趙志丹巖石地球化學(xué)5-微量處理74136PPT課件

1、第二節(jié)、微量元素數(shù)據(jù)處理與解釋第二節(jié)、微量元素數(shù)據(jù)處理與解釋一、控制微量元素行為的地球化學(xué)規(guī)律一、控制微量元素行為的地球化學(xué)規(guī)律二、稀土元素處理和解釋二、稀土元素處理和解釋三、微量元素處理和解釋三、微量元素處理和解釋（包括稀土在內(nèi)的微量元素特征）（包括稀土在內(nèi)的微量元素特征）第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第1頁/共34頁三、微量元素處理和解釋三、微量元素處理和解釋1. 微量元素處理方法微量元素處理方法（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解（2）元素或者運算后元素投點圖）元素或者運算后元素投點圖第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第2頁/共34頁（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解A

2、 屬于屬于REE標(biāo)準(zhǔn)化圖解的擴(kuò)展和普及化，最早用于標(biāo)準(zhǔn)化圖解的擴(kuò)展和普及化，最早用于玄武巖，現(xiàn)在可以用于所有巖石（巖漿巖和沉積玄武巖，現(xiàn)在可以用于所有巖石（巖漿巖和沉積巖）類型。巖）類型。B 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值原始地幔、球粒隕石，或者原始地幔、球粒隕石，或者M(jìn)ORBC 作圖的意圖作圖的意圖比較樣品與標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)之間的偏比較樣品與標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)之間的偏離程度離程度1. 微量元素處理方法第3頁/共34頁（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解D 稱呼：稱呼：中文表達(dá)方式中文表達(dá)方式原始地幔原始地幔(球粒隕石球粒隕石)標(biāo)準(zhǔn)化多元素圖解標(biāo)準(zhǔn)化多元素圖解, 微量元素含量蜘蛛圖微量元素含量蜘蛛圖英語表達(dá)方式英

3、語表達(dá)方式Normalized multi-element diagrams /incompatible element diagrams / spider diagramsPrimitive mantle-normalized incompatible trace element variation diagrams Trace element concentrations normalized to chondrite of Spider diagram of 第4頁/共34頁I 原始地幔原始地幔 （primitive/primordial mantle）目前常用的元素排列順序和數(shù)值根據(jù)目

4、前常用的元素排列順序和數(shù)值根據(jù)Sun & MacDonough, 1989II 球粒隕石球粒隕石Sun & MacDonough, 1989III MORB, Pearce, 1983IV 沉積巖沉積巖NASC，Gromet et al, 1984平均地殼成分根據(jù)平均地殼成分根據(jù)Taylor & McLennan (1981)多元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)第5頁/共34頁元素元素RbBaThUNbTaKLaCePbPrSrNd原始地幔原始地幔0.6356.9890.0850.0210.7130.0412500.6871.7750.1850.27621.11.354元素元素PSmZrH

5、fEuTiGdTbDyHoYErTmYb原始地幔原始地幔950.44411.20.3090.16813000.5960.1080.7370.1644.550.480.0740.493目前常用作標(biāo)準(zhǔn)化的原始地幔順序和成目前常用作標(biāo)準(zhǔn)化的原始地幔順序和成分分（primitive/primordial mantle）第6頁/共34頁多元素蜘蛛圖的原始文獻(xiàn)多元素蜘蛛圖的原始文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(Spider diagram)Sun S-S & W F MacDonough 第7頁/共34頁Sun & MacDonough, 1989第8頁/共34頁Sun & MacDo

6、nough, 1989其中有些不用，例如Tl，Sc，W，Sn，F(xiàn)等第9頁/共34頁Sun & MacDonough, 1989第10頁/共34頁Chung等，2004，Earth Sci. Rev.第11頁/共34頁Chung等，2004，Earth Sci. Rev.第12頁/共34頁Williams et al, 2001，Geology第13頁/共34頁Xu et al，2001，Geology第14頁/共34頁Chung et al，2003，Geology可以簡化使用的順序第15頁/共34頁（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解作圖方法：作圖方法：A. 同同REE相似，分別

