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中国地质大学(武汉)地球化学-第四章_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第四章 微量元素地球化学地球化学课程 微量元素 (痕量元素, 石中含量 1, 相容元素, 优先进入矿物相,或残留相例如: V, —— 称为高场强元素如果 Z/r 1, 相容元素异常δ1 负异常δ1 无异常标准化后的重要参数源于深源,经部分熔融、分离结晶等复杂成岩过程后,最终将形成具明显负铕异常的“ V”字型模式曲线。2 0 01 0 0101L a C e N d E u G d T b H o E r T m Y b 粒陨石福建魁岐晶洞碱性花岗岩( 洪大卫, 1985)不同矿物具有不同的 长石对 各类岩浆岩中 在岩浆分离结晶过程中,斜长石的大量晶出将导致残余熔体中形成明显负异常。T a b l e 9 P a rt i t i o n C o e f f i c i e n t s f o r s o m e c o m m o n l y u s e a c e e l e m e n i n b a s a l ti c a n d a n d e s i ti c r o c k s B u l k D c a l c u l a ti o nO l i v i n e O p x Cp x G a r n e t P l a g Am p . 0 0 6 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 0 1 0 . 1 0 . 3 . 0 1 0 . 0 1 0 . 1 4 0 . 0 0 1 1 . 8 0 . 5 7 . 0 0 6 0 . 1 2 0 . 0 7 0 . 0 0 2 0 . 2 3 0 . 3 14 5 2 . 6 0 . 4 0 . 0 1 3 . 1 10 8 . 4 0 . 1 7 10 1 . 6 . 0 0 7 0 . 0 2 0 . 0 8 0 . 0 5 0 . 1 4 0 . 2 7 . 0 0 9 0 . 0 2 0 . 3 4 0 . 0 5 0 . 1 4 0 . 3 4 . 0 0 9 0 . 0 5 0 . 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 1 9 . 0 0 9 0 . 0 5 0 . 9 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 9 1 . 0 0 8 0 . 0 5 0 . 9 0 . 9 0 . 1 / 1 . 5 * 1 . 0 1 . 0 1 0 . 0 5 1 5 . 6 0 . 0 3 1 . 4 . 0 1 3 0 . 3 1 1 18 0 . 0 8 0 . 4 8 . 0 1 4 0 . 3 4 0 . 2 30 0 . 0 7 0 . 9 7 . 0 1 6 0 . 1 1 0 . 8 2 35 0 . 0 8 0 . 8 9d a t a f r o m H e n d e r s o n ( 1 9 8 2 ) * E E t a l i c s a r e e s t i m a t e 以与 向于进入斜长石晶格其他 +(例外 )四、稀土元素的分配系数稀土元素在一些矿物中的分配系数是采用火山岩中斑晶 /基质法测定的结果。岩石中稀土元素主要赋存在副矿物中。1010 . 10 . 0 1C e N d S m E u G d T b D y H o E r T m Y b 熔体间 970)有的导致 a C e P r N d S m E u G d T b D y E r T m Y b 10 . 0 10 . 10 . 0 10 . 0 0 5分配系数熔体对之间 线)(a)酸性岩浆岩;(b)玄武岩和安山质岩石(据 982)英安岩和流纹岩中矿物 /熔体间 978)400100501010 . 1矿物、基质锆石石榴石磷灰石普通角闪石单斜辉石紫苏辉石黑云母 S m E u E y 土元素的地球化学应用1、岩石成因花岗岩类: I、 S、 M、 e d u b o m e d u b o m 粒陨石0 5 10 15 20 25a/ P g ra n i t g ra n i t eE cl o g i t % g a r n e t a m p h i b o l i t % g a r n e t a m p h i b o l i t eA m p h i b o l i t R BA d a k i t e o r H i g h A l T T DL o w e r - A l T T 0 20 30 40 50Y (p p m )050100150200C C P g ra n i t g ra n i t eA d a ki t eA m a g m a t i c ro 石判别玄武岩类e d u b o m 粒陨石质岩原岩恢复现有研究表明,在角闪岩相和麻粒岩相的变质条件下,变质岩的稀土元素含量可能发生一些变化,但其稀土元素的组成模式不会发生变化,因此,利用稀土元素的组成模式可恢复变质岩的原岩。另外,根据稀土元素设计的图解来恢复变质岩的原岩。3. 人系统研究了澳大利亚从太古代 → 元古代 → 三迭纪的沉积岩 (页岩 )的稀土组成及演化特征, 并与世界其它地区作了对比,根据稀土组成模式的特点探讨了地壳成分及其演化:在地壳演化过程中, 25亿为太古界和元古界的界限,稀土元素组成特征有一个明显的突变: 稀土总量增加,轻稀土富集,铕亏损明显。§ 4 微量元素处理和解释1. 微量元素处理方法( 1)多元素标准化图解( 2)元素或者运算后元素投点图( 1)多元素标准化图解A 属于 早用于玄武岩,现在可以用于所有岩石(岩浆岩和沉积岩)类型。B 标准化数值 —— 原始地幔、球粒陨石,或者 图的意图 —— 比较样品与标准化数据之间的偏离程度1. 