第六章微量元素地球化學(xué)(2012)

1、 第六章第六章 微量元素地球化學(xué)微量元素地球化學(xué)巖漿巖中主要造巖礦物和副礦物的分子式巖漿巖中主要造巖礦物和副礦物的分子式Q/Qtz石 英 QuartzSiO2Kf 鉀長(zhǎng)石 OrthoclaseKAlSi3O8Ab鈉長(zhǎng)石 AlbiteNaAlSi3O8An鈣長(zhǎng)石 AnorthiteCaAl2Si2O8Ne霞 石 Nepheline NaAlSiO4Bi黑云母 BiotiteK2Fe6Si6Al2O20(OH)2Hb/Amp角閃石 Hornblende(Ca,Na)23(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)5(Al,Si)4O112(OH)2Cpx單斜輝石 ClinopyroxeneCaMgSi2O6

2、Opx斜方輝石Orthopyroxene (Mg,Fe)2Si2O6Ol橄欖石 Olivine(Mg,Fe)2SiO4Mt磁鐵礦 MagnetiteFe3O4Ilm鈦鐵礦 IlmaniteFeTiO3Ap磷灰石 ApatiteCa5PO43(F,Cl,OH)Sph/Ti榍 石 TitaniteCaTiSiO4(O,OH,Cl,F)Sp尖晶石 SpinelMgAl2O4Grt石榴石 Garnet(Fe,Mg,Ca)3Al2Si3O12Zr鋯 石 Zircon ZrSiO41 微量元素地球化學(xué)的一些基本理論問(wèn)題2 巖漿過(guò)程的微量元素定量模型3 稀土元素地球化學(xué) 第六章第六章 微量元素地球化學(xué)微量元

3、素地球化學(xué)v Gast（1968）不作為體系中任何相的組分存在的元素）不作為體系中任何相的組分存在的元素v 伯恩斯（晶體場(chǎng)理論的礦物學(xué)應(yīng)用）只要某元素在體伯恩斯（晶體場(chǎng)理論的礦物學(xué)應(yīng)用）只要某元素在體系中的含量低到可以用稀溶液定律來(lái)描述其行為，即系中的含量低到可以用稀溶液定律來(lái)描述其行為，即可稱微量元素可稱微量元素1 微量元素地球化學(xué)的一些基本理論問(wèn)題微量元素地球化學(xué)的一些基本理論問(wèn)題一、微量元素的概念一、微量元素的概念 微量元素的概念是相對(duì)的微量元素的概念是相對(duì)的 K：花崗巖中常量元素，超基性巖中微量元素：花崗巖中常量元素，超基性巖中微量元素 Ni：地殼巖石中微量元素，隕石中常量元素：地殼巖

4、石中微量元素，隕石中常量元素 Li，B：偉晶巖中常量元素：偉晶巖中常量元素 對(duì)于地殼，對(duì)于地殼，O，Si，Al，F(xiàn)e，Mg，Ca，Na，K，Ti常量常量元素，其他是微量元素元素，其他是微量元素 獨(dú)立礦物獨(dú)立礦物 U、Hf ZrSiO4類質(zhì)同像替代類質(zhì)同像替代 ! Sr、Eu Ca Pb、Ba KMgNi晶格缺陷晶格缺陷吸附吸附v Goldschmidt分類分類三、三、 微量元素分類微量元素分類地球的組分分異，由元素的地球的組分分異，由元素的性質(zhì)決定。性質(zhì)決定。元素在周期表中的位置：元素在周期表中的位置：親鐵元素親鐵元素: : 地核地核親石元素親石元素: : 地幔與地殼地幔與地殼親氣元素親氣元素

