微量元素地球化學分類

1、關于微量元素的地球化學分類第一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 微量元素的基本地球化學理論及其分類第二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月復習: 微量元素在體系的礦物相中不計入化學計量式的組分;不影響所在體系的物理/化學特性;近似服從稀溶液定律（Henry定律） (ai=Kbi)第三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 微量元素的基本地球化學理論及其分類 2.1 微量元素地球化學的基本理論2.2 微量元素的地球化學分類2.3 稀土元素2.4 大離子親石元素vs高場強元素第四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 微量元素地球化學的基本理論Geochemi

2、cal reservoir/地球化學儲庫Partition coefficient/分配系數(shù)Incompatible element/不相容元素Compatible element/相容元素第五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Geochemical reservoir地球化學儲庫For example:CoreBulk silicate earth/硅酸巖地球Depleted mantle/虧損地幔Bulk continental crust (CC)/大陸總地殼Oceanic crust/大洋殼Middle ocean ridge basalt (MORB)/洋中脊玄武巖Islan

3、d arc basalt (IAB)/島弧玄武巖Hotspot basalt/熱點玄武巖第六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月地球化學儲庫的形成 ii第七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月地球化學演化過程的實質是元素在不同地球化學儲庫形成過程中的各共存相（液相-固相、固相-固相）（或者）之間的分配過程.一切自然過程均趨向于局部平衡，元素在平衡條件下，在各共存相之間的分配取決于元素及礦物的晶體化學性質和物理化學條件。第八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月元素在不同地球化學儲庫形成過程中具有什么樣的地球化學行為？控制不同元素地球化學行為差異的因素是什么？微量元素地球化學的基

4、本理論第九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月地球化學親和性 Geochemical Affinity 按照Goldschmidt法則, 根據(jù)元素在共存的硅酸鹽流體相、硫化物流體相、金屬流體相和氣相之間的分配特征，將元素進行分類。硫化物流體金屬流體氣相親鐵元素親銅/硫元素親石元素親氣元素H, He, N, Noble gasesAlkalis, Alkaline Earths, Halogens, B, O, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Y, Zr, Nb, Lanthanides, Hf, Ta, Th, UCu, Zn, Ga, Ag, Cd, In, Hg

5、, Tl, As, S, Sb, Se, Pb, Bi, TeFe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Mo, Re, Au, C, P, Ge, Sn Melting a chondrite gives 3 immiscible liquids plus vapor:硅酸鹽流體Why？第十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Geochemical Affinity and Electronic ChemistryWhat makes an element siderophile or lithophile? Notably, the Goldschmidt

6、 categories are well-grouped in the periodic table of the elements:第十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子，轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫第一電離能 。電負性：各元素的原子吸引電子的能力的一種相對標度。元素的原子吸引電子的能力愈大，其電負性愈大，非金屬性則愈強。電負性的計算方法有多種，不同的方法電負性數(shù)值不同。代表性的有3種：L.C.鮑林：根據(jù)熱化學數(shù)據(jù)和分子的鍵能，設定氟的電負性為3.98，據(jù)此計算其他元素的相對電負性；R.S.密立根：由電離勢和電子親合能計算絕對電負

7、性；A.L.阿萊：建立在核和成鍵原子的電子靜電作用基礎上的電負性。利用電負性值時，必須是同一套數(shù)值進行比較。第十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Systematics of the Periodic Table: IP and electronegativityFirst Ionization Potential (eV)Pauling Electronegativity第十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月微量元素分配規(guī)律的定性描述Goldschmist 類質同像法則(從離子電價、半徑角度考慮，適用于 離子鍵化合物)若兩種離子半徑不同、電價相同，則半徑較小的離子優(yōu)先進入

8、礦物晶格，即較小離子半徑元素集中于較早期的礦物中，而較大離子半徑的元素集中于較晚期礦物中。 若兩種離子半徑相似、電價不同，則較高價離子優(yōu)先進入較早結晶的礦物晶體，集中于 較早期的礦物中，稱“捕獲”；較低價離子集中于較晚期的礦物中，稱為被“容許”。 隱蔽法則：兩個離子半徑相近、電價相同，則它們將按豐度的比例，決定它們 的行為，豐度高的主量元素形成獨立礦物，豐度低的微量元素進入礦物晶格，為主量元素所 “隱蔽”；Ringwood 法則： 對于電價和離子半徑相似的二個陽離子，電負性較低者將優(yōu)先被結合， 因為它們形成一種較強的離子鍵成分較多的化學鍵，該電負性法則更適用于非離子鍵性化合 物。第十四張，PP

