巖石地球化學(xué)4

1、第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋國際單位使用的冪表示方法國際單位使用的冪表示方法第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋例如：例如：Ol熔體系統(tǒng)的元素分配熔體系統(tǒng)的元素分配金振民教授（金振民教授（19941994）發(fā)現(xiàn)）發(fā)現(xiàn)了橄欖巖的初始熔融物了橄欖巖的初始熔融物(5(57%)7%)在固相巖石中存在礦物在固相巖石中存在礦物三聯(lián)點位置三聯(lián)點位置( (這是靜態(tài)熔融這是靜態(tài)熔融特征特征)

2、 )，同時大量熔體在差，同時大量熔體在差異應(yīng)力驅(qū)動下沿著橄欖石礦異應(yīng)力驅(qū)動下沿著橄欖石礦物顆粒邊界分布，形成熔融物顆粒邊界分布，形成熔融薄膜薄膜( (見見naturenature封面照片封面照片) )。The figure above is a back-scattered electron image of water-rich fluid pockets (dark), silicate melt quenched to glass (dark gray) and olivine crystals (a mantle mineral, light gray). The bright spo

3、ts are another mineral (spinel) that formed when the experiment was quenched from the run conditions of 15,000 atmospheres pressure and 1050 degrees Celsius temperature. The white scale bar represents a length of 20 microns. / igpp/texture.php歸納歸納：控制主量元素和微量元素的規(guī)律：控制主量元素和微量元素的規(guī)律（1

4、 1）地球化學(xué)過程的演化實質(zhì)是元素）地球化學(xué)過程的演化實質(zhì)是元素在共存各相（液在共存各相（液固，固固，固固）之間的固）之間的分配過程。分配過程。（2 2）自然過程趨向局域平衡，元素在）自然過程趨向局域平衡，元素在相互共存各相間的平衡分配取決于元素相互共存各相間的平衡分配取決于元素及礦物的晶體化學(xué)性質(zhì)及熱力學(xué)條件。及礦物的晶體化學(xué)性質(zhì)及熱力學(xué)條件。歸納歸納：控制主量元素和微量元素的規(guī)律：控制主量元素和微量元素的規(guī)律（3 3）在自然過程中主量元素和微量元素在）在自然過程中主量元素和微量元素在各相間分配的行為是不同的。各相間分配的行為是不同的。主量元素能形成自己的獨立礦物，其在各相中分配主量元素能形

5、成自己的獨立礦物，其在各相中分配受相律（受相律（f = K- +2f = K- +2）控制；控制；微量元素常不能形成獨立相，它們在固熔體、溶體微量元素常不能形成獨立相，它們在固熔體、溶體和溶液中濃度很低，因此微量元素的分配不受相律和溶液中濃度很低，因此微量元素的分配不受相律的限制，而服從的限制，而服從稀溶液定律（亨利定律），稀溶液定律（亨利定律），即在分即在分配達(dá)平衡時在各相間的配達(dá)平衡時在各相間的化學(xué)勢化學(xué)勢相等。相等。 KD 或者 DCACBC固相C液相當(dāng)巖石發(fā)生部分熔融時，會出現(xiàn)熔體相和結(jié)晶相當(dāng)巖石發(fā)生部分熔融時，會出現(xiàn)熔體相和結(jié)晶相（礦物相），微量元素可以選擇性進入這兩相。（礦物相），

6、微量元素可以選擇性進入這兩相。元素分配系數(shù)元素分配系數(shù)什么是什么是HFSETable 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic RocksOlivineOpxCpxGarnetPlagAmphMagnetiteRb0.0100.0220.0310.0420.0710.29 Sr0.0140.0400.0600.0121.8300.46 Ba0.0100.0130.0260.0230.230.42 Ni14570.9550.016.829C