7、除以標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，再作圖相似，分別除以標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，再作圖B. 注意其中的主量元素，特殊算法注意其中的主量元素，特殊算法K=K2O*10000*0.83013/250Ti=TiO2*10000*0.5995/1300P=P2O5*10000*0.43646/95這里這里K2O、 TiO2、 P2O5單位均為重量百分?jǐn)?shù)單位均為重量百分?jǐn)?shù)第16頁/共34頁（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解作圖方法：作圖方法：演示：演示：第17頁/共34頁（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解圖解的基本解釋圖解的基本解釋第18頁/共34頁正常島弧火山巖由源自俯沖板片脫水產(chǎn)生的流體交代地幔楔發(fā)生部分熔融而形成，這

8、種富水的流體虧損高場強(qiáng)元素（HFSE），如Nb(Ta)、Ti、P等元素，這些元素的流體/巖石分配系數(shù)很?。?)，因此，在流體交代地幔楔形成的正常島弧火山巖中出現(xiàn)顯著的Nb（Ta）、Ti負(fù)異常（在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上相對于相鄰元素 K 、La和Eu、Gd）。 為什么島弧火山巖出現(xiàn)Nb、Ta的負(fù)異常？第19頁/共34頁Key distinctive features areAddition of subduction-mobile elements (K, Rb, Sr, Th etc. from the subducting plateIncreased melting caused

9、by fluid addition to the mantle島弧火山巖成因第20頁/共34頁Chung等，2004，Earth Sci. Rev.巖漿巖出現(xiàn)Nb、Ta、Ti的負(fù)異常的引申含義具有大陸地殼物質(zhì)的參與第21頁/共34頁（1）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解其他多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解其他多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解:A. 鉑族元素鉑族元素（Platinum metal Group Elements）B. 過渡金屬元素（過渡金屬元素（Transition metal)1. 微量元素處理方法第22頁/共34頁三、微量元素處理和解釋三、微量元素處理和解釋1. 微量元素處理方法微量元素處理方法（1）多元素

10、標(biāo)準(zhǔn)化圖解）多元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解（2）元素或者元素比值投點圖）元素或者元素比值投點圖第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第23頁/共34頁包括：二元或者三角圖包括：二元或者三角圖元素對元素元素對元素元素比值對元素元素比值對元素元素比值對元素比值元素比值對元素比值元素運算后元素運算后（2）元素或者元素運算后投點圖Ti ppm0060018000V ppmMORBOIBIAT第24頁/共34頁（1）進(jìn)行巖石分類）進(jìn)行巖石分類（2）研究巖石成因）研究巖石成因（模擬計算反演源巖和過程）（模擬計算反演源巖和過程）（3）鑒別巖石形成的構(gòu)造環(huán)境）鑒別巖石形成的構(gòu)造環(huán)境微量元素圖解研究用途第25頁/共34頁重要元

11、素對巖石成因的指示意義重要元素對巖石成因的指示意義（After Green 1980After Green 1980）元素元素特征解釋特征解釋Ni, Co, Cr 高度相容元素，Ni和Co賦存在Ol中，Cr在Sp和Cpx中，這些元素的高度富集（例如Ni250-300 ppm, Cr=500-高度相容元素，Ni和Co賦存在Ol中，Cr在Sp和Cpx中，這些元素的高度富集（例如Ni250-300 ppm, Cr=500-600 ppm）暗示著巖石母巖為地幔橄欖巖，如果巖石系列顯示Ni的逐漸降低 （Co也可以顯示同樣規(guī)律） 則預(yù)示著 600 ppm）暗示著巖石母巖為地幔橄欖巖，如果巖石系列顯示Ni的

