常用玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解

1、常用玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解常用玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解主量元素圖解主量元素圖解 微量元素圖解微量元素圖解 與殘留輝石有關(guān)的判別圖解與殘留輝石有關(guān)的判別圖解 參參 考考 文文 獻獻Pearce J A.Statistical analysis of major element patterns in basalts.J of Petrol.,1976 (17):15-43.Pearce T. H., Gorman B.E and Birkett T.C. The TiO2-K2O-P2O5 diagram: A method of discriminating between oceanic an

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13、2)由于主量元素在巖石中的含量較高，所以分析誤差相對較小，由此產(chǎn)生的判別誤差也減小雖然在很多情況下，主量元素在玄武巖的蝕變或變質(zhì)作用過程中發(fā)生的活化并不影響圖解的判別功能，但是由于大部分主量元素在玄武巖的蝕變或變質(zhì)作用過程中都很活潑，因而限制了主量元素在玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解中的使用。 F1-F2和和F 2-F3圖解圖解F1-F2和F 2-F3圖解是由J. A. Pearce于1976年創(chuàng)立的，它們主要用于區(qū)分六種不同構(gòu)造環(huán)境下形成的玄武巖。-1.2-1.3-1.4-1.5-1.6-1.70.10.20.30.40.50F1F2 WPB(OIB+CON)SHOCAB+LKTOFB-1.7-1.

14、6-1.5-1.4-1.3-1.2F 2-2.2-2.3-2.4-2.5-2.6F3LKTOFBCABSHO1 圖解功能圖解功能 F1-F2圖解可以區(qū)分OFB、LKT+CAB、 SHO、WPB(包括OIB和CON)等幾種不同構(gòu)造環(huán)境的玄武巖。 F2-F3圖解則可以區(qū)分OFB、LKT、CAB、SHO等四種構(gòu)造環(huán)境。2 構(gòu)造環(huán)境描述構(gòu)造環(huán)境描述 首先對圖解中各種構(gòu)造環(huán)境的構(gòu)造含義作個說明： OFB(ocean floor basalts)：是指噴發(fā)于擴張板塊邊緣的玄武巖，它既可以是大洋內(nèi)部（洋中脊），也可以是島弧后的小洋盆。 LKT(low-potassium tholeiites,Island

15、arc tholeiites)：噴發(fā)于會聚板塊邊緣大洋地殼的低鉀拉斑玄武巖和島弧拉斑玄武巖，經(jīng)常噴發(fā)于深海槽附近。 CAB(calc-alkali basalts)：噴發(fā)于會聚板塊邊緣的大陸地殼及深海槽后大洋地殼環(huán)境的鈣堿性玄武巖。 SHO(shoshonites)：噴發(fā)于會聚板塊邊緣的橄欖粗安巖，它既可以是距深海槽很遠的成熟弧，也可以是俯沖后的造山期后環(huán)境。 OIB(ocean island basalts)：噴發(fā)于洋盆內(nèi)洋島，大部分在板內(nèi)環(huán)境。 CON(continental Basalts)：噴發(fā)于大陸地殼，大部分在板內(nèi)的大陸裂谷。-1.2-1.3-1.4-1.5-1.6-1.70.10

16、.20.30.40.50F1F2 WPB(OIB+CON)SHOCAB+LKTOFB-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2F 2-2.2-2.3-2.4-2.5-2.6F3LKTOFBCABSHO3 圖解建立過程圖解建立過程3.1 建立圖解的樣品要求建立圖解的樣品要求J. A. Pearce在創(chuàng)立該圖解時所用樣品必須滿足下列要求：樣品必須滿足12%CaO+MgO20%，因為CaO+MgO是一個簡單的分異標志，含量在這個范圍的巖石就是通常所說的玄武巖?？梢詤^(qū)分樣品的形成構(gòu)造環(huán)境。區(qū)分洋底玄武巖、大陸玄武巖、洋島玄武巖及火山弧玄武巖比較容易，但要把火山弧玄武巖細分為島弧拉斑玄武巖、鈣堿性

