中國(guó)科學(xué)院大學(xué),巖石地球化學(xué)考題預(yù)測(cè)+復(fù)習(xí)要點(diǎn)+目錄

1、目錄1、簡(jiǎn)述類質(zhì)同象法則，并舉例說明它對(duì)微量元素集中和分散的影響- 1 -2、舉例說明在巖漿巖中主要造巖礦物和副礦物的分離對(duì)Rb、Sr或REE等元素的影響；- 1 -3、簡(jiǎn)述在什么條件下可能發(fā)生地幔和地殼的部分熔融；- 2 -4、地幔的地球化學(xué)不均一性表現(xiàn)在哪里？說明四種端元組分的差異及成因；- 4 -5、造成地幔不均一性的可能因素有哪些？- 5 -6、簡(jiǎn)述大陸巖石的同位素組成變化大于大洋巖石同位素組成變化的原因?- 6 -7、簡(jiǎn)述I型、S型、A型花崗巖的概念與區(qū)別標(biāo)志- 6 -8、簡(jiǎn)述埃達(dá)克巖定義、巖石地球化學(xué)特征及其成因機(jī)制- 7 -9、對(duì)比大陸地殼和大洋地殼的結(jié)構(gòu)和組成- 8 -10、簡(jiǎn)

2、述早期地殼演化期太古代高級(jí)地質(zhì)體的巖石組合；- 8 -11、簡(jiǎn)述洋中脊玄武巖、洋島玄武巖、島弧玄武巖的組成、主元素和微量元素特征以及成因機(jī)理構(gòu)造環(huán)境。- 9 -12、試論火成巖組合及構(gòu)造環(huán)境- 11 -1）.洋中脊擴(kuò)張環(huán)境的火成巖組合- 11 -2）. 洋島環(huán)境的火成巖組合- 11 -3）.島弧環(huán)境的火成巖組合- 12 -4）.活動(dòng)大陸邊緣弧環(huán)境- 12 -5）.大陸碰撞環(huán)境的火成巖組合- 12 -6）. 大陸裂谷的火成巖組合- 13 -7）. 穩(wěn)定的克拉通或地臺(tái)環(huán)境的火成巖組合- 13 -13.簡(jiǎn)述識(shí)別地幔巖漿遭受地殼混染的地球化學(xué)手段- 13 -14.主量元素：巖石分類、系列劃分、巖石組合

3、與構(gòu)造環(huán)境的聯(lián)系；應(yīng)用地球化學(xué)數(shù)據(jù)判別巖石形成構(gòu)造環(huán)境；- 13 -15.微量元素：微量元素的地球化學(xué)分類、元素分配理論、分配系數(shù)。- 14 -16.微量元素分配型式的蛛網(wǎng)圖及其應(yīng)用解釋- 15 -17.巖漿過程的微量元素定量模型及AFC過程- 15 -18.稀土元素地球化學(xué)，稀土元素分配型式及類型，在火成巖成因研究中應(yīng)用。- 19 -19.放射成因同位素：基本原理，視年齡， 模式年齡、等時(shí)線年齡及方法、初始同位素比值、Nd值， 值，gOs值的含義及應(yīng)用，多元混合作用；- 19 -20.附：試述放射性同位素等時(shí)線定年的基本原理- 20 -21.輕穩(wěn)定同位素基本原理、同位素分餾的數(shù)學(xué)表達(dá)、同位素

4、分餾與地質(zhì)過程。- 20 -22.大陸巖石圈的形成演化與地球化學(xué)過程- 20 -1、簡(jiǎn)述類質(zhì)同象法則，并舉例說明它對(duì)微量元素集中和分散的影響戈?duì)柕率┟芴胤▌t 【隱蔽法則】?jī)蓚€(gè)離子具有相近的半徑和相同的電荷，則他們的行為將取決于豐度的比例，豐度高的主量元素形成獨(dú)立礦物，豐度低的微量元素進(jìn)入礦物晶格，為主量元素所“隱蔽”。 K+(1.33Å)為主量元素，形成鉀長(zhǎng)石、石榴石等礦物，Rb+(1.49Å)為微量元素，以類質(zhì)同象形式為K所“隱蔽”。 【優(yōu)先法則】?jī)煞N離子電價(jià)相同，半徑有別，半徑小的離子集中于較早的礦物中，而半徑較大的離子（化學(xué)鍵弱）將在晚期礦物中富集。 Mg2+

5、60;                              Fe2+                    

6、60;        Mn2+0.78Å                             0.83Å          &

7、#160;                0.91Å橄欖石等早期礦物    角閃石             黑云母 【“捕獲”“允許”法則】如果兩個(gè)離子半徑相近，而電荷不同，較高價(jià)的離子優(yōu)先進(jìn)入較早結(jié)晶的礦物晶體中，稱“捕獲”（capture），低價(jià)離子 被“允許”(admit)進(jìn)入晚期礦物。 Sc

8、3+ (0.83Å) Fe2+ (0.83Å) 熔體中微量元素 主量元素 Li+ (0.78Å) Mg2+ (0.78Å) 高價(jià)的Sc3+ 被早期輝石、角閃石等鐵鎂礦物所“捕獲”(Li+ 仍在熔漿中)。故Sc在基性 、超基性巖中富集。低價(jià)的Li+被晚期黑云母、電氣石等鐵鎂礦物所“允許”。所以，酸性巖、偉晶巖中Li富集。 林伍德法則 比較Zn2+(0.83Å)與Mg2+(0.78Å)、Fe2+(0.83Å)，離子性質(zhì)很相似，按戈氏法則能進(jìn)入鐵鎂硅酸鹽晶格。但是，在硅酸鹽熔體中往往形成ZnSiO4 (硅鋅礦)、Zn4Si2O7O

9、H2·2H2O (異極礦)。 A.E林伍德提出對(duì)戈氏法則的補(bǔ)充： 對(duì)于二個(gè)價(jià)數(shù)和離子半徑相似的陽離子，具有較低電負(fù)性者將優(yōu)先被結(jié)合，因?yàn)樗鼈冃纬梢环N較強(qiáng)的以離子鍵成分較多的化學(xué)鍵。 Zn2+ 857.7 KJ/mol 電負(fù)性高的Zn2+晚期形成自身的硅酸鹽礦物 Fe2+ 774 KJ/mol 電負(fù)性低的Fe2+ 、Mg2+ 將優(yōu)先進(jìn)入鐵、鎂硅酸鹽晶 Mg2+ 732 KJ/mol2、舉例說明在巖漿巖中主要造巖礦物和副礦物的分離對(duì)Rb、Sr或REE等元素的影響；（1）火成巖的REE型式受控于源巖的REE地球化學(xué)和巖漿演化過程中礦物-熔體的平衡。我們用定性的方法描述巖漿演化過程中單個(gè)礦物

