稀土元素地球化學(xué)講解ppt課件

1、第三節(jié) 稀土元素地球化學(xué),一 稀土元素的地球化學(xué)性質(zhì) 原子序數(shù)：57-71 價態(tài)：主要為三價， Eu2+ Ce4+ 由于鑭系收縮，La系元素的離子半徑隨原子序數(shù)的增加而穩(wěn)定縮小。 使其晶體化學(xué)性質(zhì)相似,在自然界中常常共同遷移、沉淀。,二.稀土的劃分： (1)兩分： 輕稀土（LREE）La-Eu 重稀土（HREE）Gd-Lu (2) 三分： 輕稀土（LREE）La-Nd 中稀土（MREE）Sm-Ho 重稀土（HREE）Er-Lu,三.表征REE組成的參數(shù) (1)稀土元素總量（REE） (2)比值 LREE/HREE (La/Yb)N, (La/Lu)N , (Ce/Yb)N, (La/Sm)N,

2、 (Gd/Lu)N (3)異常值 Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce), REE稀土元素總量 單位一般用10-6（ppm） 超基性基性中性中酸性堿性巖，REE逐漸增加。 用途：判斷某種巖石的母巖特征和區(qū)分巖石類型。, LREE/HREE輕重稀土元素比值 用途：能較好地反映REE的分異程度以及指示部分熔融殘留體和巖漿早期結(jié)晶礦物的特征。是判斷殘留相或結(jié)晶相礦物組合的重要依據(jù)。,單元素輕重稀土元素比值,LaN/YbN、LaN/LuN、CeN/ YbN： 是稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中分布曲線的斜率，它反映了曲線的傾斜程度， LaN/YbN1，曲線向右傾，富集輕稀土酸性巖類； LaN/YbN1

3、，曲線水平，屬球粒隕石型大洋拉斑玄武巖；科馬提巖； LaN/YbN1，曲線向左傾斜，為虧損型橄欖質(zhì)科馬提巖。 （LaN/YbN，LaN/LuN、CeN/ YbN是樣品中La、Yb、Lu、Ce球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值的比值。它們分別代表了輕稀土元素和重稀土元素；而且其含量易于準(zhǔn)確確定。,LaN/SmN：反映了輕稀土之間的分餾程度。該值越大，輕稀土越富集。 根據(jù)LaN/SmN可以對巖石進(jìn)行分類。如根據(jù)LaN/SmN比值，Schilling（1975a）將洋中脊玄武巖劃分成三種類型： N型（正常型），LaN/SmN1；稀土元素組成模式為虧損型。 P（E）型，地幔柱型或異常型，LaN/SmN1；富集型。 T型

4、，過渡型；LaN/SmN1 GdN/YbN：反映了重稀土之間的分餾程度。該值越小，重稀土富集程度越高。有人用GdN/YbN比值將馬提巖劃分成三個組。,正異常Eu1，在標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，Eu處出現(xiàn)”峰” 負(fù)異常Eu1，在標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，Eu處出現(xiàn)”谷” 無異常Eu=1， 用途：是劃分巖石類型和討論成巖成礦條件的重要參數(shù) 例如：花崗巖可劃分成 殼型：Eu平均值為0.46，為中等虧損； 殼幔型：Eu平均值為0.84，為弱虧損； 富堿侵入體型：Eu平均值小于0.30，強(qiáng)烈虧損。,Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce),四 REE組成數(shù)據(jù)的表示方法 曾田彰正科里爾（Masuda 1962 , Coryel

5、l 1963 ）圖解（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化-原子序數(shù)圖解法） 1.數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化 樣品中REE濃度/參照物REE濃度=標(biāo)準(zhǔn)化值，最常用的參照物是球粒隕石（沉積巖常以北美頁巖為標(biāo)準(zhǔn)） 然后以標(biāo)準(zhǔn)化值的對數(shù)值為縱坐標(biāo)，以稀土元素按原子序數(shù)排列為橫坐標(biāo)作圖。 圖解中稀土元素分布模式分類（三類）： 輕稀土富集型：分布曲線向右傾斜，輕稀土富集。 輕稀土虧損型：分布曲線向左傾斜，輕稀土虧損。 平坦型（球粒隕石型）：輕重稀土富集不明顯。 根據(jù)圖解中Eu和Ce處曲線的形態(tài)，再劃分出： Eu /Ce虧損型、富集型、正常型。,在成礦研究中，常用未礦化或蝕變的巖石為標(biāo)準(zhǔn)，了解成礦或蝕變過程中，稀土元素的變化。,這種方法的優(yōu)

