岩石地球化学课件.ppt

元素分类 亲氧元素（Oxyphile element or Lithosphile element) 亲硫元素(Sulfophile element or Chalcophile element) 亲铁元素(Siderophile element) 亲氧元素有K、Na、Ca、Mg、Nb、Ta、Zr、Hf、REE等，它们的特征是：有惰性气体的电子层结构，电负性较小 亲硫性元素有Cu、Pb、Zn、Au、Ag等，它们的特征是：有18或18+2的外电子层结构，电负性较高。 亲铁元素 亲铁性是元素在自然界以金属状态产出的一种倾向性。在自然体系中，特别是在O、S丰度低的情况下，一些金属元素不能形成阳离子，只能以自然金属形式存在，它们常常与金属铁共生，以金属键性相互结合，这些元素具亲铁性，属于亲铁元素。 代表性的亲铁元素有铂族、Cu、Ag、Au、Fe、Co、Ni等。这些元素的基本特征是原子具有d亚层充满或接近充满的电子构型，有18或18+ 2的外电子层结构-称为惰性金属型构型。 Composition of mantle rocks Melting of mantle REE distribution of peridotite showing effect of mantle metasomatism Definitions Major elements: Concentration arbitrary value (0.1 or 1 wt% depending on the authors) Components of main mineral phases Trace elements: Concentration 0.1 % Substitue in crystals but do not form phases of their own Note that... The above definition means that major and traces will behave in significantly different ways Major: control by mineral stability limits (P-T conditions) Traces: independant (or partially independant, as will be discussed) Conceptually, some elements could be major in some systems, traces in other (cf .K in the mantle or Zr in crustal magmas) Composition of Earth shells 微量元素行为 以类质同相形式存在于矿物中 极少数情况作为独立矿物存在 太阳系稀土特征 球粒陨石稀土特征 差异：可能是分析误差 超镁铁质岩石稀土元素 超镁铁质岩石在化学成分上含较低的SiO2 (＜45％)，属硅酸不饱和岩石 据岩石中的稀土含量可将超镁铁质岩石分为两大类：贫稀土元素超镁铁岩类(橄榄岩和科马提岩)和富稀土元素超镁铁岩类(金伯利岩、煌斑岩、霓霞岩和碳酸岩)。 贫稀土元素超镁铁岩石含K2O和Na2O较低，相当于亚碱性系列 富稀土元素超镁铁岩石含K2O和Na2O较高，为偏碱性和过酸性系列。 岩浆型碳酸盐岩 中性岩 纯橄榄岩U型和V型稀土图谱 洋盆环境（蛇绿岩套） 岩石的稀土元素特征 洋盆构造环境的岩石主体为玄武岩，包括低钾拉斑玄武岩、碱性玄武岩等岩石类型。 从构造环境上岩浆岩可以产出于洋中脊、洋岛、海底高原等构造环境。产出于不同构造环境的玄武岩在稀土地球化学特点上存在较大差异，这些差异既反映了构造环境的分野，同时更大程度上和源岩性质，岩浆岩形成的物理化学条件有密切关系。 洋中脊玄武岩 N－MORB N－MORB通常认为是呈底劈上升的地幔橄榄岩在较浅的部位、拉张环境下发生分熔作用（15－30％）的产物。 在REE特点上，绝大多数样品具有明显的LREE亏损，低的REE丰度。此外具低的87Sr/86Sr和高的143Nd/144Nd比值，这些资料表明岩浆来源于一个长期亏损的地幔源区。 N－MORB具有比较一致的不相容元素比值：La/Ta~18; Th/Ta~0.7; Ba/La~3; Th/Hf~0.05 异常洋中脊（E－MORB） 异常洋中脊通常表现为洋脊高原或台升洋脊，具有相对较深的岩石圈厚度和高的地热梯度。 岩性仍以拉斑玄武岩为主，但出现了碱性玄武岩。 和N－MORB相比，具有高的REE总量、富集LREE，强烈的LREE/HREE程度。此外富集LILE，仍具较低的87Sr