10、對(duì)REE分餾所起的作用，包括在部分熔融作用或者隨后的分離結(jié)晶作用。（參考課本87頁圖4.3，95頁圖4.8和圖4.9，96頁圖4.10）分析如下：銪異常主要受控于長(zhǎng)石，尤其在長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中，因?yàn)槎r(jià)的Eu可以被斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石所容納，而三價(jià)的的REE卻是不相容的。因此在分餾結(jié)晶作用中長(zhǎng)石從長(zhǎng)英質(zhì)巖漿分離出來或者在部分熔融作用中長(zhǎng)石殘留在源區(qū)，必然引起熔漿中Eu的負(fù)異常。另外，普通角閃石、榍石、單斜輝石、斜方輝石和石榴石等在某種程度上也會(huì)引起長(zhǎng)英質(zhì)熔體的Eu異常，但是它們的作用與長(zhǎng)石相反，造成正銪異常。（2）銣?zhǔn)堑湫偷挠H石分散稀有堿金屬元素，它在自然界主要以分散形式存在，極少形成單獨(dú)礦物。由于銣離子

11、半徑較大，在晶體化學(xué)性質(zhì)上與鉀和鉈相似，所以銣常在長(zhǎng)石、云母等含鉀的礦物中產(chǎn)生類質(zhì)同象。劉英俊等統(tǒng)計(jì)，203個(gè)鉀長(zhǎng)石樣品含銣（501000）*10-6，峰值為（200300）*10-6；261個(gè)黑云母含銣（502000）*10-6，峰值為（50600）*10-6，最大值為4145*10-6；70個(gè)白云母樣品含銣（502000）*10-6，其中有10個(gè)樣品為2000*10-6，1個(gè)樣品竟高達(dá)22370*10-6。銣在白云母中的平均含量可達(dá)23%，比地殼中平均含量高10100倍。鋰云母中銣的含量在1*10-39*10-2間。銣在偉晶巖中不形成獨(dú)立礦物，主要分散在鉀長(zhǎng)石(0.012.88%)、自云母

12、(0.014%1.6%)和鋰云母中(0.2%4.5%);綠柱石中也含有一定量的銣(0.002%0.42%)。（3）大陽離子鍶在巖漿硅酸鹽熔融體中是變網(wǎng)陽離子。鍶是典型的親石元素。鍶在巖石圈上部是豐度最大的一個(gè)微量元素，但是在火成巖中鍶還是不能形成獨(dú)立礦物。只在偉晶巖-氣化-熱液階段可以形成獨(dú)立礦物，而且這些礦物在數(shù)量上也很少。所以，內(nèi)生作用過程中鍶的絕大部分分散在造巖礦物中。在巖漿結(jié)晶分異過程中，鍶趨向保留在殘漿中?；◢弬ゾr中鍶含量是低的。在熱液階段鍶能形成SrCO3，(菱鍶礦)、天青石(SrS04)及一些稀有的復(fù)雜的磷酸鹽和碳酸鹽礦物，如碳酸鍶鈰礦、菱磷鋁鍶石、磷鋁鍶石，沸石、鍶沸石等。菱

13、鍶砂及天青石是熱液礦脈中最重要的鍶礦物，但是這些礦物在熱液礦脈中并不經(jīng)常出現(xiàn)。3、簡(jiǎn)述在什么條件下可能發(fā)生地幔和地殼的部分熔融；（1）溫度升高（外來熱源使地溫線改變，俯沖）（2）壓力降低（底辟作用）（3）流體加入（地幔楔）4、地幔的地球化學(xué)不均一性表現(xiàn)在哪里？說明四種端元組分的差異及成因； 地幔的地球化學(xué)不均一性表現(xiàn)在同位素和微量元素上。1)同位素方面：幔源火山巖的同位素比值可以代表其源區(qū)的特征，是了解地?；瘜W(xué)不均一性的最有效方法之一。Erlank等在80年代初對(duì)南非不同時(shí)代幔源巖石的Sr同位素研究發(fā)現(xiàn)，侏羅系的樣品（190Ma）在87Sr/86Sr-87Rb-86Sr圖解上的投影點(diǎn)非常離散，

14、不但不能擬合出190Ma的等時(shí)線，而且又不落在地幔演化線（1620Ma）或地球演化線（4.6Ga）上，甚至還有相當(dāng)部分的數(shù)據(jù)點(diǎn)落在地球演化線的左邊。Erlank等通過詳細(xì)的地球化學(xué)研究排除了樣品受干擾因素影響的可能性，認(rèn)為這反映了上地幔各處并不具有相同的87Sr/86Sr比值，即上地幔在同位素組成上是不均一的。Hamelin等對(duì)洋中脊玄武巖的Pb-Sr-Nd同位素研究結(jié)果表明，印度洋中脊的地幔具有與太平洋洋中脊和大西洋洋中脊明顯不同的同位素組成。2)微量元素證據(jù)：地幔在微量元素上的不均一性大約是在80年代初才開始認(rèn)識(shí)到的。前人研究了大西洋不同的緯度的玄武巖樣品的Y/Tb、Zr/Hf和Nb/Ta

15、后發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)玄武巖的La/Ta值可以劃分為兩個(gè)組合：在北緯22-25的玄武巖為18；在北緯36-63的玄武巖為9。因此在大西洋下面的上地幔存在著較大區(qū)域的微量元素化學(xué)不均一性。地幔端元的特征DMM，一般在地幔的最上部，虧損不相容元素，代表地殼從幔分異后的殘留物HIMU，地幔與再循環(huán)洋殼的混合，由于洋低熱液作用或俯沖帶的脫水作用，造成Pb的流失和m值升高EM I和EM II 可能分別來自地幔與下地殼和上地殼的混合5、造成地幔不均一性的可能因素有哪些？ 地幔存在垂向及側(cè)向的不均一性。地幔不均一性的產(chǎn)生可能有三種途徑：（1）地幔部分熔融及巖漿的析出；（2）地幔交代作用；（3）地殼及巖石圈物質(zhì)重新

16、進(jìn)入地幔對(duì)流。 地幔的圈層結(jié)構(gòu)（上地幔、過渡帶、下地幔）可以很好的解釋地幔的垂向不均一。地幔的內(nèi)部對(duì)流、部分熔融、巖漿分異是圈層結(jié)構(gòu)的內(nèi)因。 地幔側(cè)向不均一的因素更復(fù)雜一些。殼幔物質(zhì)的交換是主要因素，主要包括：（1）巖石圈物質(zhì)的循環(huán)巖石圈是剛性的、冷的圈層，它由地幔的最上部和上覆的大陸殼及海洋下的洋殼組成。巖石圈物質(zhì)的再循環(huán)主要由兩種形式大洋地殼或大陸地殼或巖石圈板片由于俯沖（消減）作用被軟流圈傳到進(jìn)入地幔；地殼或巖石圈經(jīng)底部侵蝕，其碎片沉入并儲(chǔ)集在地幔。（2）地幔柱與巖石圈的相互作用地幔柱：地幔中狹窄的上升熱及低密度的物質(zhì)流。與巖石圈的相互作用是多樣的、復(fù)雜的，也是十分重要的。作用結(jié)果的表現(xiàn)