6、點(diǎn),一般公認(rèn)球粒隕石的輕-重稀土元素之間不存在分異。 采用球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模式圖可使樣品中各REE間的任何程度的分異更清楚地顯示出來。 克服奇偶原子序數(shù)的元素豐度不同所造成的REE曲線鋸齒狀變化。 可以反映所研究樣品相對于原始地球稀土組成的地球化學(xué)分異作用。 直線斜率、形態(tài)和偏離直線的稀土元素的異常地球化學(xué)行為，為成巖成礦機(jī)理研究，提供了重要信息。,五 稀土元素地球化學(xué)的應(yīng)用,洋 中 脊 玄 武 巖,LREE虧損 HREEN一般 為10-25 最高達(dá)80,石榴子石橄欖巖批式熔融的 玄武巖漿的稀土組成 源巖礦物組成- Ol : Opx : Cpx : Ga = 0.55:0.25: 0.11: 0

7、.09,部分熔融作用- REE變化規(guī)律,稀土元素地球化學(xué)的應(yīng)用,大洋島 巖漿分離 結(jié)晶-REE 分配模式,冰島火成巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE分配曲線,漢諾壩 玄武巖,板 大 內(nèi) 陸 玄 武 巖,漢諾壩玄武巖REE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖,島 弧 火 山 巖,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. Patt

8、erns with stars represent calculated liquid compositions.,分離結(jié)晶作用- REE變化規(guī)律,稀土元素地球化學(xué)的應(yīng)用,金伯利巖 鉀鎂煌斑巖 高度富集LREE -極低程度熔融 HREE強(qiáng)烈分餾 -源區(qū)存在石榴 石殘留,金伯利巖-鉀鎂煌斑巖REE球粒隕石 標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖,2,1,吉黑東部P2-T1堿長花崗巖REE標(biāo)準(zhǔn)化模式圖,Eu負(fù)異常: 斜長石分離結(jié)晶 或 源區(qū)存在大量 斜長石殘留,張廣才嶺A型花崗巖REE球粒隕石 標(biāo)準(zhǔn)化配分模式,Eu負(fù)異常: 斜長石分離結(jié)晶 或 源區(qū)存在大量 斜長石殘留,典型幔源火山巖的(Sm/Yb)N-YbN圖解,石榴

9、石橄 欖巖源區(qū),尖晶石橄 欖巖源區(qū),1. 稀土元素巖漿成因判別標(biāo)志: LREE: 源區(qū)富集-虧損與熔融程度 HREE: 源區(qū)性質(zhì) (2) 比值: (La/Yb)N, (La/Sm)N, (Sm/Yb)N (Gd/Yb)N (3)異常值 Eu 斜長石的指紋 Ce 氧化環(huán)境和海水作用標(biāo)志,巖漿作用微量元素地球化學(xué)小結(jié):,(1) 巖漿作用判別(分離結(jié)晶 部分熔融) 強(qiáng)不相容元素-強(qiáng)相容元素判別標(biāo)志 強(qiáng)不相容元素-不相容元素比值判別標(biāo)志 巖漿源區(qū)性質(zhì)判別 微量元素蛛網(wǎng)圖-判別巖漿源區(qū)性質(zhì) 強(qiáng)不相容元素-不相容元素比值 強(qiáng)不相容元素比值-比值判別 源區(qū)性質(zhì)判別必需建立判別標(biāo)志,2 微量元素巖漿成因判別標(biāo)志:,微量元素蛛網(wǎng)圖-判別巖漿源區(qū)性質(zhì),1-OIB型玄武巖 2