17、玄武巖和橄欖安粗巖就不容易，用SiO2-K2O變量圖解可以將橄欖安粗巖區(qū)分出來。分析必須包括所有主量元素的氧化物，包括H2O在內(nèi)。樣品分析的總量必須在99-101%之間，經(jīng)過重新計算后總量為100%的樣品被剔除。僅采用新鮮的巖石樣品，經(jīng)蝕變或FeO/Fe2O30.5的樣品被棄用，由于細碧巖化而使CaO較低的樣品通常被第一個條件所排除。每一種類型最多采用75個樣品，樣品數(shù)小于75時就采用所有的樣品。3 圖解建立過程圖解建立過程3.2 圖解建立過程圖解建立過程 根據(jù)樣品選擇的五個條件，從已知構(gòu)造環(huán)境樣品中選擇了符合條件的巖石樣品358件。其中OFB75件，LKT37件，CAB75件，SHO21件，

18、OIB75件，CON75件。利用巖石中八種主量元素的多元統(tǒng)計分析得到五個判別函數(shù)：F1 = 0.0088SiO2-0.0774TiO2+0.0102Al2O3+0.0066FeO-0.0017MgO-0.0143CaO -0.0155Na2O-0.0007K2OF2 = -0.0130SiO2-0.0185TiO2-0.0129Al2O3-0.0134FeO-0.0300MgO-0.0204CaO -0.0481Na2O+0.0715K2OF3 = -0.0221SiO2-0.0532TiO2-0.0361Al2O3-0.0016FeO-0.0310MgO-0.0237CaO -0.0614N

19、a2O-0.0289K2OF4= 0.0036SiO2-0.0326TiO2-0.0096Al2O3+0.0088FeO+0.0277MgO+0.0321CaO +0.0140Na2O+0.0899K2OF5= 0.0212SiO2+0.0042TiO2-0.0071Al2O3+0.0141FeO-0.0017MgO + 0.0153CaO +0.0701Na2O+0.0075K2O F1-F2圖解主要可以區(qū)分OFB、VAB（包括LKTCAB）、SHO及 WPB(包括OIB+ CON)，但無法將OIB 和CON區(qū)分出來，同時LKT也無法與CAB中區(qū)分。而F3 中矢量最大的是Al2O3(-1.1

20、2)，因此它能區(qū)分出高鋁的鈣堿性玄武巖。因此在F2-F3圖解中LKT、CAB 和SHO三者可以很好的區(qū)分，并且可以與 OFB區(qū)分開來。但兩個圖解均無法區(qū)分OIB和CON。不論是在海底蝕變過程還是在空氣蝕變過程中，CaO、Na2O、MgO、K2O、H2O都很活潑，而全鐵、Al2O3和TiO2則較為穩(wěn)定。但在細碧巖化作用過程中情況卻有所不同。其中CaO、Al2O3和H2O比較活潑，而TiO2和Fe2O3/FeO 則較穩(wěn)定。4 蝕變及變質(zhì)作用的影響蝕變及變質(zhì)作用的影響5.2 圖解優(yōu)缺點圖解優(yōu)缺點 圖解主要優(yōu)點是：圖解主要優(yōu)點是：F1-F2圖解可以明顯區(qū)分洋中脊、板內(nèi)和島弧（又可以細分為橄欖安粗巖區(qū)和