7、r0.7010341.3450.012.007.4La0.0070.030.0560.0010.1480.5442Ce0.0060.020.0920.0070.0820.8432Nd0.0060.030.2300.0260.0551.3402Sm0.0070.050.4450.1020.0391.8041Eu0.0070.050.4740.243 0.1/1.5*1.5571Dy0.0130.150.5821.9400.0232.0241Er0.0260.230.5834.7000.0201.7401.5Yb0.0490.340.5426.1670.0231.6421.4Lu0.0450.42

8、0.5066.9500.0191.563Data from Rollinson (1993).* Eu3+/Eu2+Italics are estimatedRare Earth Elements元素的相容性取決于共存的礦物和熔體元素的相容性取決于共存的礦物和熔體（玄武質(zhì)和安山質(zhì)巖石中常見元素礦物（玄武質(zhì)和安山質(zhì)巖石中常見元素礦物/ /熔體分配系數(shù)）熔體分配系數(shù)）)液相()固相(ClCs例如例如OlOl、PlPl這是指單一元素這是指單一元素、單一礦物相、單一礦物相巖石中元素的分配系數(shù)（巖石中元素的分配系數(shù)（DiDi） 用于研究微量元素在礦物集合體（巖石）及與之平衡用于研究微量元素在礦物集合體（

9、巖石）及與之平衡的熔體之間的分配關(guān)系，常用巖石中所有礦物的分配的熔體之間的分配關(guān)系，常用巖石中所有礦物的分配系數(shù)與巖石中各礦物含量乘積之和表達(dá)系數(shù)與巖石中各礦物含量乘積之和表達(dá) 。Di = WA DiWA = 巖石中礦物含量巖石中礦物含量Di = 元素元素i在礦物在礦物A中的分配系數(shù)中的分配系數(shù)Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic RocksOlivineOpxCpxGarnetPlagAmphMagnetiteRb0.0

10、100.0220.0310.0420.0710.29 Sr0.0140.0400.0600.0121.8300.46 Ba0.0100.0130.0260.0230.230.42 Ni14570.9550.016.829Cr0.7010341.3450.012.007.4La0.0070.030.0560.0010.1480.5442Ce0.0060.020.0920.0070.0820.8432Nd0.0060.030.2300.0260.0551.3402Sm0.0070.050.4450.1020.0391.8041Eu0.0070.050.4740.243 0.1/1.5*1.5571

11、Dy0.0130.150.5821.9400.0232.0241Er0.0260.230.5834.7000.0201.7401.5Yb0.0490.340.5426.1670.0231.6421.4Lu0.0450.420.5066.9500.0191.563Data from Rollinson (1993).* Eu3+/Eu2+Italics are estimatedRare Earth Elements石榴石地幔橄欖巖石榴石地幔橄欖巖 = 60% Ol25% Opx10% Cpx5% Gar (wt%)計算結(jié)果：計算結(jié)果：DEr = (0.6 0.026) + (0.25 0.23

12、) + (0.10 0.583) + (0.05 4.7) = 0.366計算計算舉例舉例元素的分配系數(shù)測定方法元素的分配系數(shù)測定方法A. A. 直接測定法直接測定法B. B. 實驗測定法實驗測定法元素的分配系數(shù)測定方法元素的分配系數(shù)測定方法A. A. 直接測定法：直接測定法：直接測定地質(zhì)體中兩平衡共存直接測定地質(zhì)體中兩平衡共存相的微量元素濃度，再按能斯特分配定律計算出分配相的微量元素濃度，再按能斯特分配定律計算出分配系數(shù)。系數(shù)。 例如例如 測定火山巖中斑晶礦物和基質(zhì)，測定火山巖中斑晶礦物和基質(zhì)， 測定現(xiàn)代火山熔巖流中的礦物與淬火熔體（玻璃）測定現(xiàn)代火山熔巖流中的礦物與淬火熔體（玻璃） 測定巖

