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岩石地球化学进展 朱弟成 2017.11.08 岩石地球化学（Petrogeochemistry ）： 岩石学和地球化学的交叉学科 研究岩石的化学组成 ，包括其成分的含量、分布、种 类、来源和化学变化的一门地球科学 研究各类岩石中的主量元素、微量元素和同位素 ，用 于探讨岩石源区、岩石成因、岩石演化和岩石产出的 构造环境等方面基础理论问题。 岩浆岩岩石地球化学 岩浆岩的岩石类型和矿物组成 岩浆岩的成分多样性 主要受控于：源区 + 矿物成分 + 岩浆过程 几个重要概念： 分配系数（Partition Coefficient ) ：在一定温度下，处于 平衡状态时，某种组分在固相中的浓度和在液相中的浓度之 比，以K 表示 D 相容元素（compatible element ）：在矿物结晶过程中趋 向于在早期固相中富集的元素，如Cr、Ni、Co、V等； 不相容元素（incompatible element ）：在矿物结晶过程 中趋向于在液相中富集的微量元素，如Li、Rb、Sr、Cs、 Be、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、U等 分配系数对矿物组成、元素比值的影响： Data from Rollinson (1993 ) Sr/Y: Pl + Grt  源区矿物组合 Ce/Y: Grt ( Hb  Grt  Pl ) La/Yb: Grt  岩浆分异过程 部分熔融 (Partial melting) 地球内部岩石的部分熔融: 源区物质→熔体(melt) + 残留物(residue) 熔体: 富集容易熔的物质（比源区要酸性或长英质更多）→ 富集不相容元素（incompatible elements ） 残留物: 富集难熔的物质（比源区要基性或镁铁质更多）→ 富集相容元素（compatible elements ） (A) 岩石的部分熔融是其中低熔点物质的部分熔融，Mg是耐火难 熔的组分，Si －Al等是易熔组分； (B) 部分熔融得到的熔体比原岩更偏酸性、Mg更低 部分熔融产生岩浆的3个条件： Gill, 2010 分离结晶作用（fractional crystallization ）： 一些矿物先结晶 ，不与熔浆发生反应 ，导致残余岩浆成分发生变 化 ，使岩浆向富硅、富碱的方向发展 同化混染作用（assimilation contamination ）: 岩浆同化了围岩或捕虏体，使岩浆发生成分改变（常只能改变 岩浆局部的成分）。依据同化混染作用的程度，分为： 同化作用(assimilation) —— 完全 混染作用(contamination) —— 不完全 判断同化混染的标志：  岩体中捕虏体多  颜色、结构、构造不均一，如斑杂构造  有非岩浆成因的矿物，如石榴石、刚玉等是同化围岩的结果 控制岩浆岩成分的主要因素 上地幔的矿物组成和化学成分： 上地幔：由斜长石二辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩和石榴子 石二辉橄榄岩（深度→深） 斜长石→尖晶石 Mg SiO +CaAl Si O =MgSiO +CaMgSi O +MgAl O 2 4 2 2 8 3 2 6 2 6 尖晶石→石榴子石 MgAl O +4MgSiO =Mg SiO +Mg Al Si O 2 4 3 2 4 3 2 3 12 尖晶石二辉橄榄岩：Ol 66%; Opx 24%; Cpx 8%; Sp 2% 石榴子石二辉橄榄岩：Ol 63%; Opx 30%; Cpx 2%; Grt 5% 上地幔的矿物组成和化学成分： 橄榄石 + 单斜辉石 + 斜方辉石 + 富铝相矿物（尖晶石、石 榴石、斜长石） ± 角闪石 ± 金云母 其它：磷灰石、金红石等 1% 原始地幔: 二辉橄榄岩（lherzolite,