17、形式可見大的盾形火山、火山島鏈、大陸和大洋的泛流玄武巖、巨大的鎂鐵質(zhì)巖墻群和大陸板內(nèi)各種堿性火成雜巖。地幔柱上升到達(dá)巖石圈底部后，地幔柱的蘑菇狀頭部產(chǎn)生減壓絕熱熔融。幔柱溫度高于周圍地幔270度，柱頭側(cè)向擴(kuò)張可達(dá)1000-2000Km。熔體可以進(jìn)入巖石圈中，生成的巖漿通過地殼中裂隙向上滲透，形成在地殼較高水平的儲(chǔ)存庫。地幔柱側(cè)向運(yùn)移可以侵蝕巖石圈熱邊界層并帶著巖石圈碎塊回到地幔。 根據(jù)地幔源巖的洋中脊玄武巖及洋島玄武巖的 Sr、Nd、Pb同位素及微量元素研究，地幔中存在虧損地幔及富集地幔。Hart提出了4種地幔端元組成：虧損地幔、高值地幔、富集地幔I、富集地幔II。6、簡(jiǎn)述大陸巖石的同位素組成

18、變化大于大洋巖石同位素組成變化的原因? 地球物質(zhì)的90%由Fe、O、Si、Mg四種元素組成；含量大于1%的元素還有Ni、Ca、Al、S；Na、K、Cr、Co、P、Mn、Ti的含量均在0.01%-1%范圍內(nèi)。其它元素的含量是微不足道的。 元素在地球重力場(chǎng)的分配并非受制于自身的密度或原子量，而是受元素親和力所支配，親和力決定于原子的電子構(gòu)型、化學(xué)鍵特性。例如雖然U、Th的密度很高，但它們是強(qiáng)正電性的元素，使它們呈氧化物或硅酸鹽形式富集于地殼中。盡管元素的分配不受重力的控制，但是重力卻控制著各主要相在地球中的相對(duì)位置。 對(duì)洋中脊玄武巖的研究發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檎T發(fā)巖漿產(chǎn)生的熱源為上隆軟流圈，物質(zhì)為單純洋幔，源

19、區(qū)處于拉張的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，巖漿形成和運(yùn)移過程無陸殼混熱（僅與海水相互作用），決定了它們富集Ti、Mn、P、Co、Ni、Cr、V、Cu、Zn、Au、Ag、Mo等元素。 部分熔融過程中，不相容元素總是傾向于進(jìn)入巖漿，導(dǎo)致地幔巖石或深部地殼中的大離子親石元素K、Rb、Sr、U、REE等不斷向上部富集，經(jīng)過殼幔分異和地殼的長(zhǎng)期演化，大陸地殼中富集REE、W、Sn、U、Th、Be、Pb、Cs、Ta等元素，在上地殼上列元素更強(qiáng)烈富集，同時(shí)導(dǎo)致在俯沖帶下的大陸地幔巖石中貧大離子親石元素。 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和環(huán)境起著溝通巖漿物源、約束過程發(fā)生的場(chǎng)所和運(yùn)移的途徑、制約熱動(dòng)力學(xué)和物理化學(xué)條件等的作用。例如，不同性質(zhì)的構(gòu)造切

20、割或溝通的地球結(jié)構(gòu)層和影響的深度是不同的，洋脊構(gòu)造可溝通地幔直達(dá)軟流圈，洋陸（B型）俯沖導(dǎo)致俯沖洋殼與巖石圈地幔的相互作用，陸陸（A型）俯沖引起俯沖陸殼與另一側(cè)深部地殼或地幔的相互作用。上述作用都可引發(fā)巖石的部分熔融，但由于不同圈層及不同結(jié)構(gòu)層的化學(xué)成分有差異，以不同層圈或不同結(jié)構(gòu)層為源巖所產(chǎn)生的巖漿，在元素（同位素）組成將因繼承源區(qū)的特征而各不相同。 不同構(gòu)造環(huán)境中熱動(dòng)力學(xué)和物理化學(xué)條件也不相同，它們會(huì)影響原巖的部分熔融程度和巖漿成分演化。在洋中脊環(huán)境下由于溫度的急劇下降，巖漿只發(fā)生快速固結(jié)，一般不引起明顯的成分分餾。地幔軟流圈上隆或地幔熱柱上升所產(chǎn)生的幔源巖漿既可通過結(jié)晶分異、巖漿不混容分

21、層等方式形成雙模式巖套，也可由于通過幔源巖漿的熱烘烤使下地殼巖石部分熔融生成長(zhǎng)英質(zhì)巖漿、與幔源巖漿一起構(gòu)成不同源的雙模式巖套。由于這兩種雙模式巖套的形成機(jī)制不同，兩者的微量元素組成也必然存在差異。 B型俯沖帶巖漿形成過程是，俯沖板片隨地幔對(duì)流向下運(yùn)移，隨俯沖洋殼下插到一定深度，隨地溫升高，俯沖洋殼板片發(fā)生變質(zhì)脫水，導(dǎo)致巖石富水條件下的部分熔融，這就造成了富含高場(chǎng)強(qiáng)元素（Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、P）的難熔礦物（鈮鈦酸鹽類、金紅石、鋯石）等更多的殘留在源區(qū)固相中，而而大離子親石元素（K、Rb、Ba、Th、U、LREE）傾向于富集于熔融形成的巖漿中，造成產(chǎn)生于B型俯沖帶中的巖漿均顯示出HFSE

22、相對(duì)于LILE虧損的特征。 某些放射性同位素的母子體同位素因在源巖中各自寄主礦物中的易熔程度不同，而顯示出不同的分配行為（不相容性或相容性），造成在部分熔融過程中母子體同位素的相對(duì)分離，這是導(dǎo)致不同圈層母子體同位素比值變化的主要原因。不少放射性同位素屬于強(qiáng)不相容元素，它們傾向于在地殼尤其在上地殼中富集，如Rb、U、Th等，如果它們的子體同位素的不相容性相對(duì)較弱，如Sr比Rb弱，Pb比U弱等，在巖石圈地幔和下部地殼發(fā)生部分熔融后，巖漿中的Rb-Sr和U-Pb同位素系統(tǒng)將與源區(qū)Rb-Sr和U-Pb同位素系統(tǒng)的比值產(chǎn)生差異。7、簡(jiǎn)述I型、S型、A型花崗巖的概念與區(qū)別標(biāo)志I型花崗巖：其源巖則主要是火成

23、巖，尤其是基性程度偏高的火成巖、變質(zhì)火成巖類。S型花崗巖：的源巖應(yīng)以沉積巖或變質(zhì)沉積巖等殼源沉積物為主,因而其特性繼承了沉積巖和變質(zhì)沉積巖的某些重要地球化學(xué)特征。也有學(xué)者對(duì)該分類的合理性進(jìn)行了質(zhì)疑，因?yàn)槌煞窒嗤幕◢弾r可以來自不同的源區(qū)；A型花崗巖：典型特征為堿性、無水以及形成于非造山的構(gòu)造環(huán)境區(qū)別標(biāo)志：8、簡(jiǎn)述埃達(dá)克巖定義、巖石地球化學(xué)特征及其成因機(jī)制埃達(dá)克巖：埃達(dá)克巖是Defant 和Drummond在15 年前引入地學(xué)界的一個(gè)巖石學(xué)術(shù)語, 它是指與年青(25Ma)俯沖大洋巖石圈有關(guān)的新生代島弧環(huán)境中的火山巖或侵入巖。這些巖石具有以下特征：高SiO2(56%) 榴輝巖/含石榴石角閃巖在高壓