13、石中共存礦物的分配系數(shù)。測定巖石中共存礦物的分配系數(shù)。目前應(yīng)用最廣泛的是目前應(yīng)用最廣泛的是斑晶斑晶- -基質(zhì)法基質(zhì)法火山巖中斑晶礦物代表熔體結(jié)晶過程中的固相，火山巖中斑晶礦物代表熔體結(jié)晶過程中的固相，基質(zhì)或淬火熔體代表熔體相基質(zhì)或淬火熔體代表熔體相( (巖漿巖漿) )，兩相中微量元素，兩相中微量元素比值即為該元素的分配系數(shù)。比值即為該元素的分配系數(shù)。 A. A. 直接測定法：直接測定法：斑晶斑晶- -基質(zhì)法基質(zhì)法火山巖中斑晶礦物代表熔體結(jié)晶過程中的固相，基質(zhì)或淬火山巖中斑晶礦物代表熔體結(jié)晶過程中的固相，基質(zhì)或淬火熔體代表熔體相火熔體代表熔體相( (巖漿巖漿) )，兩相中微量元素比值即為該元素的

14、，兩相中微量元素比值即為該元素的分配系數(shù)。分配系數(shù)。 元素的分配系數(shù)測定方法元素的分配系數(shù)測定方法B. B. 實驗測定法：實驗測定法：用化學(xué)試劑合成與天然巖漿成分相似的玻璃物質(zhì)；用化學(xué)試劑合成與天然巖漿成分相似的玻璃物質(zhì)；直接采用天然物質(zhì)（如拉斑玄武巖）作為初始物質(zhì)，實驗直接采用天然物質(zhì)（如拉斑玄武巖）作為初始物質(zhì)，實驗使一種礦物和熔體，或者兩種礦物達(dá)到平衡，并使微量元素在使一種礦物和熔體，或者兩種礦物達(dá)到平衡，并使微量元素在兩相中達(dá)到溶解平衡，然后測定在兩相中元素濃度，得出分配兩相中達(dá)到溶解平衡，然后測定在兩相中元素濃度，得出分配系數(shù)。系數(shù)。實驗測定分配系數(shù)的方法雖不斷改善，但仍難于證明實驗

15、是否實驗測定分配系數(shù)的方法雖不斷改善，但仍難于證明實驗是否達(dá)到平衡以及難于選純礦物，加上為了精確測定微量元素，實達(dá)到平衡以及難于選純礦物，加上為了精確測定微量元素，實驗過程中元素的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然體系，這些都是應(yīng)用實驗結(jié)驗過程中元素的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然體系，這些都是應(yīng)用實驗結(jié)果研究實際問題的難題。果研究實際問題的難題。B. B. 實驗測定法：實驗測定法：使用玄武巖做為初試實驗材料使用玄武巖做為初試實驗材料X.L. Xiong et al. / Chemical Geology 218 (2005) 339359B. B. 實驗測定法：實驗測定法：使用玄武巖做為初試實驗材料使用玄武巖做為初試實驗材

16、料X.L. Xiong et al. / Chemical Geology 218 (2005) 339359實驗產(chǎn)物平衡部分熔融（或稱為平衡部分熔融（或稱為批式熔融批式熔融）（equilibrium /batch partial melting)equilibrium /batch partial melting)微量元素在固相和熔體之間一直保持平衡，直到聚集到微量元素在固相和熔體之間一直保持平衡，直到聚集到從熔體中遷移出去。從熔體中遷移出去。發(fā)生部分熔融的發(fā)生部分熔融的2種情況種情況2. 2. 分離熔融（分離熔融（fractional partial melting)fractional

17、partial melting)發(fā)生部分熔融過程中，形成的熔體連續(xù)地移出固相，發(fā)生部分熔融過程中，形成的熔體連續(xù)地移出固相，實際應(yīng)用中最常見的實際應(yīng)用中最常見的平衡部分熔融平衡部分熔融CC1Di(1F) FLO= =- -+ +批式熔融批式熔融 (Batch melting)模型模型C CL L = = 某元素在熔體中的含量（某元素在熔體中的含量（ppmppm）C COO = =某元素在未熔融前原始巖石中的含量（某元素在未熔融前原始巖石中的含量（ppmppm）F = F = 熔融重量比例熔體熔融重量比例熔體/(/(熔體殘余巖石熔體殘余巖石) )Di = Di = 總分配系數(shù)（各礦物相中該元素分

