赵志丹岩石地球化学-微量处理

1、第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释1. 微量元素处理方法微量元素处理方法多元素标准化数据多元素标准化数据元素元素RbBaThUNbTaKLaCePbPrSrNd原始地幔原始地幔0.6356.9890.0850.0210.7130.0412500.6871.7750.1850.27621.11.354元素元素PSmZrHfEuTiGdTbDyHoYErTmYb原始地幔原始地幔950.44411.20.3090.168

2、13000.5960.1080.7370.1644.550.480.0740.493Sun & MacDonough, 1989Sun & MacDonough, 1989其中有些不用其中有些不用，例如，例如TlTl，ScSc，W W，SnSn，F F等等Sun & MacDonough, 1989Chung等，等，2004，Earth Sci. Rev.Williams et al, 2001，GeologyXu et al，2001，GeologyChung et al，2003，Geology可以简化使可以简化使用的顺序用的顺序Hofmann, 2004地壳的成分

3、地壳的成分幔源玄武幔源玄武岩的成分岩的成分110100BaThULaPrPbSmHfGdTbHoErYbRbNbTaCeSrNdZrEuTiDyYTmLuPrimitive Mantle NormalizedIABC. CrustOIBE-MORBN-MORB10100LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuChondrite (C1) NormalizedIABC. CrustOIBE-MORBN-MORBNiu Y, 2006各类岩石的各类岩石的REEREE和微和微量元素特征量元素特征注意各类岩注意各类岩石的典型元石的典型元素特征变化素特征变化Hofmann, 2004Pb

4、NbTiUltra-K rocks in Lhasa block正常岛弧火山岩由源自俯冲板片脱水产生的正常岛弧火山岩由源自俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔发生部分熔融而形成，这种流体交代地幔楔发生部分熔融而形成，这种富水的流体亏损高场强元素（富水的流体亏损高场强元素（HFSE），），如如Nb(Ta)、Ti、P等元素，这些元素的流体等元素，这些元素的流体/岩岩石分配系数很小（石分配系数很小（1)，因此，在流体交代，因此，在流体交代地幔楔形成的正常岛弧火山岩中出现显著的地幔楔形成的正常岛弧火山岩中出现显著的Nb（Ta）、）、Ti负异常（在微量元素原始地负异常（在微量元素原始地幔标准化蛛网图上相对于

5、相邻元素幔标准化蛛网图上相对于相邻元素 K 、La和和Eu、Gd）。）。 为什么岛弧火山岩出现为什么岛弧火山岩出现Nb、Ta的负异常？的负异常？岛弧火山岩成因岛弧火山岩成因Chung等，等，2004，Earth Sci. Rev.岩浆岩出现岩浆岩出现Nb、Ta、Ti的负异常的引申含义的负异常的引申含义具有大陆地壳具有大陆地壳物质的参与物质的参与参与的物质由参与的物质由交代流体带来交代流体带来流体是富集流体是富集K, Rb, Sr, Th，亏损亏损 Nb、Ta、Ti1. 微量元素处理方法微量元素处理方法第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第三章、岩石地球化学数据的处理与解释（2 2）元素或者元素

6、运算后投点图）元素或者元素运算后投点图Ti ppm0060018000V ppmMORBOIBIAT（2 2）元素或者元素运算后投点图）元素或者元素运算后投点图（2 2）元素或者元素运算后投点图）元素或者元素运算后投点图2. 微量元素图解研究用途微量元素图解研究用途元素元素特征解释特征解释Ni, Co, Cr 高度相容元素，Ni和Co赋存在Ol中，Cr在Sp和Cpx中，这些元素的高度富集（例如Ni250-300 ppm, Cr=500-高度相容元素，Ni和Co赋存在Ol中，Cr在Sp和Cpx中，这些元素的高度富集（例如Ni250-300 ppm, Cr=500-600 ppm）暗示着岩石母岩为