9、T共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Goldschmist類質同像法則、Ringwood電負性法則都是對微量元素分配規(guī)律的定性描述，而不能定量。近二十年來，地球化學應用“伯塞洛能斯特”分配定律來定量地處理微量元素在共存相中的分配問題，并取得了巨大進展。第十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月元素的分配特點常量元素能形成獨立礦物相，其分配受相律的控制，遵循化學計量法則。微量元素在自然體系中濃度極低，其分配不受相律和化學計量限制;微量元素的分配近似服從稀溶液定律（Henry定律)。第十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月元素的分配特點常量元素能形成獨立礦物相，其分配受相律的控制，遵循

10、化學計量法則。微量元素在自然體系中濃度極低，其分配不受相律和化學計量限制;微量元素的分配近似服從稀溶液定律（Henry定律)。分配達平衡時微量元素i在各相間的化學勢相等，其活度（ai）正比于其摩爾濃度 (bi)，即ai=Kbi第十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月iiB. Partial meltingA. Coexisting phasesiiabab微量元素分餾(離)作用一種元素的離子在共存的（平衡或不平衡）兩相之間的不平等分布。第十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Partition coefficient分配系數(shù)第十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月能斯特

11、定律(描述微量元素在平衡共存兩相之間的分配關系)當一種礦物（相）與一種溶液（相）處于化學交換平衡時（P,T），微量元素i 在兩相之間的化學勢相等，即標準化學勢 熱力學活度Thermodynamic activity 摩爾氣體常數(shù) 第二十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月摩爾濃度活度系數(shù)第二十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月？Molar partition (Nernst) coefficient第二十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月在給定溫度、壓力和除i外的其它元素含量條件下，Nernst分配系數(shù)是一個常數(shù)第二十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Par

12、tition coefficient分配系數(shù)Beattie et al. (1993)將分配系數(shù)定義為組分i在兩相（和）之間的質量濃度比值: KD = D = CS/CLCS和CL分別是某元素在固相和液相中的濃度。第二十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月如果一個元素a的分配系數(shù)用另一個元素b的分配系數(shù)作歸一化處理（即兩個元素分配系數(shù)的比值），則稱之為交換系數(shù)或交換分配系數(shù)。例如，Ni在橄欖石和熔體之間的分配系數(shù)可用被置換的主量元素Mg的分配系數(shù)作歸一化處理，Sr在斜長石和熔體之間的分配系數(shù)可用被置換的主量元素Ca的分配系數(shù)作歸一化處理。盡管交換系數(shù)可減小體系成分對分配系數(shù)的影響，但其

13、應用遠不如分配系數(shù)在地球化學研究中應用的普遍。第二十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月分配系數(shù)的影響因素?？第二十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月分配系數(shù)的影響因素內因、外因不同元素同一元素成分/含量溫度壓力氧逸度微量元素地質溫度計和地質壓力計第二十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月在透輝石-鈉長石-鈣長石體系中1+、2+和3+陽離子在斜長石（An89）和硅酸鹽熔體間分配系數(shù)隨離子半徑和離子價態(tài)的變化，曲線為利用Brice模型給出的計算值(Blundy and Wood, 1994)。在熔體/溶液-固體共存體系：（如，巖石部分熔融或巖漿分離結晶）離子電價與被置換

14、元素的離子半徑相差大的優(yōu)先進入溶液/熔體離子半徑；第二十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月體系總成分的影響在1400oC、1個大氣壓下，Nb在金紅石和熔體之間的分配系數(shù)對K*的依賴性以及與Nb含量之間的關系。K* = K2O/(K2O + Al2O3)摩爾數(shù)之比Horng W.S. and Hess P.S., CMP, (2000) 138: 176-185第二十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月溫度因素Seitz et al.(1999), GCA, 63: 39673982,橄欖巖中過渡元素在cpx和opx之間的分配系數(shù)隨溫度的變化K = Dcpx/Dopx= Ccp

15、x/Copx第三十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Trace element distribution coefficients between zircon and garnet. a) Own data for different temperatures. 1 sigma errors for Gd, Y, Er, Yb and Lu are reported in grey beside the symbols. b) Own experimental data compared to literature data for different rock types. Sou