18、配系數(shù)和）總分配系數(shù)（各礦物相中該元素分配系數(shù)和）Di = 1.0隨著F變化，CL/C0不變相容元素相容元素不相容元素不相容元素強不相容元素強不相容元素CC1FLO= =當(dāng)當(dāng)F1時時CiL/Cio1巖石全熔，即熔體中所有巖石全熔，即熔體中所有元素的濃度與母巖中該元元素的濃度與母巖中該元素的濃度趨于一致。素的濃度趨于一致。批式熔融計算實例批式熔融計算實例: : 計算計算Rb和和Sr在玄武巖部分熔融過程中含量在玄武巖部分熔融過程中含量Table 9-2. Conversion from mode toweight percentMineral ModeDensityWt propWt%ol153.

19、6540.18cpx333.4112.20.37plag512.7137.70.45 Sum303.91.00 1. 1. 把礦物含量（把礦物含量（ModeMode）換算為礦物重量比例換算為礦物重量比例 ( (WWolol WWcpxcpx etc.) etc.) 2. 2. 應(yīng)用應(yīng)用DDi i = = W WA A D Di i計算計算RbRb和和SrSr的總分配系數(shù)的總分配系數(shù)DDRbRb = 0.045 = 0.045DDSrSr = 0.848 = 0.848Table 9-3. Batch Fractionation Model for Rb and SrCL/CO = 1/(D(1

20、-F)+F)DRbDSrF0.0450.848Rb/Sr0.059.36.491.135.730.154.981.124.430.24.031.123.610.32.921.102.660.42.291.091.071.760.61.601.051.520.71.391.041.301.011.093. 3. 用公式計算用公式計算不同部分熔融程不同部分熔融程度（度（F F0-1)0-1)的的RbRb和和SrSr含量比含量比值值C CL L/C/CO O 投圖投圖C CL L/C/COO對對F F 解釋：解

21、釋： 在玄武巖批式熔在玄武巖批式熔融產(chǎn)生巖漿中，融產(chǎn)生巖漿中，RbRb顯示強烈的顯示強烈的不相容性。不相容性。 元素分配研究的實際意義石榴石橄欖巖批式熔融隨著石榴石橄欖巖批式熔融隨著F變化模式變化模式第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋第三章、巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理與解釋稀土元素稀土元素 REE (rare earth elements)REE (rare earth elements)稀土元素的共性稀土元素的共性：(1)它們的原子結(jié)構(gòu)相似；它們的原子結(jié)構(gòu)相似；(2)離子半徑相近離子半徑相近(REE3 離子半徑離子半徑1.06 0.84 ，Y3為為0.89 ）；）；(3)它們在自然界密切共生。

22、它們在自然界密切共生。稀土元素La系Y2.2.三分法三分法1.1.兩分法兩分法：稀土元素分組方法稀土元素分組方法, , 最常用兩種：最常用兩種：輕稀土輕稀土(LREE)Ce族稀土族稀土Gd,Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, LuY重稀土（重稀土（HREE） Y族稀土族稀土分組以分組以Gd劃界的原因是：從劃界的原因是：從Gd開始在開始在4f亞層上新增加電子的自亞層上新增加電子的自旋方向改變了。而旋方向改變了。而Y歸入重稀土組主要由于是歸入重稀土組主要由于是Y3離子半徑與重離子半徑與重稀土相近（如稀土相近（如Ho3的離子半徑為的離子半徑為0.89 ），），化學(xué)性質(zhì)與重稀土化學(xué)性質(zhì)與重

23、稀土相似，它們在自然界密切共生。相似，它們在自然界密切共生。La,Ce,Pr,Nd 輕稀土輕稀土(LREE)Er, Tm, Yb, LuY重稀土重稀土Sm, Eu, Gd,Tb, Dy, Ho中稀土中稀土-3-2-1012345678910110102030405060708090100Atomic Number (Z)Log (Abundance in CI Chondritic Meteorite)HHeLiBeBCNOFScFeNiNeMgSiSCaArTiPbPtSnBaVKNaAlPClThU-3-2-1012345678910110102030405060708090100Atom

