微量元素地球化学课件中国地质大学1微量元素的测定技术及数据分析

1、微量地球化学trace element geochemistry100mgill r.1999, modern analytical geochemistry. person education asia ltd. singaporedm shaw, 2007. trace elements in magmas. cambridge university pressn harker variation diagram for 310 analyzed volcanic rocks from crater lake (mt. mazama), oregon cascades. data comp

2、iled by rick conrey (personal communication). 火成岩岩石学中一些非常有用的微量元素火成岩岩石学中一些非常有用的微量元素元素元素岩石成因指示岩石成因指示ni, co, cr高度相容元素. ni (co) 在橄榄石中富集, cr在尖晶石和单斜辉石中富集。高含量指示地幔来源。v, ti二者在fe-ti氧化物 (钛铁矿和钛磁铁矿)中都是高度相容元素. 如果二者行为不一致，那么ti很可能被分馏进入了一种副矿物相（如榍石或金红石）zr, hf高度不相容元素，它们很难类质同象替代主要硅酸盐矿物，但可能替代榍石和金红石中的tiba, rb高度不相容元素，可以替代钾

3、长石、云母和角闪石中的k。相对于角闪石， rb在钾长石和云母中更容易发生类质同象替代， 因此通过k/ba比值变化可以区分这些矿物相。sr可以替代斜长石中的ca，但不会替代辉石中的ca；可以少量替代钾长石中的k。在斜长石稳定存在的低压条件下，表现出相容元素特征；在斜长石不稳定的高压条件下，表现出不相容元素特征。reehree比lree更容易进入石榴石；辉石和角闪石具有类似特征。斜长石、榍石和磷灰石更容易结合lree；eu2+会强烈分离进入斜长石。y和hree行为相似，会强烈分离进入石榴石和角闪石。榍石和磷灰石也会富集y，如果榍石和磷灰石作为副矿物，那么它们对y的分布具有强烈的控制作用。k.d.

4、nelson (1992)laceprndsmeugdtbdyhoertmyblu110100rock/chondritelaceprndsmeugdtbdyhoertmyblu110100rock/chondritelaceprndsmeugdtbdyhoertmyblu110100rock/chondritelaceprndsmeugdtbdyhoertmyblu110100rock/chondrite mantle new crustaladditionslower crustupper crust intracrustalclastic sediments differen-tiati

5、oneu anomaly as a probe for crustal evolutionand lower crust delaminationlaceprndsmeugdtbdyhoertmyblu110100rock/chondritetotal crust after delami-ationdelaminationeueueueueuy = 0.8627x + 0.3289r2 = 0.99980102030405060020406080元素i 测定值)元素i理论值标准样品未知样品icp-aesinductively coupled plasma-atomic emission sp

6、ctrometry1960s,原子发射光谱作为实验技术得到发展；1970s,出现商品化原子发射光谱仪；1980s,原子发射光谱仪成为许多应用领域的首选分析方法。 icp 最初是作为高温条件下生长晶体的介质而设计的（reed, 1961）高温特征高温特征n当高频发生器接通电源后，高频电流当高频发生器接通电源后，高频电流i i通过感应线圈产生交变磁场通过感应线圈产生交变磁场( (绿色绿色) )。n开始时，管内为开始时，管内为arar气，不导电，需要用气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运频交流电场的作用下，带电粒子高

7、速运动，碰撞，形成动，碰撞，形成“雪崩雪崩”式放电，产生式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流，粉色），其电阻生感应电流（涡电流，粉色），其电阻很小，电流很大很小，电流很大( (数百安数百安) )，产生高温。，产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。的等离子体焰炬。n采用cid阵列检测器，可同时检测165800nm波长范围内出现的全部谱线；n中阶梯光栅分光系统，仪器结构紧凑，体积大大缩小；n兼具多道型和扫描型特点；cid：电荷注入式检测器(charge injection dete

8、ctor), 2828mm半导体芯片上，26万个感光点点阵( 每个相当于一个光电倍增管).1.测定每个元素可同时选用多条谱线；测定每个元素可同时选用多条谱线；2.可在一分钟内完成可在一分钟内完成70个元素的定量测定；个元素的定量测定；3.可在一分钟内完成对未知样品中多达可在一分钟内完成对未知样品中多达70多多元素的定性；元素的定性；4.1ml的样品可检测所有可分析元素；的样品可检测所有可分析元素；5.扣除基体光谱干扰；扣除基体光谱干扰；6.全自动操作；全自动操作；7.分析精度：分析精度：0.5%。gnther and hattendorf, 2005 110100100010000100000

9、1000000100000001177 353 529 705 881 1057 1233 1409la139pb208u23811010010001000010000010000001000000036384042la139pb208u238570580590600610620630640650pb206/u238 age (ma)wtd mean = 603.7 +/-1.9 ma(95%-conf. err. of mean, mswd=1.57)spot size = 24 m data-point error symbols are 2570580590600610620630640

10、650pb206/u238 age (ma)wtd mean = 606.3 +/- 2.4 ma(95%-conf. err. of mean, m swd=2. 64)0.011000la ce pr nd sm eu gd tb dy ho er tm yb lu0.010.11101001000la ce pr nd sm eu gd tb dy ho er tm yb luci-normalized valuesspot size = 16 m data-p oint error symbols are 2利用和激光束斑对锆石标准同时分析年龄和微量元素的结果1624 mgj-1msp

11、ot size = 24 mspot size = 16 min in situ?situ?majormajortracestracesisotopesisotopesxrfxrfy ysomesomecheap and robustcheap and robustempempy yy ysomesomecheapcheapicp-aesicp-aesy yy yreplaced by icp-msreplaced by icp-msicp-msicp-msy yy yde facto standardde facto standardla-icp-msla-icp-msy yy yy yso

12、mesomeincreasingly increasingly popular; expensive, popular; expensive, robust once set up. robust once set up. lot of potential lot of potential for isotopesfor isotopesid-timsid-tims(possible)(possible)y ybasic tool for basic tool for geochronology. geochronology. complicated to use complicated to use (clean chemistry)(clean chemistry)shrimpshrimpy yy yregarded as stadard regarded as stadard for