21、鈣堿性玄武巖+低鉀拉斑玄武巖兩個區(qū)）三個玄武巖形成的大環(huán)境。而F 2-F3圖解則又可以將鈣堿性玄武巖與低鉀拉斑玄武巖進一步區(qū)分開來。因此應(yīng)用這兩個圖解，可以明確區(qū)分洋底玄武巖（它既可以是形成于大洋內(nèi)部（洋中脊），也可以形成于島弧后的小洋盆）、低鉀拉斑玄武巖、島弧拉斑玄武巖、橄欖安粗巖（三者均形成于島弧環(huán)境）和板內(nèi)玄武巖（形成于大洋或大陸板塊內(nèi)部）。5.2 圖解優(yōu)缺點圖解優(yōu)缺點 圖解存在的缺點是：在圖解創(chuàng)建時，弧后（小洋盆）玄武巖被當做洋中脊玄武巖處理，原圖中80%的洋中脊樣品來自亞丁灣及大西洋中脊。大多數(shù)卡魯玄武巖沒有落在板內(nèi)玄武巖區(qū)，而是在鈣堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖區(qū)。雖然Pearce在圖

22、解創(chuàng)立時未提到，但早期的巖漿結(jié)晶分異肯定對玄武巖的最終化學(xué)成分有影響。不能將形成于兩種不同板內(nèi)環(huán)境的兩類玄武巖洋島玄武巖（大洋板塊內(nèi)）和大陸玄武巖（大陸板塊內(nèi)）區(qū)分開來。5.3 圖解應(yīng)用注意事項圖解應(yīng)用注意事項樣品必須是火山巖，沒有經(jīng)過風(fēng)化，蝕變及變質(zhì)（變質(zhì)程度達到鈉長石化或出現(xiàn)次生碳酸鹽），且12%CaO+MgO0.5。主量元素在風(fēng)化、蝕變及變質(zhì)過程中發(fā)生活化是個嚴重的問題。TiO2-K2O-P2O5圖解圖解構(gòu)造環(huán)境描述構(gòu)造環(huán)境描述:大洋玄武巖：是指形成于大洋環(huán)境的各種玄武巖。非大洋玄武巖：指形成于大陸環(huán)境的所有玄武巖類。TiO2P2O5K2Ooceannon-ocean圖解建立過程圖解建立

23、過程樣品要求樣品要求 樣品一定要是非堿性的、未經(jīng)分異的初始玄武巖，其中在AFM圖解(FeO+Fe2O3)-MgO-(K2O+Na2O)中的K2O+Na2O端員組分20%而被剔除。222個樣品中只有16個樣品落在大洋玄武巖區(qū)外，也就是說，有93%的樣品落在大洋區(qū)。 從不同構(gòu)造環(huán)境的318個樣品中選取了277個符合條件的非大洋玄武巖樣品投圖，結(jié)果90%左右的樣品落在非大洋玄武巖區(qū)。但有兩個地區(qū)(East Greeland and the Deccan Traps)的樣品例外，它們僅有10%左右的樣品落在非大洋區(qū)。作者解釋，具有許多大陸玄武巖特征的East Greeland玄武巖之所以在圖解中落入大

24、洋玄武巖區(qū)，可能與原始大陸裂谷和洋底形成有關(guān)。而the Deccan Traps玄武巖則與一個主褶曲或大體類似于洋中脊的拉張?zhí)卣饔嘘P(guān)。最終確定的分界線為TiO2 54.5%，P2O5 0%和TiO2 79.6%，P2O5 20.4%兩點連接的直線。蝕變及變質(zhì)作用的影響蝕變及變質(zhì)作用的影響 洋底玄武巖一般要經(jīng)歷深海風(fēng)化、細碧巖化和綠片巖相到角閃巖相的變質(zhì)作用這三種變化。 研究結(jié)果表明，在玄武巖的深海風(fēng)化過程中，這三種元素的活動性為Ti K P。42個新鮮樣品與24個風(fēng)化樣品的對比研究結(jié)果表明，K2O在深海風(fēng)化過程中有富集的趨勢。但只要這些巖石符合AFM圖解中K2O+Na2O20%的要求 ，在Ti

