• / 91
  • 下载费用:3 下载币  

微量元素的地球化学分类

关 键 词:
地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
微量元素地球化学is 1958)2. 微量元素的基本地球化学理论及其分类复习 : 微量元素1. 在体系的矿物相中不计入化学计量式的组分 ;2. 不影响所在体系的物理 /化学特性 ;3. 近似服从稀溶液定律( . 离子亲石元素 量元素地球化学的基本理论 球化学储库 配系数 相容元素 容元素 酸岩地球– 损地幔– 大陆总地壳– 洋壳 洋中脊玄武岩 岛弧玄武岩 点玄武岩 ……地球化学储库的形成地球化学演化过程的实质是元素在不同地球化学储库形成过程中的各共存相(液相 相 或者)之间的分配过程 一切自然过程均趋向于局部平衡,元素在平衡条件下,在各共存相之间的分配取决于元素及矿物的晶体化学性质和物理化学条件。 元素在不同地球化学储库形成过程中具有什么样的地球化学行为? 控制不同元素地球化学行为差异的因素是什么?微量元素地球化学的基本理论地球化学亲和性 按照 根据元素在共存的硅酸盐流体相、硫化物流体相、金属流体相和气相之间的分配特征,将元素进行分类。硫化物流体金属流体气相亲铁元素亲铜 /硫元素亲石元素亲气元素 H, N, B, O, V, Y, S, C, P, a 酸盐流体an or in of I I A I V A I A V I I A V I I I I B I V B I B V I I I I I BL a n t h a n i d e sA ct i n i d e 42341731 0 52442741 0 62543751 0 72644761 0 82745771 0 92846782947793048805133149816143250827153351838163452849173553851018365486257895890599160926193629463956496659766986799681 0 0691 0 1701 0 2711 0 3A t mo p p co p ph rt i f i 第一电离能 : 气态电中性 基态原子失去一个电子,转化为 气态基态 正离子所需要的最低能量叫第一电离能 。2. 电负性 :各元素的原子吸引电子的能力的一种相对标度。元素的原子吸引电子的能力愈大,其电负性愈大,非金属性则愈强。电负性的计算方法有多种,不同的方法电负性数值不同。代表性的有 3种:– 根据热化学数据和分子的键能,设定氟的电负性为 此计算其他元素的相对电负性;– 由电离势和电子亲合能计算绝对电负性;– 建立在核和成键原子的电子静电作用基础上的电负性。利用电负性值时,必须是同一套数值进行比较。of IP 质同像 法则 (从离子电价、半径角度考虑,适用于 离子键化合物 )– 若两种离子 半径不同、电价相同 ,则半径较小的离子优先进入矿物晶格,即较小离子半径元素集中于较早期的矿物中,而较大离子半径的元素集中于较晚期矿物中。 若两种离子 半径相似、电价不同 ,则较高价离子优先进入较早结晶的矿物晶体,集中于 较早期的矿物中,称 “ 捕获 ” ;较低价离子集中于较晚期的矿物中,称为被 “ 容许 ” 。– 隐蔽法则:两个离子 半径相近、电价相同 ,则它们将按丰度的比例,决定它们 的行为,丰度高的主量元素形成独立矿物,丰度低的微量元素进入矿物晶格,为主量元素所 “ 隐蔽 ” ;2. 则: 对于 电价和离子半径相似 的二个阳离子,电负性较低者将优先被结合, 因为它们形成一种较强的离子键成分较多的化学键,该电负性法则更适用于非离子键性化合 物。1. 不能定量。2. 近二十年来,地球化学应用“伯塞洛 —能斯特”分配定律来 定量 地处理微量元素在共存相中的分配问题,并取得了巨大进展。元素的分配特点1. 常量元素 能形成独立矿物相,其分配受相律的控制,遵循化学计量法则。2. 微量元素 在自然体系中浓度极低,其分配不受相律和化学计量限制 ;3. 微量元素 的分配近似服从稀溶液定律( 。元素的分配特点1. 常量元素 能形成独立矿物相,其分配受相律的控制,遵循化学计量法则。2. 微量元素 在自然体系中浓度极低,其分配不受相律和化学计量限制 ;3. 微量元素 的分配近似服从稀溶液定律( 。分配达平衡时微量元素 活度( 比于其摩尔浓度 (即 b 离 )作用 一种元素的离子在共存的(平衡或不平衡)两相之间的不平等分布。