16、rces: tw = this work; Rub&Her = Monviso HP vein of Rubatto and Hermann (2003); Her&Rub = Malenco granulite of Hermann and Rubatto (2003); Rub = Reynolds granulite of Rubatto (2002); Bui et al. = Limpopo granulite of Buick et al. (2006); Rub et al. = Stafford granulite of Rubatto et al. (2006); Whi&P

17、lat = Betic granulite of Whitehouse and Platt (2003); Hok&Har = UHT rock of Hokada and Harley (2004); Kel et al. = UHT rock of Kelly and Harley (2005).Rubatto and Hermann, 2007, CG第三十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Zong et al., 2010, CG第三十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月壓力對分配系數(shù)的影響在1000-1050C、0.5-2.0GPa條件下，Ti、Sr、Ho和Lu在韭

18、閃石和碧玄巖熔體之間的分配系數(shù)隨著壓力的變化情況(Adam and Green, 1994) 第三十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月壓力因素第三十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 微量元素地質溫度計和地質壓力計 (Trace Element Geothermometers and Geobarometers) 石榴石（YAG）- 磷釔礦中的Y溫度計(Pyle and Spear，2000 ) 獨居石 - 磷釔礦溫度計 (Andrehs and Heinrich，1998 )石榴石中的Ni溫度計 (Canil，1999)石

19、榴石中的REE壓力計 (Bea et al., 1997)單斜輝石中Cr含量壓力計(Nimis and Taylor, 2000 )！適用范圍和條件第三十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氧逸度的影響微量元素氧逸度計(Lee et al., 2003, GCA, 67:3045-3064)第三十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月分配系數(shù)的測定：直接測定法、實驗測定法和理論計算法受實驗和測試技術制約，最早的分配系數(shù)是通過直接測試天然火山巖樣品中斑晶和基質中的微量元素含量計算而來。斑晶礦物代表熔體結晶形成的固相，基質代表與之平衡的熔體相。利用天然樣品直接測定分配系數(shù)主要存在以下

20、問題：(1) 假設巖石代表了淬火平衡，但這是不確切的；(2) 淬火溫度未知，不能區(qū)分溫度和總成分影響；(3) 難以保證所挑選的單礦物純凈；(4) 礦物晶體生長過程中產(chǎn)生的成分環(huán)帶會引起不均一和不平衡問題。第三十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗測定法是利用化學試劑配成與天然巖石化學成分相當?shù)幕旌衔锘蛘咧苯硬捎锰烊晃镔|（如拉斑玄武巖）作為初始物質，采用高溫、高壓實驗設備使礦物和熔體（或者不同礦物）之間的元素分配達到平衡，淬火冷卻后測定兩相中的濃度來計算分配系數(shù)。在采用天然巖石作為初始實驗物質時，為了提高測試精密度，通常會通過人為添加的方式提高特定微量元素的含量。近年來，微區(qū)原位分析

21、技術和高溫、高壓實驗技術的發(fā)展大大促進了分配系數(shù)的測定。第三十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Lee et al., 2007, GCA確定微量元素分配系數(shù)的理論計算法就是利用Blundy & Wood (1994) 基于Brice理論給出的微量元素i在礦物和熔體之間平衡分配時的分配系數(shù)表達式進行估算。第四十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月分配系數(shù)在實際研究中的應用第四十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Figure 9-1a. Ni Harker Diagram for Crater Lake. From data compiled by Rick Conre

22、y. From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.在火成巖研究中的應用利用一套巖石研究部分熔融作用、分餾（離）結晶作用、同化混染作用等。在這些作用進行過程中微量元素比常量元素變化更敏感，因此變化幅度更大。第四十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月應用實例第四十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月MORB標準化元素分布圖（蛛網(wǎng)圖/ Spider diagrams ）上：島弧玄武巖的HFSE和LILE之間出現(xiàn)解耦現(xiàn)象。為什么？第四十四張，PPT共九十一頁

23、，創(chuàng)作于2022年6月在變質巖研究中的應用第四十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 微量元素的地球化學分類不相容/相容元素（基于總分配系數(shù)）大離子親石元素高場強元素稀土元素輕稀土元素中稀土元素重稀土元素過渡元素第四十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月OlivineOpxCpxGarnetPlagAmphMagnetiteRb0.0100.0220.0310.0420.0710.29 Sr0.0140.0400.0600.0121.8300.46 Ba0.0100.0130.0260.0230.230.42 Ni1457