5、: : 大氣圈和水圈大氣圈和水圈v 常用分類常用分類 主元素（主元素（major elements） 過(guò)渡過(guò)渡(族族)元素（元素（transition elements） 稀土元素稀土元素(REE) 鉑族元素鉑族元素(PGE) 惰性氣體元素惰性氣體元素(Noble gas) 高場(chǎng)強(qiáng)元素高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFS) 離子半徑小，電價(jià)高 Zr、Hf、Nb、Ta、Ti 大離子親石元素大離子親石元素(LIL) 離子半徑大，電價(jià)低 K、Rb、Sr、Ba、Pb 不相容元素不相容元素(uncompatible)： K或D1，傾向于富集在熔體相 相容元素相容元素(compatible) ： K或D 1，傾向于富集在結(jié)

6、晶相 Ni、Cr、Co1 2 3 4 5 6電價(jià)離子半徑離子半徑10-10m1.00.21.80.61.4兩個(gè)離子，如果他們具有相同的兩個(gè)離子，如果他們具有相同的價(jià)價(jià)和和，則易于交，則易于交換，并以與他們?cè)谡麄€(gè)體系中相同的比例進(jìn)入固熔體換，并以與他們?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，和與各自與各自電價(jià)電價(jià)和和離子半徑離子半徑相近的常量元素（主元素）一起進(jìn)入相近的常量元素（主元素）一起進(jìn)入固體相。例如：固體相。例如：Sr、Eu CaRb、Pb、Ba KNi Mg四、支配微量元素地球化學(xué)行為的主要定

7、律四、支配微量元素地球化學(xué)行為的主要定律類質(zhì)同象（類質(zhì)同象（GoldschmidtGoldschmidt定律）定律） 揭示結(jié)晶過(guò)程中微量元素的行為揭示結(jié)晶過(guò)程中微量元素的行為Fo20406080Fa13001500170018901205T oC 1900鎂橄欖石 wt%兩個(gè)離子，如果他們具有相同的兩個(gè)離子，如果他們具有相同的價(jià)，價(jià)，和相似的和相似的，則較小的離子傾向于進(jìn)入固體相則較小的離子傾向于進(jìn)入固體相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Nb, TaZr, Hf兩個(gè)離子，如果他們具有相似的兩個(gè)離子，如果他們具有相似的價(jià)價(jià)不同，不同

8、，那么，那么，電價(jià)電價(jià)高的離子傾向于進(jìn)入固體相高的離子傾向于進(jìn)入固體相如，相對(duì)于如，相對(duì)于Fe2+、Mg2+，Cr3+、Ti4+總是傾向于進(jìn)入固體相總是傾向于進(jìn)入固體相化學(xué)勢(shì)化學(xué)勢(shì)能斯特分配定律能斯特分配定律研究共存相中微量元素的分配研究共存相中微量元素的分配固熔體：固熔體：一般采用研究溶液體系發(fā)展出來(lái)的理論模一般采用研究溶液體系發(fā)展出來(lái)的理論模型來(lái)處理固體型來(lái)處理固體 微量元素在不同相內(nèi)的存在猶如溶質(zhì)溶于溶劑之中。由于微量元素的含量很低，則對(duì)于微量元素而言，可以把這種溶液看作稀溶液。 亨利定律亨利定律aa 元素j在相有a 元素j在相有a 達(dá)到兩相平衡 則有： aa得到： aaaaaKD(P，

9、T)RT = xj / xj v 能斯特能斯特(Nernst)(Nernst)分配定律分配定律例如，假設(shè)：體系中 C(Ni) = 20 ppm 橄欖石中C(Ni) 100 ppm 斜長(zhǎng)石中C(Ni) 1 ppm 熔體中C(Ni) 10 ppm 如果：體系中C(Ni) 40 ppm，則： 橄欖石中C(Ni) 200 ppm 斜長(zhǎng)石中C(Ni) 2 ppm 熔體中C(Ni) 20 ppm分配系數(shù)分配系數(shù)i 用C而不用X來(lái)代表組分i在固相s和液相l(xiāng)中的濃度。因?yàn)閷?duì)于熱力學(xué)的目的，mol比值方便；而對(duì)于地球化學(xué)，重量比值更簡(jiǎn)便DDii Di = ii 分配系數(shù)可以淺略理解成在晶體/溶體的體系中，元素進(jìn)