述微量元素在平衡共存两相之间的分配关系 ) 当一种矿物( α 相 )与一种溶液( β 相)处于化学交换平衡时( P,T),微量元素 i 在两相之间 的化学势相等,即(,T( R T R T R T 标准化学势热力学活度尔气体常数度系数),( ),( ),( ???1** 在给定温度、压力和除 et (1993)将分配系数定义为组分 和 )之间的质量浓度比值 : D = p * 如果一个元素 两个元素分配系数的比值),则称之为交换系数或交换分配系数。例如, 尽管交换系数可减小体系成分对分配系数的影响,但其应用远不如分配系数在地球化学研究中应用的普遍。m 分配系数的影响因素 ? ? ? ? ? ? ……分配系数的影响因素——内因、外因不同元素同一元素– 成分 /含量– 温度– 压力– 氧逸度微量元素地质温度计和地质压力计在透辉石 钙长石体系中 1+、 2+和 3+阳离子在斜长石( 硅酸盐熔体间分配系数随离子半径和离子价态的变化,曲线为利用 1994)。在熔体 /溶液 如,岩石部分熔融或岩浆分离结晶)1. 离子电价– 与被置换元素的离子半径相差大的优先进入溶液 /熔体2. 离子半径;体系总成分的影响在 14001个大气压下, *的依赖性以及与 * = 尔数之比 (2000) 138: 176et 1999), 63: 3967–3982,橄榄岩中过渡元素在 a) 1 d, Y, Yb u in b) to P 2003); 2003); 2002); et = et (2006); et = et (2006); 2003); 2004); et = 2005)2007, et 2010, 在 1000i、 1994) 压力因素微量元素地质温度计和地质压力计( 石榴石( - 磷钇矿中的 2000 ) 独居石 - 磷钇矿温度计 (998 ) 石榴石中的 1999) 石榴石中的 et 1997) 单斜辉石中 2000 )!适用范围和条件氧逸度的影响 微量元素氧逸度计 (et 2003, 67:3045配系数的测定:直接测定法、实验测定法和理论计算法 受实验和测试技术制约,最早的分配系数是通过直接测试天然火山岩样品中斑晶和基质中的微量元素含量计算而来。斑晶矿物代表熔体结晶形成的固相,基质代表与之平衡的熔体相。 利用天然样品直接测定分配系数主要存在以下问题:(1) 假设岩石代表了淬火平衡,但这是不确切的; (2) 淬火温度未知,不能区分温度和总成分影响; (3) 难以保证所挑选的单矿物纯净; (4) 矿物晶体生长过程中产生的成分环带会引起不均一和不平衡问题。 实验测定法是利用化学试剂配成与天然岩石化学成分相当的混合物或者直接采用天然物质(如拉斑玄武岩)作为初始物质,采用高温、高压实验设备使矿物和熔体(或者不同矿物)之间的元素分配达到平衡,淬火冷却后测定两相中的浓度来计算分配系数。在采用天然岩石作为初始实验物质时,为了提高测试精密度,通常会通过人为添加的方式提高特定微量元素的含量。近年来,微区原位分析技术和高温、高压实验技术的发展大大促进了分配系数的测定。et 2007, 定微量元素分配系数的理论计算法就是利用 1994) 基于 配系数在实际研究中的应用2001) 馏(离)结晶作用、同化混染作用等。在这些作用进行过程中微量元素比常量元素变化更敏感,因此变化幅度更大。应用实例网图 / 上:岛弧玄武岩的什么?量元素的地球化学分类 不相容 /相容元素(基于总分配系数) 大离子亲石元素 高场强元素 稀土元素 轻稀土元素 中稀土元素 重稀土元素 过渡元素4 5 7 90 34 1993). * L) 多种固相共存的体系中,微量元素的变化受总分配系数控制。部分熔融过程中的残余相,或者岩浆结晶过程中的结晶相) 中含元素 照总分配系数的大小,通常可以将微量元素分为两大类。 早期结晶的固相矿物组合中相对富集(如 一个元素的值越大,称之为相容性越强,否则不相容性越强。理想的石榴石二辉橄榄岩 = 60% 25% 10% 5% 重量百分数) ( + ( + ( + ( = 4 5 7 90 34 1993). * 相容元素不相容元素:在熔体中富集的元素,即: KD 1 捕获 /如果 D=1 隐蔽 /似的离子半径和电荷,二者将广泛替代,替代程度取决于离子浓度、温度及键态的相容性等 )D i  f D i j / m el 于元素离子半径和离子电荷不相容元素小离子半径、高电荷的 半径稍大、电荷稍低的元素(s 3+, , 大离子半径、低电荷的 半径较小,电荷较低的第一过渡族元素(V, 一般进入特殊的基性矿物(如 半径较小、电荷较低的某些容易结合进入一些矿物的“不相容元素” ,如:石榴石中的 长石中的 例国东部大陆地壳 (et 1998a)和 1988) 平均成分及元素相容性排序。