24、下的部分熔融高Al2O3(15%) SiO2 在70%左右時(shí), 為高壓下榴輝巖或角閃巖的部分熔融低MgO(<3%) 低的Cr, Ni 含量相聯(lián)系, 如果是初始融體, 表明巖漿并不是源于地幔橄欖巖高Sr(>300 g/g) 斜長(zhǎng)石參與熔融或殘留相中無斜長(zhǎng)石保留無負(fù)Eu 異常 源區(qū)僅有微量斜長(zhǎng)石殘留或是源區(qū)玄武巖本身Eu 虧損低Y(<15 g/g) 表明石榴石(在次要程度上, 有角閃石或是單斜輝石)為殘留相高Sr/Y(>20) 高于正常結(jié)晶分異的Sr/Y 比值, 表明有石榴石和角閃石為殘留相低Yb(<1.9 g/g) 意味著低的HREE 含量, 表明殘留相中有石榴石高

25、La/Yb(> 20) 輕重稀土元素的強(qiáng)烈分異, 表明石榴子石為源區(qū)的殘留相低HFSEs(如Nb, Ta) 與大部分的島弧火山巖一樣, 表明源區(qū)有富Ti 相或是角閃石殘留相低87Sr/86Sr(< 0.704) 低206Pb/204Pb, K/La, Rb/La, Ba/La；高143Nd/144Nd. 為N-MORB 特征埃達(dá)克巖最初是用來定義那些富硅、高Sr/Y 和 La/Yb 的源于俯沖帶玄武質(zhì)洋殼部分熔融形成的火山巖和侵入巖. 最初, 人們認(rèn)為埃達(dá)克巖僅形成在年青且尚未冷卻的大洋板塊俯沖會(huì)聚帶, 但隨后的研究表明埃達(dá)克巖也可以形成于島弧的一些特殊環(huán)境, 在這里某些異常構(gòu)造條

26、件可降低古老板片的熔融溫度. 目前認(rèn)為, 埃達(dá)克巖涵蓋了一系列的島弧火山巖, 包括原生俯沖洋殼熔體, 埃達(dá)克巖-橄欖巖混合熔體以及源于板塊熔體交代后地幔楔橄欖巖的熔融產(chǎn)物. 近年來埃達(dá)克巖的研究產(chǎn)生了一些讓人困惑的地方， 其原因包括: (1) 埃達(dá)克巖定義相當(dāng)寬泛, 并依化學(xué)特征與其他巖石相區(qū)別； (2) 將含水體系下玄武巖的高壓熔融實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為板塊熔融存在的確鑿證據(jù)；而且(3)存在有與板塊熔融無關(guān)的埃達(dá)克質(zhì)巖. 近期研究表明，埃達(dá)克質(zhì)巖和許多曾被認(rèn)為是埃達(dá)克巖的巖石在島弧和非島弧環(huán)境下均可形成，主要通過以下幾種機(jī)制: 鎂鐵質(zhì)下地殼的分熔或直接是幔源低侵巖漿; 高壓下玄武質(zhì)巖漿的結(jié)晶分異；低壓

27、下玄武巖漿的結(jié)晶分異加上相關(guān)的巖漿混合過程. 這些機(jī)制在島弧環(huán)境或非島弧環(huán)境都有可能。盡管對(duì)埃達(dá)克巖和埃達(dá)克質(zhì)巖的成因解釋比較混亂，但對(duì)這些巖石的研究豐富了我們對(duì)俯沖帶環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)、地殼演化和成礦作用的理解。9、對(duì)比大陸地殼和大洋地殼的結(jié)構(gòu)和組成大陸地殼：按照地震波速特征、巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征及流變學(xué)特征，大陸地殼可以劃分為上地殼、中地殼、下地殼上部和下地殼下部。其中上地殼以沉積巖和火山巖為主；中地殼以變質(zhì)沉積巖、混合巖和花崗巖為主；下地殼上部主要為中性麻粒巖和斜長(zhǎng)角閃巖；下地殼下部主要為基性麻粒巖、輝長(zhǎng)巖和輝石巖。陸殼的特征是厚度較大（3070km），具雙層結(jié)構(gòu)，即在玄武巖層之上有花崗

28、巖層（表層的大部分地區(qū)有沉積巖層）。大洋地殼：其總體成分相當(dāng)于苦橄質(zhì)玄武巖，由鎂鐵質(zhì)巖漿巖（玄武巖和輝長(zhǎng)巖）加上厚度不等的海洋沉積物構(gòu)成，發(fā)育三層結(jié)構(gòu)，即：1、枕狀玄武質(zhì)熔巖，遠(yuǎn)離洋脊處被深海沉積物覆蓋；2、席狀巖墻雜巖；3、輝長(zhǎng)巖和超鎂鐵質(zhì)巖組成的堆積巖帶，依托在上地幔橄欖巖之上。10、簡(jiǎn)述早期地殼演化期太古代高級(jí)地質(zhì)體的巖石組合；太古代高級(jí)地質(zhì)體主要有綠巖帶（20%）和高級(jí)片麻巖（80%）。（一） 古老陸核中的綠巖帶科馬提巖和巨量的玄武巖是其判別標(biāo)志?？岂R提巖是一種高鎂火山巖，一般MgO 18%35%，最高可達(dá)40%，SiO2<52%。 實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究表明，科馬提巖是地幔深度環(huán)境下，

29、干體系巖漿較高程度部分熔融的產(chǎn)物。綠巖帶是太古宙低級(jí)變質(zhì)的火山沉積巖系。這些火山沉積巖系常作為構(gòu)造巖片出現(xiàn)，或疊覆在高級(jí)片麻巖地體之上，作為殘余的線狀盆地保存在片麻巖穹隆之間（Windley, 1995）。綠巖帶加上相關(guān)的中酸性侵入體，常常構(gòu)成花崗綠巖地體。綠巖帶的火山-沉積序列：超鎂鐵質(zhì)鎂鐵質(zhì)熔巖，雙峰式火山巖、碎屑沉積、化學(xué)沉積綠巖帶只出現(xiàn)早前寒武紀(jì)3.8-1.8Ga；超鎂鐵質(zhì)熔巖/科馬提巖在1.8Ga以后也有少量出現(xiàn)，發(fā)育在地幔柱核心區(qū)域。綠巖帶的重要性：綠巖帶是太古宙獨(dú)有的和最具代表性的地質(zhì)單元，包含有太古宙地殼生長(zhǎng)和殼幔演化的最為豐富的信息；自上世紀(jì)70年代以來，綠巖帶一直是太古宙地