微量元素处理方法D 称呼:中文表达方式 ————原始地幔 (球粒陨石 )标准化多元素图解 , 微量元素含量蜘蛛图英语表达方式 ———— to ……I 原始地幔 ( 前常用的元素排列顺序和数值根据 1989球粒陨石 19891983沉积岩et 1984平均地壳成分根据 1981)多元素标准化数据元素 a a K e r . 6 3 5 6 . 9 8 9 0 . 0 8 5 0 . 0 2 1 0 . 7 1 3 0 . 0 4 1 250 0 . 6 8 7 1 . 7 7 5 0 . 1 8 5 0 . 2 7 6 2 1 . 1 1 . 3 5 4元素 P r u d y m 5 0 . 4 4 4 1 1 . 2 0 . 3 0 9 0 . 1 6 8 1300 0 . 5 9 6 0 . 1 0 8 0 . 7 3 7 0 . 1 6 4 4 . 5 5 0 . 4 8 0 . 0 7 4 0 . 4 9 3目前常用作标准化的原始地幔顺序和成分( 元素蜘蛛图的原始文献和标准化数据( W F 贤鉥澳大利亚地调局高级研究员哥伦比亚大学 孙贤鉥博士 1989 1989标准化顺序和数值球粒陨石原始地幔其中有些不用,例如 W, 19892004, . 同 别除以标准化数值,再作图B. 注意其中的主量元素,特殊算法K=0000*500000*300P=0000*5这里 1988)种富水的流体亏损高场强元素( 如a)、 些元素的流体 /岩石分配系数很小( 1),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 微量元素原始地幔标准化蛛网图上相对于相邻元素 K 、 u、 为什么岛弧火山岩出现 ey of K, Th by to 2004, b、 元或者三角图元素对元素元素比值对元素元素比值对元素比值元素运算后( 2)元素或者元素运算后投点图T i 01 8 0 0 0 O R ( 1)进行岩石分类( 2)研究岩石成因(模拟计算反演源岩和过程)( 3)鉴别岩石形成的构造环境微量元素图解研究用途重要元素对岩石成因的指示意义( 980)元素 特征解释N i , C o, C r 高度相容元素,N o 赋存在O r 在S p 和C p x 中,这些元素的高度富集(例如N i=2 5 0 - 3 0 0 p p m , C r = 5 0 0 0 p p m )暗示着岩石母岩为地幔橄榄岩,如果岩石系列显示N C o 也可以显示同样规律) 则预示着 O r 的逐渐降低代表尖晶石或者C p x 的分离结晶作用。V , 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F e - T 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 和T 则T 相,例如榍石和金红石。Z r , H f 极不相容元素,基本不进入主要的地幔矿物相,有时可以与T 如榍石和金红石。B a , R b 不相容元素,在钾长石。云母或者角闪石中可以替换K 。R b 在角闪石中类质同象替换能力弱于在钾长石和云母中,因此K / B a 比值可以用来鉴别这些矿物相。S r 在P a (但是在P y 中不取代C a ),在钾长石中替换K ,在浅部低压条件下当P 示相容元素特征,因此S r 或者C a / S r 比值是鉴别P 是S r 在高压的地幔条件下,当P 示不相容元素特征。R E E 石榴石( O p x 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P p x 仅导致R E E 轻度分异。E u 强烈倾向进入P 此E u 异常可以鉴别是否有P 常类似于H R E E ,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 ,因此如果岩石中存在这些副矿物,将明显影响Y 的分异。i as a 003, N (a) 1973), 19, 290(b) 1982) , 525et (1986), J. 286, 1(c) 1983), 62, 5 关于微量元素对岩石形成构造环境的指示随着六十年代板块构造学说的兴起,恢复岩石形成时的构造环境已越来越引起地学工作者的注意。现有研究表明,不同构造环境中形成的岩石具有明显不同的微量元素特征,因此,通过岩石微量元素可以恢复岩石形成时的构造成环境。按照 将构造环境分为:1、大陆裂谷2、大洋扩张中脊3、板块消减带(岛弧和弧后盆地)4、板块内部(大陆板块内部和大洋板块内部洋岛)按板块碰撞作用分类:1、碰撞前; 2、同碰撞; 3、晚碰撞; 4、碰撞后按大陆边缘性质分类:1、活动大陆边缘2、被动大陆边缘一、1988)i 01 8 0 0 0 O R 二、侵入岩类构造环境判别三、沉积岩类构造环境判别四、构造环境判别中应注意的问题1、多解性2、适用条件3、注意多岩类的配套分析第四章复习题1、微量元素概念2、能斯特分配定律与分配系数3、元素在共存相中分配系数的确定方法4、总分配系数概念5、相容元素、不相容元素、高场强元素概念6、微量元素地质温度计的原理与方法7、元素在共存相中分配定律的地球化学意义8、在岩浆分异结晶过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用9、在部分熔融过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用10、岩浆结晶过程和部分熔融过程的判别方法11、稀土元素的基本地球化学性质12、稀土元素的数据处理方法及有关参数的计算方法13、岩石中稀土元素的组成模式类型14、稀土元素对岩石成因的指示意义15、变质原岩恢复的地球化学方法16、微量元素蜘网图及其意义17、微量元素对岩石形成构造环境的判别及其应注意的问题
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