24、ic Number (Z)Log (Abundance in CI Chondritic Meteorite)HHeLiBeBCNOFScFeNiNeMgSiSCaArTiPbPtSnBaVKNaAlPClThULa Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu100101001010.10.01NASC球粒隕石NASC/球粒隕石豐度(ppm)（a）“北美頁巖組合樣北美頁巖組合樣”（縮寫為（縮寫為NASC）中中REE的的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度。（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度。（b）哈斯金等（哈斯金等（1968）給出的）給出的NASC中的中的REE真實豐度。（據(jù)真實豐度。

25、（據(jù)Henderson,1984）增田科里爾（增田科里爾（Masuda - CoryellMasuda - Coryell）圖解圖解, ,以球粒隕石作為以球粒隕石作為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù). .2. 2. 某一參照物質(zhì)作為某一參照物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù), ,例如用原例如用原始地幔、始地幔、MORBMORB等，等，能夠清楚地顯示不同能夠清楚地顯示不同礦物間礦物間REEREE的分異程的分異程度。度。 REEREE數(shù)據(jù)表示：數(shù)據(jù)表示：需要標(biāo)準(zhǔn)化需要標(biāo)準(zhǔn)化西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石稀土元素組成球粒西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石稀土元素組成球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)根據(jù)隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)根據(jù)Boynton（19

26、84）將樣品含量將樣品含量( (ppm)ppm)分別分別除以球粒隕石除以球粒隕石( (或者其或者其他數(shù)據(jù)，如他數(shù)據(jù)，如MORBMORB，得得到標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)1414元素按照原子序數(shù)排元素按照原子序數(shù)排列作為橫坐標(biāo)（注意沒列作為橫坐標(biāo)（注意沒有有PmPm和和Y Y）縱坐標(biāo)以對數(shù)表示縱坐標(biāo)以對數(shù)表示 稀土組成圖具體作法稀土組成圖具體作法太陽系8大行星相對大小對比太陽系太陽系太陽系由太陽太陽系由太陽,行星行星,行星物體行星物體(宇宙宇宙塵塵,彗星彗星,小行星小行星)和衛(wèi)星組成和衛(wèi)星組成.太陽集太陽集中了太陽系中了太陽系99.8%的質(zhì)量的質(zhì)量.行星劃分為兩種類型行星劃分為兩種類型:接近太陽

27、的較小內(nèi)行星接近太陽的較小內(nèi)行星-水星水星,金星金星,地球地球,火星火星,稱為類地行星稱為類地行星;遠(yuǎn)離太陽大的外行星遠(yuǎn)離太陽大的外行星-木星木星,土星土星,天天王星王星,海王星和（冥王星，已開除海王星和（冥王星，已開除）.火星和木星之間存在著數(shù)以兆計的火星和木星之間存在著數(shù)以兆計的小行星小行星, 有些小行星的軌道橫切過有些小行星的軌道橫切過行星軌道行星軌道.在殞落到地球上來的隕在殞落到地球上來的隕石中石中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有兩顆的軌道曾位已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有兩顆的軌道曾位于小行星帶內(nèi)于小行星帶內(nèi).圖1.5 自然界的流星雨美國亞利桑那Barringer(or Meteor)隕石坑,直徑約1.2km由一個直徑約4

28、0m的撞擊物撞擊而成.撞擊物殘余稱為Canyon Diablo鐵隕石(國際S同位素標(biāo)準(zhǔn)).主要類型隕石的特征ClSi=1型碳質(zhì)球粒隕石（原子）太陽大氣（原子）Si=1墨西哥墨西哥Allende CI型球粒隕石元素豐度與太陽元素豐度對比型球粒隕石元素豐度與太陽元素豐度對比, ,組成十分一致組成十分一致球粒隕石La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu100101001010.10.01NASC球粒隕石NASC/球粒隕石豐度(ppm)（a）“北美頁巖組合樣北美頁巖組合樣”（縮寫為（縮寫為NASC）中中REE的的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度。（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度。