7、地幔橄榄岩，如果岩石系列显示Ni的逐渐降低 （Co也可以显示同样规律） 则预示着 600 ppm）暗示着岩石母岩为地幔橄榄岩，如果岩石系列显示Ni的逐渐降低 （Co也可以显示同样规律） 则预示着 Ol的分离结晶作用。Cr的逐渐降低代表尖晶石或者Cpx的分离结晶作用。Ol的分离结晶作用。Cr的逐渐降低代表尖晶石或者Cpx的分离结晶作用。V, Ti 它们在部分熔融和分离结晶过程中显示相似的特征。都倾向于进入Fe-Ti氧化物（钛铁矿和钛磁铁矿)， 是钛铁矿和 它们在部分熔融和分离结晶过程中显示相似的特征。都倾向于进入Fe-Ti氧化物（钛铁矿和钛磁铁矿)， 是钛铁矿和 钛磁铁矿结晶分异的示踪剂。如果V

8、和Ti显示差异性质， 则Ti可以类质同象进入一些副矿 物相，例如榍石和金红石。钛磁铁矿结晶分异的示踪剂。如果V和Ti显示差异性质， 则Ti可以类质同象进入一些副矿 物相，例如榍石和金红石。Zr, Hf 极不相容元素，基本不进入主要的地幔矿物相，有时可以与Ti类质同象进入副矿物相，例如榍石和金红石。极不相容元素，基本不进入主要的地幔矿物相，有时可以与Ti类质同象进入副矿物相，例如榍石和金红石。Ba, Rb 不相容元素，在钾长石。云母或者角闪石中可以替换K。Rb在角闪石中类质同象替换能力弱于在钾长石和云母中，因不相容元素，在钾长石。云母或者角闪石中可以替换K。Rb在角闪石中类质同象替换能力弱于在钾

9、长石和云母中，因此K/Ba比值可以用来鉴别这些矿物相。此K/Ba比值可以用来鉴别这些矿物相。Sr 在Pl中容易类质同象替换Ca（但是在Py中不取代Ca），在钾长石中替换K，在浅部低压条件下当Pl作为早期结晶相在Pl中容易类质同象替换Ca（但是在Py中不取代Ca），在钾长石中替换K，在浅部低压条件下当Pl作为早期结晶相的时候，显示相容元素特征，因此Sr或者Ca/Sr比值是鉴别Pl参与的有力指示剂。但是Sr在高压的地幔条件下，当Pl不的时候，显示相容元素特征，因此Sr或者Ca/Sr比值是鉴别Pl参与的有力指示剂。但是Sr在高压的地幔条件下，当Pl不稳定的时候，显示不相容元素特征。稳定的时候，显示不

10、相容元素特征。REE 石榴石(Opx和角闪石稍弱)容纳重稀土元素，因此会导致轻稀土的分异。榍石和Pl倾向于吸纳轻稀土元素。Cpx仅导石榴石(Opx和角闪石稍弱)容纳重稀土元素，因此会导致轻稀土的分异。榍石和Pl倾向于吸纳轻稀土元素。Cpx仅导致REE轻度分异。Eu强烈倾向进入Pl中，因此Eu异常可以鉴别是否有Pl的参与。致REE轻度分异。Eu强烈倾向进入Pl中，因此Eu异常可以鉴别是否有Pl的参与。Y 常类似于HREE，显示不相容元素特征。强烈倾向进入石榴石和角闪石中，辉石次之。榍石和磷灰石也富集Y，因此如常类似于HREE，显示不相容元素特征。强烈倾向进入石榴石和角闪石中，辉石次之。榍石和磷灰

11、石也富集Y，因此如果岩石中存在这些副矿物，将明显影响Y的分异。果岩石中存在这些副矿物，将明显影响Y的分异。Zr/Ti acts as a proxy for Si Nb/Y acts as a proxy for total alkalis.进行岩石分类进行岩石分类碧玄岩碧玄岩副长石岩副长石岩进行岩石分类进行岩石分类（取代（取代TAS，适用于弱蚀变岩石），适用于弱蚀变岩石）Winchester JA and Floyd PA. 1977. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology, 20: 325-343代表代表 SiSi 代表全碱代表全碱 进行岩石分类进行岩石分类进行岩石分类同时研究成因进行岩石分类同时研究成因Ernst & Buchan,2003, RECOGNIZINGMANTLE PLUMES IN THEGEOLOGICAL RECORDXu et al，2001，Geology探讨岩石成因与演