稀土元素地球化学讲解ppt课件.ppt
第三节 稀土元素地球化学,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+由于镧系收缩，La系元素的离子半径随原子序数的增加而稳定缩小。使其晶体化学性质相似,在自然界中常常共同迁移、沉淀。,二.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,三.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),REE稀土元素总量单位一般用10-6（ppm）超基性基性中性中酸性碱性岩，REE逐渐增加。用途：判断某种岩石的母岩特征和区分岩石类型。,LREE/HREE轻重稀土元素比值用途：能较好地反映REE的分异程度以及指示部分熔融残留体和岩浆早期结晶矿物的特征。是判断残留相或结晶相矿物组合的重要依据。,单元素轻重稀土元素比值,LaN/YbN、LaN/LuN、CeN/YbN：是稀土元素球粒陨石标准化图解中分布曲线的斜率，它反映了曲线的倾斜程度，LaN/YbN1，曲线向右倾，富集轻稀土酸性岩类；LaN/YbN1，曲线水平，属球粒陨石型大洋拉斑玄武岩；科马提岩；LaN/YbN1，曲线向左倾斜，为亏损型橄榄质科马提岩。（LaN/YbN，LaN/LuN、CeN/YbN是样品中La、Yb、Lu、Ce球粒陨石标准化值的比值。它们分别代表了轻稀土元素和重稀土元素；而且其含量易于准确确定。,LaN/SmN：反映了轻稀土之间的分馏程度。该值越大，轻稀土越富集。根据LaN/SmN可以对岩石进行分类。如根据LaN/SmN比值，Schilling（1975a）将洋中脊玄武岩划分成三种类型：N型（正常型），LaN/SmN1；稀土元素组成模式为亏损型。P（E）型，地幔柱型或异常型，LaN/SmN1；富集型。T型，过渡型；LaN/SmN1GdN/YbN：反映了重稀土之间的分馏程度。该值越小，重稀土富集程度越高。有人用GdN/YbN比值将马提岩划分成三个组。,正异常Eu1，在标准化图解中，Eu处出现”峰”负异常Eu1，在标准化图解中，Eu处出现”谷”无异常Eu=1，用途：是划分岩石类型和讨论成岩成矿条件的重要参数例如：花岗岩可划分成壳型：Eu平均值为0.46，为中等亏损；壳幔型：Eu平均值为0.84，为弱亏损；富碱侵入体型：Eu平均值小于0.30，强烈亏损。,Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce),四 REE组成数据的表示方法 曾田彰正科里尔（Masuda 1962,Coryell 1963）图解（球粒陨石标准化-原子序数图解法）1.数据的标准化样品中REE浓度/参照物REE浓度=标准化值，最常用的参照物是球粒陨石（沉积岩常以北美页岩为标准）然后以标准化值的对数值为纵坐标，以稀土元素按原子序数排列为横坐标作图。图解中稀土元素分布模式分类（三类）：轻稀土富集型：分布曲线向右倾斜，轻稀土富集。轻稀土亏损型：分布曲线向左倾斜，轻稀土亏损。平坦型（球粒陨石型）：轻重稀土富集不明显。根据图解中Eu和Ce处曲线的形态，再划分出：Eu/Ce亏损型、富集型、正常型。,在成矿研究中，常用未矿化或蚀变的岩石为标准，了解成矿或蚀变过程中，稀土元素的变化。,这种方法的优点,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楚地显示出来。克服奇偶原子序数的元素丰度不同所造成的REE曲线锯齿状变化。可以反映所研究样品相对于原始地球稀土组成的地球化学分异作用。直线斜率、形态和偏离直线的稀土元素的异常地球化学行为，为成岩成矿机理研究，提供了重要信息。,五 稀土元素地球化学的应用,洋中脊玄武岩,LREE亏损HREEN一般为10-25最高达80,石榴子石橄榄岩批式熔融的 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-REE变化规律,稀土元素地球化学的应用,大洋岛岩浆分离结晶-REE分配模式,冰岛火成岩球粒陨石标准化REE分配曲线,汉诺坝玄武岩,板大 内陆玄武岩,汉诺坝玄武岩REE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.Patterns with stars represent calculated liquid compositions.,分离结晶作用-REE变化规律,稀土元素地球化学的应用,金伯利岩钾镁煌斑岩高度富集LREE-极低程度熔融HREE强烈分馏-源区存在石榴石残留,金伯利岩-钾镁煌斑岩REE球粒陨石 标准化配分模式图,2,1,吉黑东部P2-T1碱长花岗岩REE标准化模式图,Eu负异常:斜长石分离结晶 或 源区存在大量 斜长石残留,张广才岭A型花岗岩REE球粒陨石 标准化配分模式,Eu负异常:斜长石分离结晶 或 源区存在大量 斜长石残留,典型幔源火山岩的(Sm/Yb)N-YbN图解,石榴石橄榄岩源区,尖晶石橄榄岩源区,1.稀土元素岩浆成因判别标志:LREE:源区富集-亏损与熔融程度 HREE:源区性质(2)比值:(La/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(分离结晶 部分熔融)强不相容元素-强相容元素判别标志强不相容元素-不相容元素比值判别标志岩浆源区性质判别微量元素蛛网图-判别岩浆源区性质强不相容元素-不相容元素比值强不相容元素比值-比值判别 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:,微量元素蛛网图-判别岩浆源区性质,1-OIB型玄武岩 2-洋岛玄武岩 3-青藏高原新生 代钾玄岩系列4-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,不相容元素比值-比值源区判别图解,青藏高原新生代高Mg#火山岩源区近似活动陆缘性质;钾玄质火山岩具有OIB与活动陆缘源区混合特征.,青藏高原新生代火山岩 岩浆源区性质判别图解,
