石 中 所以 三者异常的低 表明原始岩浆在上升的过程中发生了橄榄石和尖晶 石的分异结晶 而 ITH 中的 Rb Cs Sr Ba 的含量很高 因为 Rb Cs Sr Ba 为不 相容元素 在分异结晶过程中 存在于岩浆中 所以含量高 大多资料显示 ITH 和 TH 具有相同的稀土模式 因此 可推测两者具有相同的物源 但现在 ITH 却表现出 Rb Cs Sr Ba 的异常高 所以 由此推测这可能是由外部流体 深处 带入的 也说明 ITH 的原始岩 浆的熔融与外部流体有关 而地慢内部不可能无故产生大量流体 推测其来源 与 ITH 所处的构造环境有关 可以推测 当洋壳向陆壳俯冲到达一定深度时 洋壳中的角闪岩相会发生脱水 形成榴辉岩相 水就会携带角闪岩相中的 Rb Cs Sr Ba 进入地慢 2 微量元素对于碱性玄武岩成因的判断 微量元素对于碱性玄武岩成因的判断 拉斑玄武岩和碱性玄武岩是常见的两类基性火山岩 碱性玄武岩相对于拉斑玄 武岩富集碱金属 因此在成因上存在拉斑玄武岩经结晶分异富集强不相容的碱金属 进而形成碱性玄武岩的可能 由于地幔岩浆侵入地壳时 可能因受到地壳的混染而碱金 属含量增高 难以判别碱性玄武岩中的高碱金属含量是经由玄武质岩浆的结晶分异作用 还是由于地壳的混染所致 所以 可以采用微量元素的方法来探讨碱性玄武岩的成因 1 样品和微量元素的选择 选择同样形成于大洋环境的两类玄武岩进行比较 以避开可能的地壳混染导致的复杂因素 虽然K Na Rb均属碱性金属元素 但因前 两者是常量元素 不满足稀溶液定律 故采用微量元素Rb作为研究对象 2 查找资料 通过查找资料 寻找出 Rb在大洋拉斑玄武岩和碱性玄武岩中的含 量 玄武岩的主要造岩矿物以及 Rb在各造岩矿物中与熔体间的分配系数 3 采样 采取需要的样品 分析样品的造岩矿物的组成比例 并结合Rb在各造岩 矿物中与熔体间的分配系数 计算出 Rb的总分配系数 4 建立模型 假设碱性玄武岩是由拉斑玄武岩经结晶分异作用形成 则拉斑 玄武岩经结晶分异作用 其残余岩浆中 Rb的含量水平能达到碱性玄武岩的 Rb含量 则 说明这种演化可能存在 据此