火成巖微量元素(提要)

1、1火成巖微量元素 火成巖微量元素提要（“巖石學(xué)與巖石成因”課使用，周新民 周新民，2002）原理 原理微量元素地球化學(xué)理論建立在晶體化學(xué)和熱力學(xué)基礎(chǔ)之上，集中體現(xiàn)為弋爾德斯密特定律和能使特定律。前者是制約微量元素類質(zhì)同像置換的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，后來(lái)擴(kuò)展研究鍵型、配位數(shù)、置換能量效應(yīng)、組份濃度、溫度、壓力等， 并提出負(fù)電性、晶體場(chǎng)理論（主要解釋過(guò)渡族元素性狀）等概念。后者能使特定律是解決微量元素在不同體系（固-液、液-液和液-氣等）地質(zhì)相之間平衡

2、分配的規(guī)律，即確定微量元素分配系數(shù)（D） ，它是建立定量模型的基礎(chǔ)。計(jì)量與分類 計(jì)量與分類主量元素，指巖石中該元素氧化物的重量豐度＞0.1%，即＞1000ppm（μg/g，10-6，1/百萬(wàn)） ；微量（痕量）元素的重量豐度＜1000ppm，＞0.1ppm；超微量元素＜0.1ppm，即＜100ppb（10-9，1/10 億） 。常用代號(hào)：LILE 大離子親石元素；ICE，不相容元素；CE，相容元素；HFSE，高場(chǎng)強(qiáng)元素；LFSE，低場(chǎng)強(qiáng)元

3、素；REE，稀土元素；RHE，放射性生熱元素。不相容 不相容元素：不相容元素，Dis/l＜1強(qiáng)不相容元素， 強(qiáng)不相容元素，Dis/l s/l＜0.1 0.1 弱不相容元素， 弱不相容元素，Dis/l s/l＝0.1 0.1～1相容元素，Dis/l＞ 1Cs Rb Ba Th U K Na Ta Nb La Ce Sr NdP Hf Zr Sm Ti Tb Dy Er YbLu V Sc Ca Al低場(chǎng)強(qiáng)元素 低場(chǎng)強(qiáng)元素或活動(dòng)性元素

4、 活動(dòng)性元素：易溶于流體，周期表ⅠA、ⅡA、ⅢA 中離子半徑（r）較大，正電價(jià)數(shù)（Z）較小的元素，如 K Rb Sr Cs Ba Tl 和 LREE（輕稀土元素） 。高場(chǎng)強(qiáng)元素 場(chǎng)強(qiáng)元素或穩(wěn)定元素：Z/r 大于 3 的不相容元素——親石元素，如 Nb Ta Hf Zr P Ti等。稀土元素 稀土元素： 57La Ce Pr Nd (61Pm) Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 71Lu輕稀土元素 LREE 重稀土元素

5、 HREE原子序數(shù) 57 至 71 為 La 系稀土；Y 族稀土元素原子序數(shù) 39，r=0.88，類似 Er，如參與作圖，則內(nèi)插于 Ho 和 Er 之間。放射性生熱元素 放射性生熱元素：U、Th Th。元素的“相容性”隨礦物而易。對(duì)鐵鎂礦物而言， 元素的“相容性”隨礦物而易。對(duì)鐵鎂礦物而言，Sr Sr、Cr Cr、Ni Ni、Co Co 是相容 是相容元素；對(duì)斜長(zhǎng)石， 元素；對(duì)斜長(zhǎng)石，Sr Sr 是相容元素；對(duì)金云母、韭閃石， 是相容元

6、素；對(duì)金云母、韭閃石，Rb Rb、K 是相容元素。 是相容元素。過(guò)度元素有三類，它們是親石、親鐵和親銅： 過(guò)度元素有三類，它們是親石、親鐵和親銅：Sc Sc、Ti Ti、V、Cr Cr、Mn Mn、Fe Fe、Co Co、Ni Ni、Cu Cu、Zn Zn。3Dol-ThLiScVMnCoZnZrInLaLaCe Nd SmSmEu EuGdGd TbDyDy ErYbYbLuLuHf0.0010.010.11100 5 10 15 2

7、0 25 30 35 402 觀察礦物的元素分配系數(shù)總結(jié)： 總結(jié)：橄欖石 橄欖石：Ni > Cr > 1.0> 0.1> Zr > Rb > U > Hf > Ba > Th……>列出最不相容的元素單斜輝石 單斜輝石：樣品與測(cè)試 樣品與測(cè)試樣品的采集和選取，以及選用恰當(dāng)?shù)臏y(cè)試儀器和方法，是巖石地球化學(xué)研 究的首要問(wèn)題。野外采樣是在野外觀察基礎(chǔ)上推行某種思考和設(shè)想的過(guò)程，至關(guān)全局

8、；返回室內(nèi)后，對(duì)其中代表性樣品切片作巖相學(xué)反復(fù)研究；然后從中選 取為數(shù)不多的樣品作主量和微量元素分析。常用分析方法有三種：XRF，X-射線熒光分析（X-ray fluorescence） ，理論上可測(cè)含量＞1ppm （靈敏度，即檢出下限）原子序數(shù) 10～92 號(hào)元素，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差，即精度，RSD%，為±10～20%，對(duì) Ga Ba Rb Sr Nd P Ti Y 靈敏。LOI（loss on ignition）燒失量近似代表

9、揮發(fā)份總量。ICP，電感耦合等離子體方法（inductively coupled plasma spectrometry） ，分兩種：ICP-AES，即原子發(fā)射光譜法，檢測(cè)下限一般為 1ppmICP-MS，即質(zhì)譜測(cè)定法，檢測(cè)下限 1～100ppb相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差一般為±5%，對(duì) Rb U Th Ce Td Tm 較不靈敏，總計(jì)可測(cè) 60 余種元素。INAA，儀器中子活化分析（instrumental neutron acti