25、O2-K2O-P2O5 圖解中仍表現(xiàn)為大洋玄武巖的特征。也就是說，不論樣品是否發(fā)生風(fēng)化作用，只要它們能滿足K2O+Na2O20%這個條件，就可以使用TiO2-K2O-P2O5圖解進行構(gòu)造環(huán)境判別。風(fēng)化和蝕變作用使大洋玄武巖有落入非大洋玄武巖區(qū)的趨勢，因此，蝕變玄武巖如果落入大洋玄武巖區(qū)，它就不可能是非大洋成因。如果大陸玄武巖落入大洋玄武巖區(qū)，則可能是產(chǎn)在未發(fā)育的由裂谷發(fā)展形成的新洋底。雖然洋底玄武巖的細碧巖化使堿質(zhì)含量增加，而K2O相對于TiO2來說發(fā)生丟失。但只要它們能滿足K2O+Na2OCaO+MgO12%，以確保所采用的樣品是玄武巖。Ti-Zr-Y圖解圖解 圖解建立過程圖解建立過程 為了

26、使投點相對居中，作者對不同元素采用了不同的系數(shù)，這本身并不影響投點的相對位置，也不會影響圖解的判別能力。 為了能充分代表各種類型玄武巖的化學(xué)組成，隨機選擇所用的樣品。總共選取了已知形成環(huán)境的各類玄武巖樣品300件。其中洋底玄武巖樣品72件，火山弧玄武巖樣品115件（其中低鉀拉斑玄武巖46件，鈣堿性玄武巖60件，橄欖粗安巖樣品9件），洋島玄武巖78件以及大陸玄武巖樣品35件。將這些樣品投入Ti/100-Zr-Y*3圖解中，然后按照形成環(huán)境劃分區(qū)域，就得到了Ti/100-Zr-Y*3構(gòu)造環(huán)境判別圖解。需要說明的是，所有板內(nèi)玄武巖都投在D區(qū)，所有的洋底玄武巖都投在B區(qū)，投在C區(qū)的所有樣品都應(yīng)該是鈣堿

27、性玄武巖，而投在A區(qū)的所有樣品則是低鉀拉斑玄武巖。值得注意的是，在B區(qū)除了洋底玄武巖外，鈣堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖也可能落在該區(qū)。因此該圖解無法準確區(qū)分這三類玄武巖。為此，作者提出了Ti/100-Zr-Sr/2圖解，它可以彌補Ti/100-Zr-Y*3圖解的這一缺陷。Ti/100-Zr-Sr/2圖解圖解 該圖解的建立過程與Ti/100-Zr-Y*3完全一致。只是由于鍶對蝕變及變質(zhì)作用和敏感，因此要求樣品必須新鮮。這個圖解可以區(qū)分洋底玄武巖、鈣堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖，一般與Ti/100-Zr-Y*3圖解配合使用。首先運用Ti/100-Zr-Y*3圖解將板內(nèi)玄武巖與其它玄武巖區(qū)分開來（Ti/

28、100-Zr-Y*3圖解對板內(nèi)玄武巖的正判率在95%以上）。然后將非板內(nèi)玄武巖樣品投入Ti/100-Zr-Sr/2圖解，以區(qū)分洋底玄武巖、鈣堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖。Ti/100-Zr-Y.3圖解圖解Ti/100ZrSr/2ABCTi/100-Zr-Sr/2圖解：圖解：洋中脊玄武巖落在洋中脊玄武巖落在C區(qū)；低鉀拉斑玄武巖區(qū)；低鉀拉斑玄武巖落在落在A區(qū)；鈣堿性玄區(qū)；鈣堿性玄武巖落在武巖落在B區(qū)。區(qū)。蝕變及變質(zhì)作用的影響蝕變及變質(zhì)作用的影響 盡量使用新鮮或輕度變質(zhì)的樣品，特別是對于Ti/100-Zr-Sr/2圖解，由于Sr在蝕變或變質(zhì)作用過程中比較活潑，因此不宜用來判別蝕變和變質(zhì)樣品。在使用Ti