29、（b）哈斯金等（哈斯金等（1968）給出的）給出的NASC中的中的REE真實豐度。（據(jù)真實豐度。（據(jù)Henderson,1984）為什么用球粒隕為什么用球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化石標(biāo)準(zhǔn)化? ?1. 1. 消除奇偶效應(yīng)，消除奇偶效應(yīng)，曲線平滑曲線平滑, ,2. 2. 利于對比利于對比, ,可以直可以直觀鑒別巖石樣品相觀鑒別巖石樣品相對于球粒隕石的分對于球粒隕石的分異程度異程度. .3. 3. 有利于直觀展示有利于直觀展示巖石的類型和成因巖石的類型和成因. .其他標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)1. 1. 沉積巖用北美頁巖成分沉積巖用北美頁巖成分NASCNASC作為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)2. 2. MORBMORB

30、，Mid-Ocean Ridge BasaltMid-Ocean Ridge Basalt3. 3. 原始地幔原始地幔, , primitive mantleprimitive mantle4. 4. 研究體系的某種組分，只要有利于對比成分特征研究體系的某種組分，只要有利于對比成分特征5. 5. 引申：不僅是引申：不僅是REEREE，其他數(shù)據(jù)也可以標(biāo)準(zhǔn)化其他數(shù)據(jù)也可以標(biāo)準(zhǔn)化Rudnick & Gao, 2005標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱球粒隕石平均球粒隕石平均原始地幔原始地幔La0.310.7080Ce0.8081.8330Pr0.1220.2780Nd0.61.3660Sm0.1950.444

31、0Eu0.07350.1680Gd0.2590.5950Tb0.04740.1080Dy0.3220.7370Ho0.07180.1630Hr0.210.4790Tm0.03240.0740Yb0.2090.0480Lu0.03320.0737文獻文獻Boynton, 1984McDonough et al.,1991Boynton W.V. 1984. Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In: Henderson P.(ed), Rare earth element geochemistry. Elsevi

32、er, pp.63-114McDonough W.F., Sun S., Ringwood A.F., et al. 1991. K, Rb, and Cs in the earth and moon and the evolution of the earths mantle. Geochimica et Cosmochimica Acta, , Ross Taylor Symposium volume. 演示如何獲得演示如何獲得REE圖圖標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)原子序數(shù)增大原子序數(shù)增大, 相容性增強相容性增強REE標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)REE=La+.+Lu+Y

33、(16個元素個元素) 或者或者REE=La+.+Lu (15個元素個元素)REE能明顯反映出各類巖石的特征，能明顯反映出各類巖石的特征，例如：例如：A. 一般在超基性巖、基性巖中一般在超基性巖、基性巖中REE較低，較低，在酸性巖和堿性巖中在酸性巖和堿性巖中REE較高；較高；B. 沉積巖中砂巖和頁巖的沉積巖中砂巖和頁巖的REE較高，碳酸較高，碳酸鹽巖的鹽巖的REE較低。較低。因此因此REE對于判斷巖石的源巖特征和區(qū)分對于判斷巖石的源巖特征和區(qū)分巖石類型有意義。巖石類型有意義。各稀土元素含量的總和，常以各稀土元素含量的總和，常以ppm或者或者106為單位為單位1. 稀土元素總含量稀土元素總含量RE