10、入晶體的能力不相容元素：不相容元素： K或D1，其特點(diǎn)是在巖漿過(guò)程中傾向于富集在熔體相中。相容元素：相容元素： K或D 1，其特點(diǎn)是在巖漿過(guò)程中其特點(diǎn)是在巖漿過(guò)程中傾向于富集在結(jié)晶相v 不相容元素可以分為不相容元素可以分為2組組高場(chǎng)強(qiáng)高場(chǎng)強(qiáng)元素元素(HFSE)，有：，有：REE, Th, U, Ce, Pb4+, Zr, Hf, Ti, Nb, Ta等等大離子親石大離子親石元素元素(LILE)，有：，有：K, Rb, Cs, Ba, Pb2+, Sr, Eu2+等。等。LILE活動(dòng)性更強(qiáng)，特別是有流體參與的系統(tǒng)活動(dòng)性更強(qiáng)，特別是有流體參與的系統(tǒng)Table 9-1. Partition Coef

11、ficients (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 Ni14570.9550.016.829Cr0.7010341.3450.012.007.4La0.0070.030.0560.0010.1480.5442Ce0.0

12、060.020.0920.0070.0820.8432Nd0.0060.030.2300.0260.0551.3402Sm0.0070.050.4450.1020.0391.8041Eu0.0070.050.4740.243 0.1/1.5*1.5571Dy0.0130.150.5821.9400.0232.0241Er0.0260.230.5834.7000.0201.7401.5Yb0.0490.340.5426.1670.0231.6421.4Lu0.0450.420.5066.9500.0191.563Data from Rollinson (1993).* Eu3+/Eu2+Ital

13、ics are estimatedRare Earth Elements微量元素的相容或不相容，取決于所涉及的體系，取決于微量元素的相容或不相容，取決于所涉及的體系，取決于礦物與熔體的類型。礦物與熔體的類型。 看看下面這些微量元素，哪些相容元素，哪些不相容元素i單斜輝石/玄武質(zhì)巖漿之間的KREE單斜輝石/玄武質(zhì)巖漿各類巖漿中，角閃石REE的分配系數(shù)LnDHo輝石斜長(zhǎng)石/玄武質(zhì)巖漿間的KEuKEu斜長(zhǎng)石/玄武質(zhì)巖漿 分配系數(shù)的測(cè)定：以巖漿作用過(guò)程中微量元素在結(jié)晶相（固相）和熔體相（液相）中的分配系數(shù)測(cè)定 為例，目前有兩種測(cè)定方法： 直接測(cè)定法：直接測(cè)定地質(zhì)體中兩平衡共存相如火山巖中的斑晶和基質(zhì)中

14、的微量元 素濃度，再按分配定律進(jìn)行計(jì)算。斑晶代表熔體結(jié)晶過(guò)程中形成的礦 物，基質(zhì)代表熔體相。 實(shí)驗(yàn)測(cè)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)，實(shí)驗(yàn)使一種礦物與 之達(dá)到微量元素的分配平衡，然后測(cè)定元素在兩相中的濃度，計(jì)算得 到分配系數(shù)。1、定量了解共生礦物相中微量元素的分配行為傳統(tǒng)的元素分配理論只能定性地解釋元素的分配規(guī)律，而難以對(duì)體系中微量元素在具體礦物中的含量以及平衡礦物相中的分配比例提供信息。而應(yīng)用分配系數(shù)，可對(duì)共生的平衡礦物中微量元素的分配特征進(jìn)行定量計(jì)算。2、為研究巖漿、熱液和古水體中元素濃度提供了途徑例如，已知元素Br在NaCl與海水間的分配系數(shù)為0.15，通過(guò)對(duì)剖面蒸發(fā)巖地