30、殼演化研究的核心主題。甚至可以說，對(duì)太古宙地質(zhì)環(huán)境和殼幔演化的基本認(rèn)識(shí)，主要來自綠巖帶研究。（二） 高級(jí)片麻巖 1、TTG片麻巖+花崗巖 802、基性層狀巖體（斜長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖組合、輝長(zhǎng)巖超鎂鐵質(zhì)巖組合）3、少量高級(jí)變質(zhì)的表殼巖 全球早前寒武紀(jì)地質(zhì)對(duì)比顯示，不同大陸上發(fā)育的綠巖帶，畢竟還有許多相似性；而片麻巖地體，幾乎個(gè)個(gè)不同，各有其特征，從這個(gè)意義上來說，每個(gè)片麻巖地體，都有其獨(dú)特豐富的地質(zhì)記錄，都涉及了許多重要科學(xué)問題，都值得詳細(xì)解剖研究。這也是早前寒武紀(jì)片麻巖地體研究長(zhǎng)期受到重視，內(nèi)涵每每不同，常作常新的重要原因。綠巖帶與蛇綠巖的區(qū)別：蛇綠巖的代表層序自下而上是：橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、席狀基性巖墻

31、和基性熔巖以及海相沉積物，其中橄欖巖和輝長(zhǎng)巖在層序上可以重復(fù)多次。蛇綠巖一般是灰綠色，其中普遍伴生的蛇紋石。它是一種變質(zhì)巖，蛇綠巖成因一般解釋為由洋中脊海底擴(kuò)張作用而形成的大洋巖石圈的侵位形成。蛇綠巖與大洋巖石圈的演化有密切的關(guān)系,因此研究蛇綠巖的組成、成分及成因是了解大洋巖石圈結(jié)構(gòu)、變化及動(dòng)力學(xué)的主要途徑。11、簡(jiǎn)述洋中脊玄武巖、洋島玄武巖、島弧玄武巖的組成、主元素和微量元素特征以及成因機(jī)理構(gòu)造環(huán)境。（1）MORB：主量元素特征：（1) 典型的洋中脊玄武巖（MORB / OFB）是橄欖拉斑玄武巖，包括海底熔巖和巖墻群。低 K2O (< 0.2%) ，低TiO2 (< 2.0%)；

32、（2) 不同地點(diǎn)的MORB具有很窄的主元素變化范圍，表明許多洋中脊玄武巖的巖石成因機(jī)制相同（部分熔融+結(jié)晶分異）；（3) 洋中脊玄武巖大部分由虧損地幔部分熔融形成，少部分由富集地幔部分熔融形成。它們分別 稱為NMORB與EMORB；（4) NMORB與EMORB在主元素組成上沒有顯著差別，在微量元素的組成上有顯著差別。EMORB富集不相容元素。N-MORB (normal MORB)來自虧損的上地幔源區(qū)：Mg# > 65: K2O < 0.10 TiO2 < 1.0；E-MORB (enriched MORB, or P-MORB for plume)來自較深的富集的地幔源區(qū)

33、：Mg# > 65: K2O > 0.10 TiO2 > 1.0微量元素特征：E-MORB：La/Sm>1.8；比N-NORB更富集微量元素；N-NORB：La/Sm<0.7，87Sr/86Sr<0.7035，143Nd/144Nd>0.5030，代表虧損地幔源。源區(qū)特征：多源，N-MORB代表上部虧損地幔，E-MORB代表深部富集地幔。構(gòu)造環(huán)境：洋中脊擴(kuò)張環(huán)境。巖漿演化特征：組分集中，分異弱。（2）OIB：主量元素特征：低的SIO2（平均53%）、Al2O3、K2O（0.2-1%），較低的MgO（< 7%），中性高鐵。微量元素特征：大離子親石元

34、素（LIL）K, Rb, Cs, Ba, Pb2+, Sr不相容，在OIB巖漿富集，相對(duì)于MORB；不相容元素比值可用于鑒別源區(qū)（N-MORB: K/Ba比值高，通常 > 100；E-MORB: K/Ba 比值中等，30左右；OIT，25-40, OIA 20-30）高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFS）Th, U, Ce, Zr, Hf, Nb, Ta, Ti也是不相容元素，富集程度OIB > MORB；這些元素比值也可用于鑒別巖漿源區(qū)Zr/Nb 比值N-MORB通常高，>30；OIB通常低，<10。La/Yb (代表REE斜率) 與OIB的SiO2不飽和程度相關(guān)，高度不飽和巖漿: L

35、a/Yb > 30，OIA: 接近12，OIT: 4。REE為平滑曲線模式，類似于MORB。巖石組合：包括拉斑玄武巖和堿性玄武巖兩個(gè)系列；構(gòu)造環(huán)境：形成海山、大洋島、或島鏈，來自各種類型的大洋地幔源區(qū)，極少陸殼物質(zhì)污染, 是研究地幔性質(zhì)的最好對(duì)象；巖漿形成機(jī)理及源區(qū)特征：與地幔柱有關(guān)。地幔柱上升、減壓，導(dǎo)致巖漿作用。源區(qū)包括EM、EM和HIMU (High value)。（3）IAB演化特征：空間變化（極性）從海溝向島弧方向：low-K拉斑系列 ® 鈣堿系列 ® 堿性系列；時(shí)間變化早期拉斑系列 ® 晚期鈣堿系列，最晚期堿性系列普遍發(fā)育。巖石組合：玄武質(zhì)安山巖

36、，英安-流紋巖；演化序列為早期拉斑系列，接著鈣堿系列，最后堿性系列。微量元素組成特征：REE特征為同一巖漿系列的REE配分型式相似，高度不同，起因于Ol, Plag, Pyx結(jié)晶分離作用；low-K TH 源于DM；REE甚至可以低于 MORB；其他島弧巖漿系列具有正常的REE配分型式；島弧巖漿系列起源于不均一的地幔源區(qū)；HREE 平坦，源區(qū)無石榴石；構(gòu)造環(huán)境：沿俯沖帶分布的火山島鏈。巖漿形成機(jī)理及源區(qū)特征：與地幔楔有關(guān)，俯沖帶流體（含水量高）進(jìn)入地幔楔導(dǎo)致巖漿形成。源區(qū)同位素變化范圍大，可達(dá)EM、EM。12、試論火成巖組合及構(gòu)造環(huán)境1）.洋中脊擴(kuò)張環(huán)境的火成巖組合由洋中脊玄武巖（MORB）輝

37、綠巖巖墻輝長(zhǎng)巖及其堆晶巖斜長(zhǎng)花崗巖變質(zhì)橄欖巖等組成。（1）洋中脊TH，即MORB以低K2O和有CIPW的olnorm，dinorm，hynorm， 實(shí)際斑晶組合中普通輝石為唯一的輝石（無opx）以及兩個(gè)世代的ol，區(qū)別于島弧TH，洋島TH和大陸TH。TH位于亞堿性區(qū)。（2）低K2O的olTH質(zhì)的輝綠巖巖墻以及均質(zhì)輝長(zhǎng)巖。（3）堆晶巖為純橄欖巖橄長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖±洋Pl/r。堆晶巖特征表明MORB的原生巖漿在低壓巖漿房?jī)?nèi)ol的大量晶出，使進(jìn)化巖漿具有富Fe的TH趨勢(shì)。（4）洋中脊（MORS）Pl/r以低K2O，無實(shí)際礦物or，TH系列(±CA系列；SiO2-FeO*/MgO圖），A

