V, Ti
Zr, Hf
Ba, Rb
Sr
REE
Y
5.微量元素的示踪意义
岩浆岩形成机制判别 Treuil和Joron(1973,1975)利用REE和其它微量元素在部 分熔融和分异结晶过程中分配行为的差别，创制了岩浆 岩形成机制判别图解法: 划分“超亲岩浆元素”(H)和“亲岩浆元素”(M) H—总分配系数小到相对于0.2-0.5可忽略不计. M—总分配系数小到相对于1可忽略不计.
5.微量元素的示踪意义
各构造环境玄武岩微量元素特征
洋中脊玄武岩 板内玄武岩
火山弧玄武岩
过渡型玄武岩
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？？
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5.微量元素的示踪意义
花岗岩类成因 花岗岩类可划分为I、S、M、A型等成因类型，不同成 因类型的花岗岩具有相应的REE配分模式。
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5.微量元素的示踪意义
Pither，1983，花岗岩的类型与构造环境
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5.微量元素的示踪意义
K=K2O×10000×0.83013/250
Ti=TiO2×10000×0.5995/1300
P=P2O5×10000×0.43646/95
这里K2O、TiO2、P2O5单位均为重量百分数
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5.微量元素的示踪意义
(3)应用时须注意的事项 1. 注明所引用的文献，这是对地球化学研究工作的基本 要求； 2. 在作图解时，可根据自己所拥有的元素数据，减少部 分元素进行作图，但各元素的相对顺序应相持不变； 3. 涉及到主量元素，是氧化物形式or是单元素形式，确 认是否需要进行换算，如将主量元素的氧化物含量换 算成单元素的 ppm 形式。
四、微量元素地球化学
5.微量元素的示踪意义
1.微量元素处理方法 1.1多元素标准化图解 A属REE标准化图解的扩展和普及化，最早用于玄武岩， 现在可以用于所有岩石（岩浆岩和沉积岩）类型。 B标准化数值——原始地幔、球粒陨石，MORB等。 C作图意图——比较样品与标准化数据之间的偏离程度 我们可以称之为： 原始地幔(球粒陨石)标准化多元素图解，微量元素含量 蜘蛛图
变质岩原岩恢复
地壳不同变 质原岩的 REE与 La/Yb比值判 别图，可用 于区分不同 类型的玄武 岩、花岗岩 和碳酸盐岩
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5.微量元素的示踪意义
硅质岩成因
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5.微量元素的示踪意义
太原组硅质岩的热液成因解释
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La，Ta，Th和Ce为典型H
HREE，Zr或Hf为典型M
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5.微量元素的示踪意义
分异结晶过程中，M和H元素的D值相对1可以忽略: H H 1 M M 1 故：CL CO F C C F ,L L O, L
4 Sun & MacDonough, 1989 4
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目前常用顺序
Chung等，2004，Earth Sci. Rev.
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(2)多元素标准化图解
作图方法：
A. 分别除以标准化数值，再作图 B. 注意其中的主量元素，特殊算法
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5.微量元素的示踪意义
2.2进行岩石分类
Zr/Ti acts as a proxy for Si
碧玄岩 副长石岩
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Байду номын сангаас
Nb/Y acts as a proxy for total alkalis.
