10第4章微量元素地球化学-岩浆作用模型2.pptVIP

微量元素在两相间分配系数角度给相容元素和不相容元素进行了定义。 在岩浆结晶过程中容易以类质同象进入固相或矿物相的元素，叫相容元素； 反之就是不相容元素。 2013/10/11 * 5. 批次熔融实例 假定有一含斜长石45%， 单斜辉石37%， 橄榄石18%的辉长岩源岩经历部分熔融， 用批次熔融模型计算当F=0.05，0.1，0.15，0.2， 0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9时Rb、Sr的Cl/Co。绘制每种元素的Cl/Covs.F的演化图解。 * 2013/10/11 2013/10/11 2013/10/11 2013/10/11 当已知F、D和现在地质体的微量元素浓度，就可以预测或计算原岩微量含量。 4.2.2 岩浆结晶作用模型 * * 2013/10/11 矿物从熔体中结晶的两种可能过程: a.晶体与熔体仅具表面平衡， 这是因为微量元素在晶体内部扩散速度远低于在熔体中的扩散速度，使元素在晶体边缘和核心分布不均匀，导致熔体仅与晶体边缘达到局部平衡，而与晶体内部不平衡。或者晶体形成后很快离开熔体(重力下沉等使晶体不断从熔体中移出)。 b.晶体在缓慢冷凝条件下结晶并与熔体始终保持平衡， 形成成分均一，没有环带的矿物。 前者为分离结晶作用，又称瑞利分馏作用；后者称平衡结晶作用。 * 2013/10/11 第一种情形：微量元素在晶体中扩散的速度比在熔体中慢得多，来不及取得完全平衡，或者是矿物快速从熔体中晶出，矿物与熔体仅具表面平衡，从而造成矿物的核、边成分不均匀，形成矿物的环带结构，即不平衡分离结晶； 第二种情形：微量元素在熔体中扩散的速度比在晶体（矿物）中慢得多。此中情况自然界极少。 * * 分离结晶作用元素扩散类型 2013/10/11 1、结晶矿物与熔体只是表面平衡 原因：微量元素在晶体中的扩散要比在熔体中慢得多，使得微量元素在晶体边缘和晶体核部的分布不均一，导致晶体边缘与熔体能达到平衡，而晶体内部则不能与熔体平衡，形成的晶体具环带状构造。 * * 2013/10/11 2、定量模型 瑞利分馏定律（Rayleigh fractionation law） * * 2013/10/11 ciL/ci0.L=F（D-1） ciL 残余熔体中元素浓度 ci0.L原始熔体中元素浓度 F为残留熔体占原始熔体的分数 F=1岩浆开始结晶 F=0结晶完全 1－F反映岩浆的结晶程度 D矿物和熔体间的总分配系数 * * 2013/10/11 * * 2013/10/11 ① 总分配系数D1的元素（不相容元素）随F值从1 → 0（即结晶程度增加），微量元素在残余熔体中富集程度增强。 ②当D ＝0时，微量元素i在分离结晶过程中几乎全部保留在残余熔体中，而不进入结晶相时； 3、分离结晶过程中微量元素的行为 2013/10/11 ③总分配系数D 1的元素（相容元素）在分离结晶过程中倾向于在矿物中富集，并随矿物晶体的不断析出，微量元素在残余熔体随结晶度加大而迅速贫化。 而在 部分熔融中相容元素浓度随熔融程度(F)增大缓慢增大。应用这种差别， 可以判别一个岩浆系列是岩浆分异结晶的产物， 还是由部分熔融所成。 重点和难点 1.岩浆形成机制的两个定量模型（即公式）：部分熔融和分离结晶模型； 2. D不同的微量元素在岩浆演化过程中的行为 3. 计算、作图、描述元素行为 * * 2013/10/11 作业： 估算分离结晶程度F 已知一具原生岩浆性质的碧玄岩的Ni含量为290ppm，与其互层的拉斑玄武岩中Ni含量为155ppm，且已经证明拉斑玄武岩为该碧玄岩浆分离结晶形成的残余岩浆，试问：若分离结晶产物为二辉岩，分离结晶程度是多少？ 已知KOpx/LDNi=6.6， KCpx/LDNi=4，xOpx:xCpx=0.5:0.5 ciL/ci0.L=F（D-1） * * 2013/10/11 * * * * * * * * * * * 第4章 微量元素地球化学-岩浆过程之定量模型 4.2 岩浆作用过程中微量元素分配演化的定量模型 * * 4.2.1 岩浆形成过程中部分熔融的定量模型 4.2.2 岩浆结晶过程中结晶作用模型 2013/10/11 自然体系如岩浆作用中， 元素在不同相间的分配并非是静态的分配， 而是动态演进式的分配。 例如橄榄石自玄武岩浆中结晶(Ni在橄榄石与熔体间的分配系数≈14)， 随着晶体内部结晶Ni将在晶体核心富集， 同时使与之平衡的熔体中Ni浓度降低 当晶体外层依次结晶时， 尽管Ni的分配系数不变， 但是在熔体中Ni浓度愈来愈低的情况下进行分配的， 结果不仅橄榄石晶体核心到边缘Ni浓度逐渐变低， 而且熔体中的Ni也随橄榄石晶出而愈益贫化。 * 2013/10/11 岩浆作用指