29、/100-Zr-Y*3圖解判別蝕變或變質(zhì)巖時，如果CaO+MgO12%這個條件不滿足，則先要用地質(zhì)或其它地球化學(xué)方法檢驗它是否是真正的玄武巖。圖解優(yōu)缺點圖解優(yōu)缺點 圖解優(yōu)點： Ti-Zr-Y圖解可以將板內(nèi)玄武巖與其它類型玄武巖（包括低鉀拉斑玄武巖、洋底玄武巖、鈣堿性玄武巖）區(qū)分開來。而Ti/100-Zr-Sr/2圖解則可以區(qū)分洋底玄武巖、鈣堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖，因此它們配合使用就可以很好區(qū)分板內(nèi)玄武巖、洋底玄武巖、鈣堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖。 圖解存在缺陷：圖解存在缺陷： Poul E. Holm(1982)指出，用Ti-Zr-Y圖解無法將大陸拉斑玄武巖從洋底玄武巖或鈣堿性玄武巖中區(qū)分

30、出來。他選用了7個大陸拉斑玄武巖省中16個區(qū)的213個大陸拉斑玄武巖樣品進行投圖，結(jié)果所有樣品均落在板內(nèi)玄武巖區(qū)外。其中50%的樣品落入洋底玄武巖區(qū)，其它樣品落入鈣堿性玄武巖區(qū)。另外用兩個野外地質(zhì)證據(jù)非常充分的板內(nèi)拉斑玄武巖投圖，結(jié)果均落入洋底玄武巖區(qū)。 Tore Prestvik(1982)研究表明，Ti-Zr-Y圖解無法區(qū)分正常洋脊玄武巖與非正常洋脊玄武巖，后者趨向于投入板內(nèi)玄武巖區(qū)。這也表明，這些巖石的Zr/Ti/Y元素間的比值受地幔不均一性影響遠比它們的形成構(gòu)造環(huán)境大。而且那些SiO256%的拉斑系列玄武巖從洋底、板內(nèi)到鈣堿性玄武巖顯示不同的趨勢。 Ping Wang和Lynn Glo

31、ver(1992)指出：(1) 圖解無法將洋島玄武巖從大陸玄武巖中區(qū)分出來，它們均屬于板內(nèi)玄武巖區(qū)。(2) 在圖解建立時，弧后玄武巖被當作洋底玄武巖處理。而超過80%的OFB樣品來自亞丁灣和大西洋中部。大陸玄武巖中的60%來自Deccan和Karoo，但在Ti/100 -Zr-3Y圖解中許多Deccan和Karoo玄武巖樣品并沒有投入板內(nèi)玄武巖區(qū)，而主要落在OFB及CAB中。圖解使用時的注意事項圖解使用時的注意事項 樣品除了要求是新鮮玄武巖（或輕度蝕變）外，還要求母巖漿沒有或只經(jīng)過很低程度的分異作用，而且12%CaO+MgO20%。 由于鍶在蝕變和變質(zhì)作用過程中是活潑元素，因此當樣品受蝕變或變

32、質(zhì)時Zr-Sr/2-Ti/100圖解就不能使用。2Nb-Zr/4-Y圖解圖解 Erlank和Kable(1976)認為，在解釋地幔分異過程時，Nb是很重要的，因為巖石中Nb豐度差異并不能簡單的歸結(jié)為海水蝕變或分離結(jié)晶。Pearce 和Norry(1979)，Le Roex(1985)認為Zr/Y、Zr/Nb、Y/Nb比值在熔融體中的顯著變化是低程度的部分熔融的結(jié)果。而且，從一個單一源區(qū)產(chǎn)生的玄武巖系列樣品不相容元素富集程度不同。然而不同類型MORB之間的成分變化多數(shù)是由于源區(qū)差異造成的。部分熔融產(chǎn)生的結(jié)果不足以用來解釋不同類型MORB之間的這些比值差異。Zr/Nb比值在判別與地幔有關(guān)的虧損或富