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2.2进行岩石分类
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5.微量元素的示踪意义
Post-Archean Australian shales normalize. The average values of four middle Proterozoic shales from the Mt. Isa Group, seven Silurian State Circle shales, three Paleozoic to Mesozoic shales from the Perth Basin, two Paleozoic shales from Canning Basin, and six Upper Proterozoic to Cambrian shales from the Amadeus Basin. 河南理工大学 -机械与动力学院
IV 沉积岩 NASC，Gromet et al, 1984 Ⅴ平均地壳成分根据Taylor & McLennan (1981)
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(1)多元素标准化数据
标准化顺 序和数值 球粒陨石
原始地幔 其中有些不用，例 如Tl，Sc，W，Sn ，F等
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在图解中，代表一种岩套的成 M M / CO 分点沿斜率为 DO ,S (近似)的 河南理工大学-机械与动力学院 直线分布。
1.冰岛;2.Reykjanes ridge 19
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矿物、岩石的成因与分类：如碳酸盐类岩石中方解石 与磷灰石的Yb/Ca—Yb/La图解
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(5)应用：岛弧火山岩与Nb/Ta亏损
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问题：为什么岛弧火山岩出现Nb、Ta的负异常？
1. Nb、Ta属于高场强元素，主要富集在副矿物中。 2. 大洋沉积物和蚀变玄武岩富含流体，在大洋板块发生 俯冲消减至一定深度时，将发生脱水作用。 3. 赋存于沉积物和蚀变玄武岩中的强活动性元素将随流 体一起流出，而存在于副矿物 中的Nb、Ta则保持相 对稳定而不发生迁移。释放出来的流体将向上运移而 进入上覆的地幔楔。其结果将降低地幔岩石的固相线 并与地幔岩石发生交代作用，导致地幔岩石发生部分 熔融作用形成的熔体中，富集如LILE等强活动性元素， 而高场强Nb、Ta则显示出相对亏损。
IAT
MORB OIB
0
0
河南理工大学-机械与动力学院 18000 Ti ppm
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2.微量元素图解研究用途 2.1重要元素对岩石成因的指示意义
元素 特征解释
高度相容元素，N i 和C o 赋存在Ol 中，C r在Sp和C px中，这些元素的高度富集（例如N i ＝250-300 ppm, C r=500Ni, Co, Cr 600 ppm）暗示着岩石母岩为地幔橄榄岩，如果岩石系列显示N i 的逐渐降低 （C o 也可以显示同样规律） 则预示着 Ol 的分离结晶作用。C r的逐渐降低代表尖晶石或者C px的分离结晶作用。 它们在部分熔融和分离结晶过程中显示相似的特征。都倾向于进入Fe-T i 氧化物（钛铁矿和钛磁铁矿)， 是钛铁矿和 钛磁铁矿结晶分异的示踪剂。如果V和T i 显示差异性质， 则T i 可以类质同象进入一些副矿 物相，例如榍石和金红石。 极不相容元素，基本不进入主要的地幔矿物相，有时可以与T i 类质同象进入副矿物相，例如榍石和金红石。 不相容元素，在钾长石。云母或者角闪石中可以替换K。Rb在角闪石中类质同象替换能力弱于在钾长石和云母中，因 此K/Ba比值可以用来鉴别这些矿物相。 在Pl 中容易类质同象替换C a（但是在Py中不取代C a），在钾长石中替换K，在浅部低压条件下当Pl 作为早期结晶相 的时候，显示相容元素特征，因此Sr或者C a/Sr比值是鉴别Pl 参与的有力指示剂。但是Sr在高压的地幔条件下，当Pl 不 稳定的时候，显示不相容元素特征。 石榴石(Opx和角闪石稍弱)容纳重稀土元素，因此会导致轻稀土的分异。榍石和Pl 倾向于吸纳轻稀土元素。C px仅导 致REE轻度分异。Eu强烈倾向进入Pl 中，因此Eu异常可以鉴别是否有Pl 的参与。 常类似于HREE，显示不相容元素特征。强烈倾向进入石榴石和角闪石中，辉石次之。榍石和磷灰石也富集Y，因此如 16 河南理工大学-机械与动力学院 16 果岩石中存在这些副矿物，将明显影响Y的分异。
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5.微量元素的示踪意义
2.3鉴别岩石形成的构造环境
1. 微量元素对岩石形成构造环境的指示。
2. 岩浆作用是构造活动的物质表现形式，而不 同构造环境形成的岩浆具有不同的岩石组合 和化学特征。 3. 其基本的假设是，该岩石形成时，地球已存 在现代体制的板块构造运动。
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5.微量元素的示踪意义
Mantle-normalized diagram for incompatible elements in loess. Shown are the average values of loess samples from Banks Peninsula, New Zealand, Kansas and lowa, USA, and Kaiserstuhl, Germany.
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5.微量元素的示踪意义
Nb、Ta异常一定程度上代表了地壳岩石的地球化学标志