12、逐漸降低 （Co也可以顯示同樣規(guī)律） 則預(yù)示著 Ol的分離結(jié)晶作用。Cr的逐漸降低代表尖晶石或者Cpx的分離結(jié)晶作用。Ol的分離結(jié)晶作用。Cr的逐漸降低代表尖晶石或者Cpx的分離結(jié)晶作用。V, Ti 它們在部分熔融和分離結(jié)晶過程中顯示相似的特征。都傾向于進(jìn)入Fe-Ti氧化物（鈦鐵礦和鈦磁鐵礦)， 是鈦鐵礦和 它們在部分熔融和分離結(jié)晶過程中顯示相似的特征。都傾向于進(jìn)入Fe-Ti氧化物（鈦鐵礦和鈦磁鐵礦)， 是鈦鐵礦和 鈦磁鐵礦結(jié)晶分異的示蹤劑。如果V和Ti顯示差異性質(zhì)， 則Ti可以類質(zhì)同象進(jìn)入一些副礦 物相，例如榍石和金紅石。鈦磁鐵礦結(jié)晶分異的示蹤劑。如果V和Ti顯示差異性質(zhì)， 則Ti可以類質(zhì)同

13、象進(jìn)入一些副礦 物相，例如榍石和金紅石。Zr, Hf 極不相容元素，基本不進(jìn)入主要的地幔礦物相，有時可以與Ti類質(zhì)同象進(jìn)入副礦物相，例如榍石和金紅石。極不相容元素，基本不進(jìn)入主要的地幔礦物相，有時可以與Ti類質(zhì)同象進(jìn)入副礦物相，例如榍石和金紅石。Ba, Rb 不相容元素，在鉀長石。云母或者角閃石中可以替換K。Rb在角閃石中類質(zhì)同象替換能力弱于在鉀長石和云母中，因不相容元素，在鉀長石。云母或者角閃石中可以替換K。Rb在角閃石中類質(zhì)同象替換能力弱于在鉀長石和云母中，因此K/Ba比值可以用來鑒別這些礦物相。此K/Ba比值可以用來鑒別這些礦物相。Sr 在Pl中容易類質(zhì)同象替換Ca（但是在Py中不取代C

14、a），在鉀長石中替換K，在淺部低壓條件下當(dāng)Pl作為早期結(jié)晶相在Pl中容易類質(zhì)同象替換Ca（但是在Py中不取代Ca），在鉀長石中替換K，在淺部低壓條件下當(dāng)Pl作為早期結(jié)晶相的時候，顯示相容元素特征，因此Sr或者Ca/Sr比值是鑒別Pl參與的有力指示劑。但是Sr在高壓的地幔條件下，當(dāng)Pl不的時候，顯示相容元素特征，因此Sr或者Ca/Sr比值是鑒別Pl參與的有力指示劑。但是Sr在高壓的地幔條件下，當(dāng)Pl不穩(wěn)定的時候，顯示不相容元素特征。穩(wěn)定的時候，顯示不相容元素特征。REE 石榴石(Opx和角閃石稍弱)容納重稀土元素，因此會導(dǎo)致輕稀土的分異。榍石和Pl傾向于吸納輕稀土元素。Cpx僅導(dǎo)石榴石(Opx和

15、角閃石稍弱)容納重稀土元素，因此會導(dǎo)致輕稀土的分異。榍石和Pl傾向于吸納輕稀土元素。Cpx僅導(dǎo)致REE輕度分異。Eu強(qiáng)烈傾向進(jìn)入Pl中，因此Eu異?？梢澡b別是否有Pl的參與。致REE輕度分異。Eu強(qiáng)烈傾向進(jìn)入Pl中，因此Eu異?？梢澡b別是否有Pl的參與。Y 常類似于HREE，顯示不相容元素特征。強(qiáng)烈傾向進(jìn)入石榴石和角閃石中，輝石次之。榍石和磷灰石也富集Y，因此如常類似于HREE，顯示不相容元素特征。強(qiáng)烈傾向進(jìn)入石榴石和角閃石中，輝石次之。榍石和磷灰石也富集Y，因此如果巖石中存在這些副礦物，將明顯影響Y的分異。果巖石中存在這些副礦物，將明顯影響Y的分異。第26頁/共34頁Zr/Ti acts as a proxy for Si Nb/Y acts as a proxy for total alkalis.進(jìn)行巖石分類碧玄巖副長石巖第2