纵坐标为原始地幔 (1995)归一化值不相容元素在流体/熔体中富集;2. 在一定的分馏结晶(或熔融)阶段,不相容元素含量反映流体 /熔体的分数。对于火山岩, 哪一个反映分馏结晶作用程度增加的方向,哪一个反映部分熔融作用程度增加的方向?场强元素 具有高度不相容性; 在简单的水流体中具有很低的活动性。一块受到严重风化作用的玄武岩,其中的 r、 in no in be of . is on on a) 1973), 19, 290(b) 1982) , 525et (1986), J. 286, 1(c) 1983), 62, 稀土元素地球化学1. 稀土元素的主要地球化学性质2. 稀土元素在自然界的分馏3. 稀土元素在地壳中的分配 在地质 、 地球化学作用过程中作为一个整体而活动 (;2. 地球化学过程;3. 除熔融和变质分异作用外 , 其它地质作用对. 1. 稀土元素的主要地球化学性质 )两分法:轻稀土元素( 分法:轻稀土元素( 态 们具有亲石性(亲氧性),属于高度不相容元素。但在一些副矿物(如锆石、磷灰石等)中会发生富集。 结合性质上以离子键性质为主,只含有极少的共价成分。 失去 6后丢失 1个 5d(或 4f)电子(5。因此,3价,但 1500et 2007变价的 u 体化学性质相似,容易取代 使 离 体,而单独活动。因此,在岩浆结晶早期的结晶斜长石中含较高的而出现 “ 正 ,对应残余熔体则表现出 “ 负 。δ u*(2) 正 δ 1 负 δ 1变价的 u 在氧化条件下 导致 其他 生地球化学分离,而产生 用来表征样品中 计算公式如下:δ 2× [([+[) 在风化过程中, 弱酸性条件下极易发生水解而滞留原地,使淋滤出的溶液中贫 成 于 氧化作用,海水中 31%)远远高于其他 <5%) (1999)。因此,海水具有更强的 些海洋沉积物(如大洋锰结核)则具有 3+)的离子半径 . 有半衰期大于 5年的同位素。同矿物中 系中矿物/熔体间'1991)。各种矿物在 流纹岩 /英安岩 体系中的分配系数 (1988; 1978; 1985)相容性4 5 7 90 34 从 1) 不同矿物分馏 熔体间的分配系数可以相差一个数量级或更大。对于某些矿物(如石榴石), 2) 对于不同体系 熔体之间的分配系数值,富硅体系一般高于基性体系;(3) 虽然 熔体之间的分配系数随温度、压力等因素有很大的变化范围,但 4) 能造成 些副矿物优先富集 褐帘石 ),有些副矿物优先富集 锆石 ),有些副矿物优先富集 磷灰石 );(5) 斜长石和钾长石的结晶分离或斜长石在熔融残余体中的存在会使与之平衡的熔体中出现 石榴子石、磷灰石、单斜辉石等的存在则 可能 会使与之平衡的熔体出现 . 稀土元素在自然界的分馏e d u b o m b 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100A t om i c N um be r ( Z )奇偶效应,奇低偶高)。偶奇地质样品中的 1110 110. 利用 1110 1110(EE 离子的晶体化学性质– 离子半径减小– 离子电位增大相容性差异2. 赋存体系的矿物组合 对外界氧化还原条件变化反应敏感: R: R: 价态变化导致离子半径相应变化 , 致使与 -、 但其稳定性各异 因此 而在较晚阶段沉淀 , 导致 有机质和粘土矿物吸附能力大于 e d u b o m 1110100球粒陨石标准化 R e d u b o m 1110100球粒陨石标准化u m u l a t eH i g h - M g a n d e s i t R BA d a k i t 8 60 62 64 66 68 70 72e u 14% 14% 14
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:微量元素的地球化学分类
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-55959.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开