38、C和A（堿鈣性和堿性；Peacock堿鈣指數(shù)）以及Pearce圖解中位于ORG（洋中脊花崗巖）區(qū)為特征，區(qū)別于俯沖環(huán)境有關(guān)的島弧和大陸邊緣弧中的TTG組合（英云閃長(zhǎng)巖奧長(zhǎng)花崗巖花崗閃長(zhǎng)巖）。2）. 洋島環(huán)境的火成巖組合洋島環(huán)境的火成巖組合包括：洋島拉斑玄武巖（O I T）洋島堿性玄武巖（OIA）Na質(zhì)系列的夏威夷巖（S1）玄武粗面安山巖（S2）和歪長(zhǎng)粗面安山巖（S3）粗面巖類堿性流紋巖響巖，以及相應(yīng)的侵入巖類，如輝長(zhǎng)巖（），堿性輝長(zhǎng)巖，二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖，二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，二長(zhǎng)巖（），正長(zhǎng)巖（），堿性花崗巖，霞石正長(zhǎng)巖等。這類火成巖具有以下特征。（1）巖石組合上，以寬的巖石組成譜系，出現(xiàn)OIA，和雙峰式組合

39、（玄武巖粗面巖±響巖，或玄武巖-堿性流紋巖±堿性粗面巖）區(qū)別于MORS的火成巖組合。（2）OIT，在礦物學(xué)上，ol只作為斑晶出現(xiàn)（基質(zhì)中無ol），有兩種輝石（cpxopx），有高的hynorm，w ( K2O ) 常常0.2%，以上述特征區(qū)別于MORS的olTH。（3）OIA, 包括堿性ol玄武巖：碧玄巖和霞石巖；在礦物學(xué)上有2個(gè)世代的ol（斑晶和基質(zhì)），只有一種cpx，這種巖相學(xué)的特征類似于MORS的TH，但是以有nenorm，alk（Na2O+K2O）高， w ( K2O ) 常常0.2%區(qū)別于MORS的TH。（4）以缺失或極少量中性巖為特征的雙峰式組合，區(qū)別于島弧和大

40、陸邊緣弧火成巖組合。（5）在SiO2FeO*/MgO圖上為TH演化趨勢(shì)，在SiO2alk圖上堿性和亞堿性系列均發(fā)育。3）.島弧環(huán)境的火成巖組合以安山巖（A）為主的玄武巖（B）安山巖（A）英安巖（D）流紋巖（R）組合；侵入巖以TTG為主的TTG±組合。（1）高鎂安山巖（H M A）和高鎂閃長(zhǎng)巖（HM）是識(shí)別島弧環(huán)境的一種特征巖類，發(fā)育于弧、弧前和弧后，在MORS和洋島環(huán)境中不存在。（2）不成熟島弧，島弧由小的火山島構(gòu)成，為洋殼類型，殼厚約1217 km，常稱為TH島弧，以玄武巖（B）玄武安山巖（BA）為主。TH與CA系列（SiO2FeO* / MgO圖），但以TH系列為主，占60%。并

41、以 w ( TiO2 )1.2%區(qū)別于MORS和洋島環(huán)境的玄武巖類。（3）成熟島弧，為大的島和大陸型地殼，為1735 km厚，常稱為CA島弧，以安山巖為主，CA與TH系列（SiO2FeO*/MgO圖），以CA系列為主(40% )。（4）堆晶巖，以純橄欖巖+輝石巖+輝長(zhǎng)巖組合，區(qū)別于MORS的堆晶巖組合。（5）QAP分類中位于英云閃長(zhǎng)巖區(qū)的花崗巖類。a. 在不成熟島弧中常為洋Pl/r，LKCA（SiO2K2O圖），TH或CA系列（SiO2FeO*/MgO圖），C或CA Peacock指數(shù)，SiO2 ( Na2O+K2O-CaO ) 圖，主要以Peacock指數(shù)的C或CA區(qū)別于MORS洋Pl/r的

42、A或AC。b. 在成熟島弧中常為TTG組合。其中的TT含少量的or，含MKCA為主（SiO2K2O圖），CA系列（SiO2FeO*/MgO圖），CA（Peacock指數(shù)）；以含少量or，MKCA以及CA系列為主，區(qū)別于不成熟島弧的洋Pl/r；以含少量or，MKCA，CA系列和CA區(qū)別于MORS的洋Pl/r。另外TT與G（）的組合，區(qū)別于不成熟島弧和MORS的洋Pl/r。4）.活動(dòng)大陸邊緣弧環(huán)境火成巖組合火山巖以安山巖、英安巖和流紋巖為主的組合（少量玄武巖）；侵入巖以TTG和r為主，少量的Q，。（1）CA系列（SiO2FeO*/MgO圖）占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（80%），以HKCA為主（SiO2K2O圖），

43、無負(fù)Eu異常的Q，Q，及其相應(yīng)的火山巖類廣泛發(fā)育，微晶閃長(zhǎng)質(zhì)包體廣泛發(fā)育。（2）TTG組合發(fā)育于靠海溝一側(cè)，組合發(fā)育于靠?jī)?nèi)陸一側(cè)。（3）鎂安山巖英安巖（MAD）（magnesian andesitedacite）和相應(yīng)的侵入巖（Mg ）是島弧大陸邊緣弧的標(biāo)志性火成巖組合，常發(fā)育于靠海一側(cè)的火成巖弧的外帶；靠?jī)?nèi)陸一側(cè)的火成巖弧的內(nèi)帶，常發(fā)育低鎂（或正常）安山巖英安巖及其侵入巖組合。5）.大陸碰撞環(huán)境的火成巖組合（1）陸陸碰撞造山時(shí)期的火成巖組合有兩種情況：a. 碰撞期常常缺乏火成巖；b. 碰撞期出現(xiàn)火成巖?？傮w特征為，早期是大陸邊緣弧特征，晚期是陸內(nèi)塊體碰撞造山的特征。（2）陸內(nèi)塊體碰撞造山的火

44、成巖組合有兩種情況：a. 陸陸碰撞造山時(shí)期之后的繼續(xù)會(huì)聚，這時(shí)已進(jìn)入陸內(nèi)碰撞造山時(shí)期；b. 陸內(nèi)塊體碰撞造山時(shí)期之前缺失陸陸碰撞階段，或陸陸碰撞階段中缺乏火成巖活動(dòng)。這一時(shí)期的火成巖組合依賴于碰撞會(huì)聚的方式的不同具兩大類火成巖組合：b1. 陸內(nèi)塊體之間的碰撞會(huì)聚方式為分布增厚機(jī)制或均勻加厚，以在SiO2K2O圖上的Sh系列為主+HKCA的火山巖和侵入巖組合，常以安粗巖和二長(zhǎng)巖（）為主，廣泛分布無Eu異常REE分布式樣。b2. 陸內(nèi)塊體之間的繼續(xù)會(huì)聚方式為陸內(nèi)俯沖機(jī)制或一個(gè)大陸塊體疊置于另一個(gè)陸塊塊體的下面。以含白云母（MS）、堇青石（cord）和石榴子石（Ga）為特征礦物的強(qiáng)過鋁花崗巖類。（3