33、集時很有效，因此Nb是不同類型MORB的良好判別劑。Martin Meschede于1986年運用1800多個不同構(gòu)造環(huán)境玄武巖樣品的惰性元素Nb、Zr、Y創(chuàng)立了一個新的判別圖解。 圖解功能圖解功能可以區(qū)分N-type MORB、P-type MORB、板內(nèi)拉斑玄武巖和板內(nèi)堿性玄武巖。2NbYZr/41BCD2A構(gòu)造環(huán)境描述構(gòu)造環(huán)境描述 N-type MORB：來源于正常或虧損洋中脊的玄武巖。 P-type MORB：來源于富集或熱點洋中脊的玄武巖。 板內(nèi)拉斑玄武巖(WPT)：形成于板內(nèi)環(huán)境的拉斑玄武巖。 板內(nèi)堿性玄武巖(WPA)：形成于板內(nèi)環(huán)境的堿性玄武巖。板內(nèi)堿性玄武巖落在A1和A2區(qū)，板

34、內(nèi)拉斑玄武巖落在A2和C區(qū)，P-type MORB落在B區(qū)，N-type MORB落在 D區(qū)，火山弧玄武巖落在C區(qū)和D區(qū) 圖解建立過程圖解建立過程 由于Nb是不同類型MORB的良好判別劑，Zr、Y則隨Nb豐度不同而有富集或虧損趨勢，因而選用這三個元素做為玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解。由于樣品中Nb的含量相對較低，而Zr則較高，所以為了使投點落在三角形中間，作者選用了不同的系數(shù)，建立了2Nb-Zr/4-Y圖解。作者根據(jù)12%CaO+MgO20%這個標準選擇了1847件形成于各種環(huán)境的玄武巖樣品進行投圖（其中N-type MORB 1326件、P-type MORB126件、板內(nèi)拉斑玄武巖162件、板內(nèi)

35、堿性玄武巖150件，火山弧玄武巖83件）。其中98%的板內(nèi)堿性玄武巖投在a區(qū)，96.3%的板內(nèi)拉斑玄武巖投入a區(qū)下部及c區(qū)，98%的N-type MORB落入d區(qū)，與P-type MORB 及板內(nèi)拉斑玄武巖明顯分開，92.9%的P-type MORB落在b區(qū)，98.8%火山弧玄武巖落入c和d區(qū)，所以在該圖解中VAB無法與板內(nèi)拉斑玄武巖及N-type MORB區(qū)分。因而，該圖解可以區(qū)分N-type MORB、P-type MORB、板內(nèi)拉斑玄武巖、板內(nèi)堿性玄武巖。火山弧玄武巖因投入板內(nèi)拉斑玄武巖和洋中脊玄武巖中，因而無法區(qū)分。古大陸拉斑玄武巖在Ti-Zr-Y圖解落入MORB和VAB中，但在Nb-

36、Zr-Y圖解中可以與MORB清楚的區(qū)分開來。 蝕變及變質(zhì)作用的影響蝕變及變質(zhì)作用的影響 Nb、Zr、Y均為不活潑元素，它們在蝕變及低級變質(zhì)作用過程中保持穩(wěn)定，因此該圖解可以用于蝕變及低級變質(zhì)作用樣品的構(gòu)造環(huán)境判別。圖解應(yīng)用圖解應(yīng)用 當Nb 的含量小于10ppm時，要精確分析就很困難，有時分析誤差會高達10%以上。為了檢驗分析誤差對判別結(jié)果產(chǎn)生的影響，選用了三個N-type MORB樣品，在假設(shè)Nb的分析誤差分別為10%，30%，50%時進行投點，結(jié)果三個樣品無一列外的落入d區(qū)，說明該圖解不僅只限于Nb 豐度高的樣品，在Nb 豐度較低分析誤差較大時也可以使用。但Ping wang(1992)認為