15、層或鹽湖沉積物中NaCl所含Br的含量分析，可反演出沉積水體中Br的演化特征及其對(duì)古鹽度演化趨勢(shì)的指示。 一定溫度、壓力下各相處于平衡時(shí)，元素在共存礦物間的分配 系數(shù)為一常數(shù)，可據(jù)此來(lái)檢驗(yàn)自然過(guò)程是否達(dá)到平衡。方法是： 在體系的不同部位(為同時(shí)同成因的產(chǎn)物)采集若干個(gè)同種共存礦物對(duì)樣品； 測(cè)定礦物對(duì)中某微量元素的含量； 計(jì)算分配系數(shù)，若接近某固定值，即則可視成巖、成礦過(guò)程達(dá)到了平衡。3 3、檢驗(yàn)成巖、成礦過(guò)程的平衡性、檢驗(yàn)成巖、成礦過(guò)程的平衡性 如加拿大魁北克變質(zhì)巖地區(qū)，在其不 同區(qū)塊成對(duì)地采集若干組共生的黑云母和角閃石樣品，分析其中V2O3含量，并將其投入到黑云母-角閃石的V2O3（%）含量

16、。圖中，結(jié)果每對(duì)礦物的數(shù)據(jù)點(diǎn)幾乎落在一條直線上，這反映微量元素V在角閃石和黑云母間的分配系數(shù)KD角/黑1.2，為一個(gè)常數(shù)，從而證明了在變質(zhì)過(guò)程中角閃石和黑云母是平衡反應(yīng)的產(chǎn)物。 當(dāng)微量元素在共存各相中分配達(dá)到平衡時(shí)，有l(wèi)nKD =-(H/RT)+B 的函數(shù)關(guān)系，以-（H/R）為斜率，B為截距，即當(dāng)在所討論范圍內(nèi) H（熱焓）可看作為常數(shù)時(shí)，分配系數(shù)（KD）的對(duì)數(shù)與溫度倒數(shù)（1/T）存在線性關(guān)系。 方法是：測(cè)定待研究地質(zhì)體中共生礦物對(duì)中某微量元素的含量，算出該元素在礦物對(duì)的分 配系數(shù)，利用以上關(guān)系式即可計(jì)算出礦物結(jié)晶溫度。4、微量元素分配系數(shù)溫度計(jì)、微量元素分配系數(shù)溫度計(jì)2 巖漿過(guò)程的微量元素定量

17、模型（一）對(duì)部分熔融過(guò)程的理解（一）對(duì)部分熔融過(guò)程的理解 部分熔融過(guò)程很重要。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(guò)巖漿作用來(lái)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。若在整個(gè)部分熔融過(guò)程中，熔體與殘留固體(源區(qū)巖石)間始終保持化學(xué)平衡，直到熔體離開(kāi)源區(qū)。這種熔融作用稱為平衡熔融。o 如果熔體一產(chǎn)生就很快離開(kāi)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(guò)程，稱為?，F(xiàn)在的上地幔接近分離部分熔融的殘留相。o 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(kāi)熔融區(qū)，而移至別處匯聚。這樣的過(guò)程，稱為(batch p

18、artial melting)。這樣的過(guò)程，接近地質(zhì)實(shí)際。（二）（二） 平衡部分熔融過(guò)程的定量模型平衡部分熔融過(guò)程的定量模型o 假設(shè)，產(chǎn)生的全部熔體與殘留相保持平衡源巖源巖殘留相殘留相巖漿巖漿F1-Fo 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：變換方程：除方程兩邊，得： Di因此得到： Di講方程兩邊上下掉換，得到： Di DiDi Di DiDi DiDi（三）平衡部分熔融過(guò)程微量元素的變化規(guī)律（三）平衡部分熔融過(guò)程微量元素的變化規(guī)律 DiDiDi0.010.111010000.20.40.60.810.010.111010000.20.40.60.81 Di0.01

19、FF 0.10.525D = 1020.10.5D = 0.015D = 10v 不相容元素在溶體中富集，不相容元素在溶體中富集，分配系數(shù)越小，富集程度越高；分配系數(shù)越小，富集程度越高；部分熔融程度越低，富集程度越高部分熔融程度越低，富集程度越高v 不相容元素在殘留體中虧損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；分配系數(shù)越小，虧損程度越高；v 相容元素在溶體中的含量低于源巖相容元素在溶體中的含量低于源巖分配系數(shù)越大，虧損程度越高分配系數(shù)越大，虧損程度越高（一）對(duì)分離結(jié)晶過(guò)程的理解（一）對(duì)分離結(jié)晶過(guò)程的理解 結(jié)晶過(guò)程傾向于導(dǎo)致巖漿全部結(jié)晶，即100變成結(jié)晶相；o 礦物結(jié)晶過(guò)程中，礦物