34、E標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)比值比值= =LREE/HREELREE/HREE或或 = =Ce/YCe/Y這一參數(shù)能較好地反映這一參數(shù)能較好地反映REEREE的分的分異程度和指示部分熔融殘留體或異程度和指示部分熔融殘留體或巖漿早期結(jié)晶礦物的特征。巖漿早期結(jié)晶礦物的特征。 Ce Ce堿性較堿性較YY強，隨巖漿作用強，隨巖漿作用的演化，的演化，Ce/YCe/Y比值逐漸增大比值逐漸增大，即，即CeCe在巖漿作用晚期富集。在巖漿作用晚期富集。 2. 輕、重稀土元素的比值輕、重稀土元素的比值 巖 石 類 型粗 面 巖霞 石 巖堿性橄欖玄武央巖大陸拉斑玄武巖大洋拉斑玄武巖橄 欖 巖球 粒 隕 石

35、0 2 4 6 8 10 12Ce/ Y原始巖漿成分演化過程原始巖漿成分演化過程中中REEREE的分餾特征的分餾特征 能反映能反映REEREE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中曲線總體斜率，表征球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中曲線總體斜率，表征LREELREE和和HREEHREE的分異程度。的分異程度。3. 3. 稀土元素之間的比值稀土元素之間的比值（1） (La/Yb)N、(La/Lu)N、(Ce/Yb)N (下標(biāo)下標(biāo)N表示為標(biāo)準(zhǔn)化后的比值表示為標(biāo)準(zhǔn)化后的比值)表示分餾程度，表示分餾程度， 例如例如( (La/Sm)La/Sm)N N比值越大反映比值越大反映LREELREE越富集。越富集。孫賢術(shù)等據(jù)此將洋中脊玄武巖劃

36、分為三種類型：孫賢術(shù)等據(jù)此將洋中脊玄武巖劃分為三種類型：（La/SmLa/Sm）N N1 1 為為P P型，即富集型，即地幔熱柱或異常型；型，即富集型，即地幔熱柱或異常型；（La/SmLa/Sm）N1N1為為T T型，即過渡型；型，即過渡型；（La/SmLa/Sm）N N1 1為為N N型，即正常型，對應(yīng)的型，即正常型，對應(yīng)的REEREE分布型式為虧損型。分布型式為虧損型。（2） (La/Sm)N、(Gd/Lu)N標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)110100BaThULaPrPbSmHfGdTbHoErYbRbNbTaCeSrNdZrEuTiDyYTmLuPrimitive Mantle

37、NormalizedIABC. CrustOIBE-MORBN-MORB10100LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuChondrite (C1) NormalizedIABC. CrustOIBE-MORBN-MORBNiu Y, 2006各類巖石的各類巖石的REEREE和微和微量元素特征量元素特征表示輕重表示輕重REEREE分異的分異的參數(shù)：參數(shù)：(La/Yb)(La/Yb)N N、(La/Lu)(La/Lu)N N、( (Ce/Yb)Ce/Yb)N N Niu Y, 2006（La/SmLa/Sm）N N1 1 為為P P型，即富集型，型，即富集型，地幔熱柱或異常型；

38、地幔熱柱或異常型；（La/SmLa/Sm）N1N1為為T T型，即過渡型；型，即過渡型；（La/SmLa/Sm）N N1 1為為N N型，即正常型，型，即正常型，對應(yīng)的對應(yīng)的REEREE分布型式為虧損型。分布型式為虧損型。Sun & MacDonough, 1989（La/SmLa/Sm）N N1 1 為為P P型，即富集型，型，即富集型，地幔熱柱或異常型；地幔熱柱或異常型；（La/SmLa/Sm）N1N1為為T T型，即過渡型；型，即過渡型；（La/SmLa/Sm）N N1 1為為N N型，即正常型，型，即正常型，對應(yīng)的對應(yīng)的REEREE分布型式為虧損型。分布型式為虧損型。La/YbN=24-96舉例：西藏鉀質(zhì)超鉀質(zhì)巖石標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的重要參數(shù)4. Eu異常異常Eu (Eu/Eu*)NNNGdSmEu+2（Ce (Ce/Ce*)與此類似與此類似2001005020105La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm YbSmEuGdEu巖石/球粒隕石Eu1 Eu1 正異常正異常EuEu1 1 負(fù)異常負(fù)異常EuEu1 1 無異常無異常Eu/Eu*=0