37、，精確測定Nb含量是很困難的，而當該誤差較大時，圖解投點區(qū)域會發(fā)生變化。 研究表明，Nb-Zr-Y圖解可以清楚的將古老的大陸拉斑玄武巖從MORB和VAB中區(qū)分開來，而在Ti-Zr-Y圖解中則不能。因此，Nb-Zr-Y圖解的最大優(yōu)點就是不僅可以區(qū)分不同類型的洋中脊玄武巖，還可以區(qū)分大陸拉斑玄武巖。該圖解無法將VAB從N-type MORB或WPT中區(qū)分出來。Zr/YZr圖解圖解 不同環(huán)境玄武巖中Ti、Zr、Y和 Nb的含量有以下特征：(1) 大多數(shù)噴發(fā)于板內(nèi)環(huán)境的玄武巖具有很高的Ti/Y和Zr/Y值；(2) 大多數(shù)噴發(fā)于島弧環(huán)境的玄武巖以它們較低的 Ti、Zr、 Nb絕對含量(不論鉻含量高低)區(qū)

38、別于洋中脊玄武巖；(3) 所有堿性玄武巖均以它們較低的Ti/ Nb、Zr/ Nb和Y/Nb與拉斑玄武巖明顯區(qū)分。研究表明，從洋中脊玄武巖到板內(nèi)玄武巖Zr/Y比值的增加以及堿性玄武巖中Zr/ Nb比值較低，都是由于源區(qū)的不均一引起的。而火山弧玄武巖中低的Zr含量和Zr/Y比值則是源于虧損源的高程度部分熔融。另外，快速擴張中脊玄武巖相對于緩慢擴張中脊玄武巖具有更高的Zr含量和相似的Zr/Y比值，是開放體系分離結(jié)晶的結(jié)果。 在不同的熔融或結(jié)晶過程中這些元素的比值會發(fā)生一定的變化：單階段部分熔融：除非石榴石存在于殘留相，否則部分熔融程度對熔體中的含量將有很大影響，而對比值影響較小。遞進式部分熔融：這個

39、過程對比值的分餾要比單階段部分熔融大的多，而且這種分餾的數(shù)量（程度）將隨著遞進部分熔融規(guī)模的減小而增加。由先前的熔融事件引起的源區(qū)富集或虧損（源區(qū)不均一的成因）：不同地區(qū)地幔組分上存在的可能差異，部分是由于它們不同的熔融歷史。雖然造成源區(qū)比值下降兩倍只需很少部分熔體的出熔，但要想使源區(qū)比值恢復(fù)到原來的值就需要大量熔體的加入。而且，熔體的運移并不是造成源區(qū)不均一的唯一途徑。分離結(jié)晶：雖然開放體系的分離結(jié)晶造成比值分離比封閉體系要稍大，但與產(chǎn)生源區(qū)及部分熔融變化過程相比，分離結(jié)晶過程的作用是很小的。圖解功能圖解功能主要用于區(qū)分板內(nèi)玄武巖、島弧玄武巖和洋中脊玄武巖。1.0010.00100.0010

40、00.00Zr1.0010.00Zr/YWPBIABMORB構(gòu)造環(huán)境描述構(gòu)造環(huán)境描述 板內(nèi)玄武巖：形成于板內(nèi)環(huán)境的玄武巖類。 島弧玄武巖：形成于島弧環(huán)境的玄武巖。洋中脊玄武巖：形成于洋中脊環(huán)境的玄武巖。 樣品要求樣品要求非堆積玄武巖，沒有磁鐵礦沉淀結(jié)晶。1.0010.00100.001000.00Zr1.0010.00Zr/YWPBIABMORB板內(nèi)玄武巖：點板內(nèi)玄武巖：點線區(qū)；洋中脊玄線區(qū)；洋中脊玄武巖：虛線區(qū)；武巖：虛線區(qū)；島弧玄武巖實線島弧玄武巖實線區(qū)。區(qū)。圖解建立過程圖解建立過程Ti、Y、Zr、Nb分配系數(shù)的確定資料來源于：(1) 直接的實驗測定。其中Ti來源于Duke(1976)，Y