20、表面與殘余巖漿之間可以一直保持平衡；但是，礦物內(nèi)部與殘余巖漿脫離接觸，難以繼續(xù)保持平衡。因此，平衡結(jié)晶過(guò)程很少實(shí)現(xiàn)。實(shí)際的結(jié)晶過(guò)程是一種保持表面平衡的過(guò)程，接近。o 在巖漿結(jié)晶過(guò)程中存在礦物結(jié)晶次序的差別，一些礦物先結(jié)晶，一些礦物后結(jié)晶，如鮑文反應(yīng)序列所示。由于重力等作用，先結(jié)晶的礦物可能發(fā)生堆積，與殘余巖漿分離。這也會(huì)造成。o 巖漿噴出地表之前，結(jié)晶作用已經(jīng)在進(jìn)行，可以形成斑晶o 斑晶礦物的環(huán)帶指示了表面平衡過(guò)程角閃石斑晶角閃石斑晶斜長(zhǎng)石斑晶斜長(zhǎng)石斑晶o 斜長(zhǎng)石先結(jié)晶，輝石晚結(jié)晶斜長(zhǎng)石先結(jié)晶，輝石晚結(jié)晶o 巖漿比重、礦物比重的差別，以及重力、巖漿動(dòng)力等因素造成分離結(jié)晶作用輝石巖方輝橄欖巖純橄

21、欖巖（二）（二） 分離結(jié)晶過(guò)程的定量模型分離結(jié)晶過(guò)程的定量模型o 設(shè)結(jié)晶的礦物與殘余巖漿保持表面平衡，因此，結(jié)晶過(guò)程符合Rayligh分餾定律。分餾定律。殘余巖漿殘余巖漿原始巖漿原始巖漿F瞬時(shí)結(jié)晶相瞬時(shí)結(jié)晶相1-F平均結(jié)晶相平均結(jié)晶相o 微量元素i在殘余巖漿、瞬時(shí)結(jié)晶相，平均結(jié)晶相中的濃度分別記為： 、。 根據(jù)Rayligh分餾定律，得到下列方程：0.010.111010000.20.40.60.81分離結(jié)晶過(guò)程微量元素的變化規(guī)律分離結(jié)晶過(guò)程微量元素的變化規(guī)律0.010.111010000.20.40.60.810.010.111010000.20.40.60.81FFF0.010.10.5D

22、 = 10520.010.10.510520.010.10.51052 分離結(jié)晶作用的早期分離結(jié)晶作用的早期殘余巖漿殘余巖漿瞬時(shí)結(jié)晶相瞬時(shí)結(jié)晶相 平均結(jié)晶相平均結(jié)晶相D D1 1迅速降低迅速降低迅速降低迅速降低，緩慢降低緩慢降低D D1 1略升略升極低極低極低極低 分離結(jié)晶作用的晚期分離結(jié)晶作用的晚期D D1 1幾無(wú)幾無(wú)幾無(wú)幾無(wú)緩降至緩降至1 1D D1 1緩升至緩升至1 1分離結(jié)晶過(guò)程中微量元素變化的主要特征分離結(jié)晶過(guò)程中微量元素變化的主要特征(1) 將微量元素分為將微量元素分為3類，其行為存在明顯差別：類，其行為存在明顯差別：相容元素相容元素 ， D 1 1。NiNi、CrCr、CoCo、

