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1、第三节第三节 稀土元素地球化学稀土元素地球化学一一 稀土元素的地球化学性质稀土元素的地球化学性质一 稀土元素的地球化学性质原子序数：57-71价态：主要为三价，Eu2+Ce4+稀土元素的地球化学1.稀土的划分：(1)两分：轻稀土（LREE）La-Eu重稀土（HREE）Gd-Lu(2) 三分：轻稀土（LREE）La-Nd中稀土（MREE）Sm-Ho重稀土（HREE）Er-Lu稀土元素的地球化学(二) REE组成数据的表示方法1.数据的标准化2.REE组成模式图-球粒陨石标准化模式图 一般公认球粒陨石的轻-重稀土元素之间不存在分异。 采用球粒陨石标准化模式图可使样品中各REE间的任何程度的分异更清
2、楚地显示出来。稀土元素的地球化学3.表征REE组成的参数(1)稀土元素总量（REE）(2)比值LREE/HREE(La/Yb)N, (La/Lu)N , (Ce/Yb)N,(La/Sm)N, (Gd/Lu)N(3)异常值 Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce)稀土元素的地球化学稀土元素的地球化学EuN、SmN、GdN、LaN、PrN均为球粒陨石标准化值均为球粒陨石标准化值正异常正异常Eu1 负异常负异常Eu1 无异常无异常Eu=1稀土元素的地球化学二二 稀土元素的应用稀土元素的应用(一一) 稀土元素在造岩矿物与熔体间的分配系数稀土元素在造岩矿物与熔体间的分配系数稀土元素在角闪石与熔体间的分
3、配系数稀土元素在角闪石与熔体间的分配系数二二 稀土元素的应用稀土元素的应用稀土元素在造岩矿物与不同熔体间的分配系数稀土元素在造岩矿物与不同熔体间的分配系数(三) 稀土元素地球化学的应用洋中脊玄武岩LREELREE亏损亏损HREEHREEN N一般一般为为10-2510-25最高达最高达8080 石榴子石橄榄岩批式熔融的石榴子石橄榄岩批式熔融的 玄武岩浆的稀土组成玄武岩浆的稀土组成 源岩矿物组成- Ol : Opx : Cpx : Ga = 0.55:0.25: 0.11: 0.09 部分熔融作用部分熔融作用- -REEREE变化规律变化规律稀土元素地球化学的应用稀土元素地球化学的应用大洋岛大洋
4、岛岩浆分离岩浆分离结晶结晶-REE分配模式分配模式冰岛火成岩球粒陨石标准化冰岛火成岩球粒陨石标准化REE分配曲线分配曲线汉诺坝汉诺坝玄武岩玄武岩 板板大大 内内陆陆玄玄武武岩岩汉诺坝玄武岩汉诺坝玄武岩REE球粒陨石标准化配分模式图球粒陨石标准化配分模式图岛弧火山岩REE patterns for liquids by Rayleigh fractional crystallization modeling: a. from basalt to andesite, b. from andesite to dacite, and c. from dacite to type 1 rhyolite.
5、 Patterns with stars represent calculated liquid compositions. 分离结晶作用分离结晶作用- -REEREE变化规律变化规律稀土元素地球化学的应用稀土元素地球化学的应用金伯利岩金伯利岩钾镁煌斑岩钾镁煌斑岩高度富集高度富集LREELREE- -极低程度熔融极低程度熔融HREEHREE强烈分馏强烈分馏- -源区存在石榴源区存在石榴石残留石残留金伯利岩金伯利岩-钾镁煌斑岩钾镁煌斑岩REE球粒陨石球粒陨石 标准化配分模式图标准化配分模式图21吉黑东部吉黑东部P P2 2-T-T1 1碱长花岗岩碱长花岗岩REEREE标准化模式图标准化模式图Eu
6、Eu负异常负异常: :斜长石分离结晶斜长石分离结晶 或或 源区存在大量源区存在大量 斜长石残留斜长石残留张广才岭张广才岭A A型花岗岩型花岗岩REEREE球粒陨石球粒陨石 标准化配分模式标准化配分模式EuEu负异常负异常: :斜长石分离结晶斜长石分离结晶 或或 源区存在大量源区存在大量 斜长石残留斜长石残留典型幔源火山岩的典型幔源火山岩的( (Sm/Yb)Sm/Yb)N N-Yb-YbN N图解图解石榴石橄榄岩源区尖晶石橄榄岩源区青藏高原新生代火山岩(Sm/Yb)N-YbN图解1. 稀土元素岩浆成因判别标志:(1)LREE: 源区富集-亏损与熔融程度 HREE: 源区性质(2) 比值: (La
7、/Yb)N, (La/Sm)N, (Sm/Yb)N (Gd/Yb)N(3)异常值 Eu 斜长石的指纹 Ce 氧化环境和海水作用标志 岩浆作用微量元素地球化学小结: (1) 岩浆作用判别岩浆作用判别(分离结晶分离结晶 部分熔融部分熔融)强不相容元素强不相容元素-强相容元素判别标志强相容元素判别标志强不相容元素强不相容元素-不相容元素比值判别标志不相容元素比值判别标志(2)岩浆源区性质判别岩浆源区性质判别微量元素蛛网图微量元素蛛网图-判别岩浆源区性质判别岩浆源区性质强不相容元素强不相容元素-不相容元素比值不相容元素比值强不相容元素比值强不相容元素比值-比值判别比值判别 源区性质判别必需建立判别标志
8、源区性质判别必需建立判别标志 2 微量元素岩浆成因判别标志微量元素岩浆成因判别标志:微量元素蛛网图微量元素蛛网图-判别岩浆源区性质判别岩浆源区性质1-OIB型玄武岩型玄武岩 2-洋岛玄武岩洋岛玄武岩 3-青藏高原新生青藏高原新生 代钾玄岩系列代钾玄岩系列4-岛弧钙碱性玄武岩岛弧钙碱性玄武岩不同类型火山岩原生地幔标准化蛛网图不同类型火山岩原生地幔标准化蛛网图强不相容元素强不相容元素-元素元素比值判别图解比值判别图解OIB-MORB和和IAV三种源区具有不同三种源区具有不同的投影位置的投影位置青藏高原高青藏高原高Mg#火山火山岩源区近似活动陆缘岩源区近似活动陆缘性质性质; 钾玄质火山岩钾玄质火山岩具有具有OIB与活动陆缘与活动陆缘混合特征混合特征. 青藏高原新生代火山岩青藏高原新生代火山岩 岩浆源区性质判别岩浆源区性质判别 岩浆源区性质判别实例 不相容元素不相容元素比值比值-比值比值源区判别图解源区判别图解青藏高原新生代青藏高原新生代高高Mg#火山岩源火山岩源区近似活动陆缘区近似活动陆缘性质性质; 钾玄质火山岩具钾玄质火山岩具有有OIB与活动陆与活动陆缘源区混合特征缘源区混合特征. 青藏高原新生代火山岩青藏高原新生代火山岩 岩浆源区性质判别图解岩浆源区性质判别图解