45、）后造山環(huán)境火成巖組合：該組合的重要性在于，可限定一期造山作用旋回的結(jié)束。a. 雙峰式火山巖和侵入巖 ，雙峰式巖墻群，雙峰式意指同時(shí)發(fā)育鎂鐵質(zhì)和長(zhǎng)英質(zhì)火成巖，缺乏中性巖類。b. 過堿性花崗巖（發(fā)育晶洞構(gòu)造和高溫石英以及堿性條紋長(zhǎng)石），堿性花崗巖（Peacock指數(shù)的A），并與CA/r（Peacock指數(shù)的CA）共生。6）. 大陸裂谷的火成巖組合（1）雙峰式火山巖和侵入巖，其中玄武巖以堿性玄武巖類（包括堿性ol、玄武巖、碧玄巖及霞石巖）為主，亦有拉斑玄武巖、粗面巖（正長(zhǎng)巖）和流紋巖（花崗巖）中有過堿性成員，粗面巖（正長(zhǎng)巖）類總是有明顯的負(fù)En異常區(qū)別于造山帶的同一巖類無負(fù)Eu異常的特征。（2）過

46、堿性花崗巖和堿性花崗巖類，以無共生的CA/r區(qū)別于后造山環(huán)境。7）. 穩(wěn)定的克拉通或地臺(tái)環(huán)境的火成巖組合（1）金伯利巖，煌斑巖，碳酸巖；（2）大陸溢流玄武巖及其相應(yīng)的層狀基性侵入體；（3）環(huán)斑花崗巖（狹義的花崗巖），斜長(zhǎng)巖和鉀質(zhì)超鉀質(zhì)火山巖類的共生組合。13.簡(jiǎn)述識(shí)別地幔巖漿遭受地殼混染的地球化學(xué)手段對(duì)玄武巖在巖漿過程中遭受地殼物質(zhì)混染程度的判別，可以根據(jù)地殼中的富集元素Si,Rb,Ba,Th,LREE及同位素比值如206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb、87Sr/86Sr、143Nd/144Nd等進(jìn)行研究。由于同位素比值不受部分熔融程度和結(jié)晶分異作用的影響，因

47、此單純的巖漿過程應(yīng)使同位素比值保持常數(shù)，而當(dāng)巖漿中加入地殼物質(zhì)時(shí)才使同位素比值發(fā)生變化，同時(shí)還與Si02、Rb, Ba, K, Tb等呈線性正相關(guān)。Prccrillo等(1989)對(duì)巴西南部Parana溢流玄武巖所進(jìn)行的研究就是應(yīng)用該方法的成功例于之一(圖3.3) 除了上述一些元素外，Marsh (1989)提出了另一些能夠判別地殼混染的元素。他根據(jù)強(qiáng)烈分異的玄武巖和平均大陸地殼的元素豐度模式圖得出一些元素在結(jié)晶分異和地殼物質(zhì)混染雙重作用下具有以下基本特征 兩種作用都造成玄武巖中含量增加的元素有:K, Rb, Th, LREE. Ba, Zr, Nb等。 兩種作用都造成玄武巖中含量降低的元素有

48、Cr. Ni. Mg. Ca等。 在結(jié)晶分異作用下造成富集，地殼混染作用造成玄武巖中含量降低的元素有:Ti,V, Fe. (P) ,由干T、V, Fe, (P)在變質(zhì)或流體交代作用下相對(duì)不活動(dòng)，因此在識(shí)別地殼混染更可靠14.主量元素：巖石分類、系列劃分、巖石組合與構(gòu)造環(huán)境的聯(lián)系；應(yīng)用地球化學(xué)數(shù)據(jù)判別巖石形成構(gòu)造環(huán)境；(1) 主元素和巖漿系列：一般通過：a. 硅堿圖；b. AFM ；c. FeO*/MgO 對(duì)SiO2圖解來劃分；拉斑系列Tholeiitic (MORB, OIT)；堿性系列 (OIA)；鈣堿系列 ( 限于 SZ)；鈣堿系列用K2O作為指標(biāo)還可以細(xì)分為High-K、Medium-K

49、和Low-K三個(gè)亞系列,如果加上拉斑玄武巖系列，可以劃分為6個(gè)亞系列，其中有3個(gè)系列最常見，分別為：Low-K拉斑系列，Med-K鈣堿系列，High-K混合系列；通過AFM圖解和FeO*/MgO 對(duì)SiO2圖解可以區(qū)分Tholeiitic和Calc-Aldaline系列；鈣堿系列顯示連續(xù)的SiO2 增長(zhǎng)，沒有Fe的富集，其在空間上的變化（極性）為：從海溝向島弧方向：Low-K拉斑系列 ® 鈣堿系列 ® 堿性系列；時(shí)間變化：早期拉斑系列®晚期鈣堿系列，最晚期堿性系列普遍發(fā)育15.微量元素：微量元素的地球化學(xué)分類、元素分配理論、分配系數(shù)。分配系數(shù)：某微量元素在結(jié)晶相和

50、熔體相中的含量之比稱為該元素的分配系數(shù)。分類：通常根據(jù)微量元素的性質(zhì)，將微量元素分為相容元素和不相容元素。相容元素：優(yōu)先進(jìn)入礦物相的微量元素，即固相和熔體相之間的分配系數(shù)D1；微量元素的相容性和不相容性既是相對(duì)于具體礦物而言，又是相對(duì)于具體巖石學(xué)體系的礦物而言的。不相容元素：優(yōu)先進(jìn)入熔體相的微量元素，即D1，如果D0.1，則該元素稱為強(qiáng)不相容元素，如果D0.11，則稱為弱不相容元素；不相容元素還可以近一步化分為高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）和大離子親石元素(LILE)，元素的電荷Z與其半徑r比值稱為場(chǎng)強(qiáng)，如果Z/r 3.0，則元素稱為高場(chǎng)強(qiáng)元素，如Nb,Ta,Zr,Hf,P,Ti,REE,Sc,Y,U

51、,Th，離子半徑小，電價(jià)高；如果Z/r3.0，則該元數(shù)稱為大離子親石元素，如K,Rb,Cs,Ba,Sr,Tl,LREE，活動(dòng)性強(qiáng)，離子半徑大，電荷低，易溶于流體。元素分配理論：微量元素在巖漿作用中的地球化學(xué)形為基本上符合以離子大小和電荷高低為判別基礎(chǔ)的戈?duì)柕率┟芴囟桑℅oldschmidt）,元素的離子半徑和電荷是決定其賦存狀態(tài)的主要因素。Goldschmidt三定律：（1）兩個(gè)離子，如果它們具有相同的電價(jià)和離子半徑，則易于交換，并以與它們?cè)谡麄€(gè)體系中相同的比例進(jìn)入固熔體。正因?yàn)槿绱?，許多微量元素，會(huì)以類質(zhì)同像替代的方式，和與各自電價(jià)和離子半徑相近的常量元素（主元素）一起進(jìn)入固體相。例如：S