23、PGEPGE（某些情況下，如存在石榴石）（某些情況下，如存在石榴石）分離結(jié)晶過(guò)程中，濃度變化大分離結(jié)晶過(guò)程中，濃度變化大部分熔融過(guò)程中，濃度變化小部分熔融過(guò)程中，濃度變化小超巖漿元素超巖漿元素 (親濕巖漿元素親濕巖漿元素)，高不相容，高不相容，D1 1。ZrZr、HfHf、TaTa、ThTh、LREELREE分離結(jié)晶過(guò)程中，濃度變化小分離結(jié)晶過(guò)程中，濃度變化小部分熔融過(guò)程中，濃度變化大部分熔融過(guò)程中，濃度變化大巖漿元素巖漿元素，中等到弱不相容，中等到弱不相容，D 0.20.20.50.5。HREE是典型是典型兩類過(guò)程中，濃度變化都比較平緩兩類過(guò)程中，濃度變化都比較平緩三、巖漿過(guò)程的鑒別三、巖漿

24、過(guò)程的鑒別(2) 相容元素相容元素 與超巖漿元素與超巖漿元素 的關(guān)系的關(guān)系(3) 分離結(jié)晶和部分熔融過(guò)程中，巖漿分離結(jié)晶和部分熔融過(guò)程中，巖漿元素元素和超巖漿和超巖漿元素元素的關(guān)系的關(guān)系超巖漿元素D1，與0.20.5相比可以不計(jì)；巖漿元素，D0.20.5，與1 相比，可以不計(jì)。， 有：故：變換得到：常數(shù)如果選擇H = La, M = Sm 則有右圖顯示的關(guān)系， 有： DH DMDM DM DM 可以變?yōu)椋?和 DM兩式合并可得：兩邊同乘以 ，得到： DM這一方程實(shí)際上是一個(gè)斜率B 的直線方程： DM如果選擇H = La, M = Sm 則有右圖顯示的關(guān)系3 稀土元素地球化學(xué)三、三、 稀土元素的

25、地球化學(xué)特性稀土元素的地球化學(xué)特性 57La 58Ce 59Pr* 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu 39Y 鑭 鈰 鐠 釹 鉅 釤 銪 釓 鋱 鏑 鈥 鉺 銩 鐿 镥 釔 *鐠具有放射性 Ce 族稀土:LaEu輕稀土(LREE) Y 族稀土:GdY 重稀土(HREE) 輕稀土:LaNd 中稀土:SmHo 重稀土:ErLu+Y 稀土分類（兩分法和三分法） 稀土元素在元素周期表中占一個(gè)格，化學(xué)性質(zhì)基本相似。稀土元素在元素周期表中占一個(gè)格，化學(xué)性質(zhì)基本相似。但是，隨著原子序數(shù)的增加，電子充填次外層但是，隨著原子序

26、數(shù)的增加，電子充填次外層(4f)，其余各層不變。，其余各層不變。RE3+ = 1.14 0.85REE的結(jié)構(gòu)決定，離子一般呈的結(jié)構(gòu)決定，離子一般呈+3價(jià)，但是，價(jià)，但是，Ce4+、Eu2+除外。除外。四、四、 稀土元素?cái)?shù)據(jù)處理稀土元素?cái)?shù)據(jù)處理1 1、 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化2 2、 稀土元素配分模式圖稀土元素配分模式圖 按照稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度特征，可將各類樣品的分布模式分成三類：1.輕稀土富集型2.輕稀土虧損型3.平坦型（或球粒隕石型）典型地殼的稀土元素配分型式典型地殼的稀土元素配分型式 花崗巖 斜長(zhǎng)巖 大洋拉斑玄武巖 海水 錳結(jié)核 Eu Eu Eu Ce Ce 銪虧損型 銪富集型 平坦型鈰虧損