41、來源于Drake&Weill(1975)，Zr和Nb來源于McCallum和Charette(1978)。(2) 實驗產(chǎn)物的電子探針相分析。Ti的分配系數(shù)可以來源于此。(3) 斑晶基質(zhì)法。通過微區(qū)分析直接測定元素在斑晶和基質(zhì)間的分配系數(shù)。(4)超鐵鎂巖中的共生礦物分析。(5)堆積巖中共生礦物分析。(6)Ti、Zr、Y和 Nb相對于那些已知分配系數(shù)的元素的行為。 圖解建立過程圖解建立過程根據(jù)上述不同環(huán)境玄武巖中Ti、Zr、Y和 Nb的含量特征及Y、Zr在不同地質(zhì)過程中的分配系數(shù)，建立一個Zr/YZr玄武巖判別圖解。所有投圖的數(shù)據(jù)資料符合以下三個條件：(1)所有數(shù)據(jù)均來自已知精度的熒光分析

42、結(jié)果，并且知道相對于國際標準的精度（投圖數(shù)據(jù)資料來源于17篇文獻)。(2) 所有數(shù)據(jù)均根據(jù)流體的Ti/Al、Ti/Cr比值結(jié)合巖相學(xué)證據(jù)進行嚴格篩選，剔除了那些包含堆積結(jié)晶的巖石樣品。(3) 確認分離結(jié)晶變化并不復(fù)雜，所有巖相學(xué)和主量元素證據(jù)證明具有磁鐵礦沉淀的那些樣品也被剔除。蝕變及變質(zhì)作用的影響蝕變及變質(zhì)作用的影響 原文沒有討論蝕變及變質(zhì)作用對圖解的影響，但從元素地球化學(xué)特征看，Zr、Y都是不活潑元素，在一般的蝕變及變質(zhì)作用條件下不易變化。圖解應(yīng)用圖解應(yīng)用從圖解中可以看出，島弧玄武巖區(qū)與洋中脊玄武巖區(qū)有部分重疊，而洋中脊玄武巖區(qū)與板內(nèi)玄武巖區(qū)也有小范圍的重疊。因此不能很好區(qū)分。Th-Hf-

43、Ta 圖解圖解 圖解功能圖解功能 區(qū)分四種不同構(gòu)造環(huán)境形成的巖漿類型：N-MORB、E-MORB、WPB和Destructive Plate Margins，對酸性巖漿系列也有判別作用。 構(gòu)造環(huán)境描述構(gòu)造環(huán)境描述 N-MORB：噴發(fā)于正常洋中脊的玄武巖。 E-MORB：噴發(fā)于異常洋中脊或熱點地區(qū)的玄武巖 WPB：形成于板內(nèi)環(huán)境的玄武巖。 Destructive Plate Margins：噴發(fā)于消亡板塊邊緣的玄武巖。樣品描述樣品描述A區(qū)是N-MORB：樣品來自Mid-Altlantic Ridge,the Red Sea。B區(qū)為E-MORB：樣品來源于Mid-Altlantic Ridge,the Red Sea,Iceland region, Asal and Manda Hararo等地區(qū)。C區(qū)是WPB：樣品來自Azores, Reunion, Marquesas, Hanish, Victorian, Emuruangogolak, Kenka Rift等地區(qū)。D區(qū)是Destructive Plate Margins：樣品來源于Japan, Saipan, Fiji, Bougainville, Chile, Sardinia。對沒有Hf和Ta分析數(shù)據(jù)的樣品，用Zr/Hf=39及Nb/Ta=1