52、r、EuCa，Rb、Pb、BaK，NiMg；（2）兩個(gè)離子，如果它們具有相同的電價(jià)，和相似的離子半徑，則較小的離子傾向于進(jìn)入固體相。如Mg2+ 比Fe2+ 的離子半徑小，因此，在橄欖石與熔體的平衡體系中，橄欖石中Mg的含量高于熔體；（3）兩個(gè)離子，如果它們具有相似的離子半徑，但是電價(jià)不同，那么，電價(jià)高的離子傾向于進(jìn)入固體相。如相對(duì)于Fe2+、Mg2+，Cr3+、Ti4+總是傾向于進(jìn)入固體相?；瘜W(xué)勢(shì)、逸度、活度化學(xué)勢(shì)m：物質(zhì)的克分子Gibbs自由能對(duì)于實(shí)際氣體溶液體系，組分i的化學(xué)勢(shì)為：mi = m i0 + RTLnfi fi 為逸度對(duì)于溶液和固熔體體系，組分i的化學(xué)勢(shì)為：mi = m i0

53、+ RTLnai ai 為逸度ai = gi x i gi為活度系數(shù)，代表實(shí)際溶液對(duì)理想溶液的偏差，與系統(tǒng)的組分、熔體的結(jié)構(gòu)、溫度、壓力等有關(guān)。拉烏爾定律在一定的溫度下，溶劑的活度等于純?nèi)軇┑幕疃扰c其摩爾分?jǐn)?shù)的乘積 Pi=XiPiowhere Pi is the vapor pressure of component i above the solution, Xi is the mole fraction of i in solution, and Pio is the vapor pressure of pure under standard conditions.固熔體、稀溶液與亨利定律

54、亨利定律：當(dāng)組分i的含量x i無限小時(shí)，其活度ai正比與組分含量x i ai = gi x igi是組分i的亨利常數(shù)，與組分含量x i無關(guān)，與P、T條件有關(guān)Nernst分配定律在給定的P、T條件下，微量元素j在2相間達(dá)到平衡時(shí)，其在2相的濃度比不隨組分含量改變，為一個(gè)常數(shù)KD(P，T)。16.微量元素分配型式的蛛網(wǎng)圖及其應(yīng)用解釋答：蛛網(wǎng)圖 為了考察更多的微量元素在不同火成巖或巖石系列中的分布趨勢(shì)，并能與球粒隕石、原始地?；蜓笾屑剐鋷r（MORB）這些可能的巖漿源相對(duì)比，以揭示其物質(zhì)來源和成因過程，在研究中經(jīng)常在REE分配模式圖的橫坐標(biāo)上再添加其他有指示意義的不相容元素。這種對(duì)稀土元素分配模式圖

55、擴(kuò)充而構(gòu)畫的圖解稱為蛛網(wǎng)圖（陳駿等，2004，P352）。應(yīng)用解釋：常選用球粒隕石（Thompson,1982）或洋中脊玄武巖（MORB）（Pearce,1983）對(duì)樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，作為蛛網(wǎng)圖的縱坐標(biāo)。前者將球粒隕石視為未分異的地球物質(zhì)組成對(duì)地幔部分熔融形成的中、基性熔巖組成變化進(jìn)行對(duì)比研究，有時(shí)也用估算的原始地幔（目前的地幔+地殼）或地球總體成分作為標(biāo)準(zhǔn)；后者適于玄武巖的分異研究，以及巖漿源可能是MORB的中基性熔巖及地殼巖石成因。在橫坐標(biāo)上，有關(guān)元素按其不相容性程度降低的次序從左到右依次排列。在取球粒隕石、原始地?；虻厍蚩傮w成分為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以地幔低度部分熔融時(shí)的元素不相容性排列；取M

56、ORB成分為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則按照元素在石榴子石二輝橄欖巖與熔體平衡時(shí)的總體分配系數(shù)衡量其不相容性排列。蛛網(wǎng)圖也可以應(yīng)用于其他地質(zhì)作用的地球化學(xué)研究，如沉積作用。并可用其他參數(shù)作為縱坐標(biāo)以對(duì)比多元素的各種地球化學(xué)性質(zhì)。有時(shí)在缺少若干元素?cái)?shù)據(jù)的情況下，也可以減少橫坐標(biāo)上元素的種類。但在讀圖、對(duì)比和解釋時(shí)要注意因有關(guān)元素?cái)?shù)據(jù)缺失而造成的曲線異常。17.巖漿過程的微量元素定量模型及AFC過程答：（1）部分熔融過程地球的圈層分異，地殼的生長(zhǎng)和演變，在物質(zhì)上，主要是通過巖漿作用來實(shí)現(xiàn)的。巖漿發(fā)生的唯一方式，是先存巖石的部分熔融。如果熔體一直在熔融區(qū)滯留，產(chǎn)生的全部熔體就會(huì)作為一個(gè)整體，與殘留相保持某種程度的平衡

57、，從而接近平衡部分熔融過程；如果熔體一產(chǎn)生就很快離開熔融區(qū)，而移至別處匯聚，那么，在熔融區(qū)，與殘留相平衡共存的熔體始終只是剛剛產(chǎn)生那一小部分。這樣的過程，稱為分離部分熔融過程?，F(xiàn)在的上地幔接近分離部分熔融的殘留相；如果隨著部分熔融的發(fā)展，產(chǎn)生熔體的量，每達(dá)到一定程度，就離開熔融區(qū)，而移至別處匯聚。這樣的過程，稱為批式部分熔融過程(batch partial melting)。這樣的過程，接近地質(zhì)實(shí)際。平衡部分熔融過程假設(shè)，產(chǎn)生的全部熔體與殘留相保持平衡考慮源巖中微量元素i的量和巖漿+殘留相中的量相等，可得下列方程：cio = Fcil + (1-F) cis 變換方程：cio = Fcil +

58、 (1-F) cis 用 cil除方程兩邊，得：cio/ cil = F + (1-F) (cis/cil)由于cis/cil 就是元素i的總體分配系數(shù)Di，因此得到：cio/ cil = F + (1-F)Di將方程兩邊上下掉換，得到：cil / cio =1/ F + (1-F)Di=1/ Di + (1- Di)F說明：上述過程的一個(gè)假設(shè)條件是，殘留相中的礦物種類和比例（例如：a，b，c三種礦物）與源巖的礦物種類和比例相同?；蛘哒f，在熔融過程中，源巖的礦物組分等比例地進(jìn)入熔體。如果源巖的礦物組分不是等比例地進(jìn)入熔體，嚴(yán)格說來，部分熔融的微量元素方程應(yīng)該是：cil / cio =1/ Di

59、 + (1- Pi)F這里，Di是微量元素i在源巖與熔體間的分配系數(shù), Pi是微量元素i在殘留相與熔體間的分配系數(shù)平衡部分熔融過程微量元素的變化規(guī)律對(duì)平衡部分熔融過程中，微量元素的變化情況作如下簡(jiǎn)單的分析：cil / cio =1/ F + (1-F)Di=1/ Di + (1- Di)F如果Di = 1，則： cil/ cio = 1; 如果Di << 1，則： cil/ cio 1/F平衡部分熔融過程微量元素變化的主要特征不相容元素在溶體中富集，分配系數(shù)越小，富集程度越高；部分熔融程度越低，富集程度越高；不相容元素在殘留體中虧損，分配系數(shù)越小，虧損程度越高；相容元素在溶體中的含量低于源巖，分配系數(shù)越大