27、型 鈰富集型 （1）稀土元素總量用符號(hào)REEREE表示，代表全部REE元素含量的累加結(jié)果，常以ppm或者106為單位。 由于稀土元素屬不相容元素，故總體上表現(xiàn)為從超基性巖、基性巖、中性巖至酸性巖，從超基性巖、基性巖、中性巖至酸性巖，REEREE值逐值逐漸增高。漸增高。相對(duì)于碳酸巖，沉積巖中細(xì)粒碎屑巖和砂巖REE值較高，應(yīng)主要反映了富集REE的副礦物和粘土礦物選擇性的結(jié)果。因此，對(duì)于變質(zhì)巖和殼源巖漿巖，REE能對(duì)其原巖或源巖的性質(zhì)進(jìn)行定性的指示。3 3、 描述稀土元素組成的相關(guān)參數(shù)描述稀土元素組成的相關(guān)參數(shù)（2）輕-重稀土元素比值 根據(jù)REE的分組，分別對(duì)LREE和HREE兩組稀土元素的含量進(jìn)行

28、累加后相除獲得，可表達(dá)為L(zhǎng)REE/HREELREE/HREE或或Ce/YCe/Y。（3 3）反映稀土元素之間分異程度的比值）反映稀土元素之間分異程度的比值 (La/Yb)(La/Yb)N N、(La/Lu)(La/Lu)N N、(Ce/Yb)(Ce/Yb)N N比值比值 可用于指示REE配分曲線的斜率，即LREE和HREE的相對(duì)分異程度。 (La/Sm)(La/Sm)N N、(Gd/Lu)(Gd/Lu)N N、(Gd/Yb)(Gd/Yb)N N 對(duì)LREE和HREE內(nèi)部發(fā)生分餾的程度進(jìn)行指示。 Sun等(1989)根據(jù)洋中脊玄武巖中(La/Sm)N(La/Sm)N比值，將MORB劃分出三種類型

29、： (La/Sm)N 1：P型，即富集型，即地幔熱柱或異常型，對(duì)應(yīng)的REE配分型式為L(zhǎng)REE富集型； (La/Sm)N 1：T型，即過(guò)渡型； (La/Sm)N 1：N型，即正常型，對(duì)應(yīng)的REE配分型式為L(zhǎng)REE虧損型。（4）Eu、Ce異常Eu 可作為劃分巖石成因類的標(biāo)志：可作為劃分巖石成因類的標(biāo)志：斜長(zhǎng)巖斜長(zhǎng)巖 Eu正異常正異常玄武巖玄武巖 Eu異常不明顯異常不明顯花崗巖花崗巖 Eu 負(fù)異常負(fù)異常CeCe可以區(qū)分不同沉積相類型，海水中存在的可以區(qū)分不同沉積相類型，海水中存在的Ce4+ Ce4+ 容易水容易水解，海水中解，海水中CeCe表現(xiàn)出強(qiáng)虧損。表現(xiàn)出強(qiáng)虧損。1. 1. 地球上，地球上，RE

30、EREE的豐度并不低，也不稀，比許多貴金屬高；的豐度并不低，也不稀，比許多貴金屬高；2. 2. 一般說(shuō)來(lái)，一般說(shuō)來(lái)，REEREE傾向于富集于含傾向于富集于含CaCa的礦物中的礦物中3. 3. 超基性巖超基性巖基性巖基性巖中性巖中性巖中酸性巖中酸性巖酸性巖酸性巖堿性巖堿性巖 在巖石的上述變化序列中，稀土元素總量升高；超基性巖相對(duì)富集在巖石的上述變化序列中，稀土元素總量升高；超基性巖相對(duì)富集HREEHREE，而堿性巖相對(duì)富集，而堿性巖相對(duì)富集LREELREE4. REE4. REE可形成的獨(dú)立礦物主要有：可形成的獨(dú)立礦物主要有： 獨(dú)居石獨(dú)居石 (Ce,La,Nd,Th)PO(Ce,La,Nd,Th)PO4 4 磷釔礦磷釔礦 YPOYPO4 45. LREE5. LREE一般富集在配位數(shù)高的礦物中，如一般富集在配位數(shù)高的礦物中，如PLPL、CpxCpx、KfKf HREE HREE一般富集在配位數(shù)低的礦物中，如一般富集在配位數(shù)低的礦物中，如GrtGrt、ZrZr、OlOl、OpxOpx6. LREE6. LREE一般富集在含一般富集在含CaCa、K K、