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1、第5章 微量元素地球化学Part* *1 1第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1绪论：地球化学基本问题/任务v1、地球系统中元素及其同位素的组成；v2、元素的共生组合和赋存形式；v3、元素的迁移和循环；v4、地球的历史和演化；v5、应用地球化学研究； 第一章 太阳系和地球系统元素组成 第二章 元素结合规律和赋存形式 第三章 热力学 第四章 微量元素DateDate2 2第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1地 球： FeOMgSiNiSCaA1CoNa 地 壳： OSiA1Fe Ca NaKMgTiH，P和Mn，DateDate3 3第
2、四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate4 4第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1微量元素地球化学任务及意义F基础资料积累 F微量元素地球化学是研究微量元素在地球 及其子系统中的分布、化学作用及化学演 化的科学。它根据系统的特征和微量元素 的特性，阐明它们在地球系统中的分布、 分配、在自然体系中的性状、在自然界的 迁移和演化历史。DateDate5 5第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1微量元素可以作为地质-地球化学过程 的示踪剂； 微量元素可以作为地质地球化学作用的 示踪剂，其特色之处就是能近
3、似定量地解 决问题，使实际资料与模型设计结合起来 。广泛应用到地质作用中DateDate6 6第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1解决当代地球科学的基础理论问题如天体 、地球、生命和元素的起源； 示踪地球演化过程中的灾害事件； 成岩-成矿物质来源方面发挥着重要的作用 ； 为人类提供充足资源和良好生存环境等方面 正发挥着重要作用。DateDate7 7第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate8 8第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1l洛川M/G界限附近He异常l陨石撞击Irl研究认为是宇宙尘加入
4、所致DateDate9 9第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate1010第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate1111第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1微量元素地球化学的发展历史微量元素地球化学经历了2个主要发展时期 20世纪60年代以前 F从微观的角度来认识微量元素的分布及 其在自然界的结合规律，主要通过元素的原 子、离子半径，电荷、极化性质和电负性等特性，研 究微量元素在地球各系统及不同矿物、岩石中的分配 和分布。DateDate1212第四章第四章 微量元素地球化学微量
5、元素地球化学Part1Part1微量元素地球化学的研究从定性向定量，从 微观向宏观发展，进入了建立定量理论模型 的阶段。 微量元素地球化学的研究几乎涉及地学的所 有领域，如地幔不均一性、古构造环境的判 别恢复、成岩成矿物质来源的示踪、全球及 局部环境变化/演化的研究等。 20世纪70年代起DateDate1313第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1第5章 微量元素地球化学5.1 基本概念和理论 5.2 岩浆作用过程中微量元素分配演化 的定量模型 5.3 稀土元素地球化学 5.4 微量元素地球化学示踪作用DateDate1414第四章第四章 微量元素地球化学微量元素
6、地球化学Part1Part15.1 基本理论5.1.1 微量元素的概念 5.1.2 微量元素在共存相间的分配 5.1.3 分配系数的测定及其影响因 素 5.1.4 分配系数应用DateDate1515第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part15.1.1 微量元素的概念1 什么叫微量元素? 微量（minor）或痕量（trace）元素 是一个相对概念，常常相对于地壳主量 元素来说的。 通常将自然体系中含量低于0.1%的元素 称为微量元素，也叫痕迹元素。 以分散性和低含量为特点。DateDate1616第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1F Ga
7、st（1968）定义 体系中不作为任何相的主要化学组分 存在的元素，即该元素既不能形成独 立矿物相，也不是某矿物相的主要组 成部分。只能以次要组分容纳于其它 主要组分形成的矿物固溶体中。DateDate1717第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1F根据元素在所研究的地球化学体系中的浓度低到可以近似服从稀溶液定律（亨利定律）的范围，则称该元素为微量元素。 物理化学液体理论/热力学定义DateDate1818第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1 目前一致认识 微量元素以低含量为特征，其在样品 中的浓度常用106和109作其单位。 由于在体
8、系中的稀浓度，往往不能形 成独立矿物相，而只能以次要组分容 纳在其它主要组分所形成的固溶体、 熔体或溶液中。DateDate1919第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1 微量元素的相对性： Potassium（钾）never forms its own phase in mid-ocean ridge basalts (MORB), its concentration rarely exceeding 1500 ppm; but K is certainly not a trace element in granites。 For most silicate ro
9、cks, O, Si, Al, Na, Mg, Ca, and Fe are major elements. H, C, S, K, P, Ti, Cr, and Mn are sometimes major elements in the sense that they can be stoichiometric constituents of phases. These are often referred to as minor elements. All the remaining elements are always trace elements, with the excepti
10、on of a few rare, but important, circumstances such as pegmatites and ore deposits.注意点DateDate2020第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1Just 6 elements, oxygen, magnesium, silicon, iron, aluminum, and calcium make up 99.1% of the silicate Earth. If we include the core and consider the composition of the
11、entire Earth, then only nickel, and perhaps sulfur, need be added to this list. The remaining elements, though sometimes locally concentrated (e.g., in the crust, in the hydrosphere, in ores) can be considered trace elements.DateDate2121第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1 随研究对象而变化 Neither affect the c
12、hemical or physical properties of the system as a whole to a significant extent. For our present purposes, any of these definitions might do, but bear in mind that a trace element in one system need not be a trace element in anotherDateDate2222第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1 以类质同象形式占据矿物晶格 矿物包裹体 吸附
13、于矿物表面或以杂质形式存在于矿 物晶体缺陷的间隙内。 其中类质同像是主要存在形式。2 微量元素存在形式DateDate2323第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1地壳主要由O、Si、A1、Fe、Ca、Na、K、 Mg、Ti、H、P和Mn，这十二种元素组成，其 它八十多种元素占地壳总重不到1%，也叫微量元素，一般不形成独立矿物相。 但是微量元素在少数情况下也能形成独立矿物 ，在其中成为主要组分，如锆石（ZrSiO4）中 的Zr（岩浆岩和矿物定年重要矿物），铬铁矿 （FeCr2O4）中的Cr，以及独居石（Ce，La） PO4中的Ce和La等。DateDate2424第
14、四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part13. 微量元素分类李昌年火成岩微量元素岩石学DateDate2525第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate2626第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate2727第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate2828第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate2929第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate3030第四章第四章 微量
15、元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate3131第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1DateDate3232第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part11. 不相容元素 (incompatible elements） 包括大离子亲石元素（K，Rb，Sr，Ba， Cs等）； 高场强元素（high field strength (HFS) elements）（Th， Nb，Ta，P，Zr，Hf， HREE等）， D1微量元素的简单分类DateDate3333第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1
16、2. 活动性元素 （Mobile elements) 易溶于水， 如K, Rb, Ba, Cs 等。 不活动性元素 （Immobile elements) 在交代和蚀变过程中常留在残留固相中的元 素， 如Nb, Ta, Zr, Ti等。 定量模型细化解释DateDate3434第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part15.1.2 微量元素在共存相间的分配DateDate3535第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学Part1Part1在一定的环境（物理化学条件）中，一切自 然作用体系均趋向于平衡，当达到平衡时DateDate3636第四章第四章 微量元素地球化学微量元素地球化学