24、0.9550.016.829Cr0.7010341.3450.012.007.4La0.0070.030.0560.0010.1480.5442Ce0.0060.020.0920.0070.0820.8432Nd0.0060.030.2300.0260.0551.3402Sm0.0070.050.4450.1020.0391.8041Eu0.0070.050.4740.243 0.1/1.5*1.5571Dy0.0130.150.5821.9400.0232.0241Er0.0260.230.5834.7000.0201.7401.5Yb0.0490.340.5426.1670.0231.64

25、21.4Lu0.0450.420.5066.9500.0191.563Data from Rollinson (1993).* Eu3+/Eu2+Italics are estimatedRare Earth ElementsPartition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used TraceElements in Basaltic and Andesitic Rocks第四十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月熔體-多種固相共存的體系中，微量元素的變化受總分配系數(shù)控制。AB12第四十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月n為固相

26、（部分熔融過程中的殘余相，或者巖漿結晶過程中的結晶相）中含元素i的礦物種數(shù)，wj為固相礦物組合中第j種礦物的重量百分數(shù)，KDi為元素i在第j種礦物和熔體之間的分配系數(shù)。按照總分配系數(shù)的大小，通?？梢詫⑽⒘吭胤譃閮纱箢悺1的元素稱為相容元素，在早期結晶的固相礦物組合中相對富集（如Ni等）。一個元素的值越大，稱之為相容性越強，否則不相容性越強。 第五十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月理想的石榴石二輝橄欖巖 = 60% ol + 25% opx + 10% cpx + 5% grt （重量百分數(shù)）DEr = (0.6 0.026) + (0.25 0.23) + (0.10 0.583

27、) + (0.05 4.7) = 0.366OlivineOpxCpxGarnetPlagAmphMagnetiteRb0.0100.0220.0310.0420.0710.29 Sr0.0140.0400.0600.0121.8300.46 Ba0.0100.0130.0260.0230.230.42 Ni14570.9550.016.829Cr0.7010341.3450.012.007.4La0.0070.030.0560.0010.1480.5442Ce0.0060.020.0920.0070.0820.8432Nd0.0060.030.2300.0260.0551.3402Sm0.0

28、070.050.4450.1020.0391.8041Eu0.0070.050.4740.243 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+Italics are estimatedRare Earth Elements第五十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月不相容

29、/相容元素Incompatible/Compatible不相容元素：在熔體中富集的元素，即：KD or D 1 捕獲/capture如果D=1 隱蔽/camouflage (相似的離子半徑和電荷，二者將廣泛替代，替代程度取決于離子濃度、溫度及鍵態(tài)的相容性等)第五十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Incompatible elements不相容元素不相容元素分類：基于元素離子半徑和離子電荷第五十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月不相容元素Incompatible elements小離子半徑、高電荷的HFSE (High Field Strength Elements) (Z

30、r4+, Hf4+, Ti4+, Nb5+, Ta5+).半徑稍大、電荷稍低的元素 (REEs 3+, Th4+), U4+, Pb4+).大離子半徑、低電荷的LILE (Large Ion Lithophile Elements) (K1+, Rb1+, Cs1+, Ba2+, Sr2+).離子半徑10-1nmNb5+0.48-0.74Ta5+0.64-0.74Zr4+0.59-0.89Hf4+0.58-0.83Ti4+0.42-0.74P4+0.17-0.38U4+0.89-1.17U5+0.76-0.84U6+0.45-0.86Th4+0.94-1.21Pb2+0.98-1.45Pb4+

31、0.65-0.94LILEHFSE第五十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Compatible elements相容元素半徑較小，電荷較低的第一過渡族元素 (Cr, Ni, Sc, V, Co)，一般進入特殊的基性礦物（如Ni在ol中，Cr在磁鐵礦、cpx中）半徑較小、電荷較低的某些容易結合進入一些礦物的“不相容元素” ，如：石榴石中的HREE, Y斜長石中的Sr2+, Eu2+鉀長石中的Ba2+特例第五十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Tectonic Setting from distinctive trace element patterns Multi-Eleme

32、nt Diagrams 第五十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月中國東部大陸地殼(Gao et al., 1998a)和N-MORB (Hofmann, 1988) 平均成分及元素相容性排序?？v坐標為原始地幔(McDonough and Sun, 1995)歸一化值 第五十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Problems不相容元素在流體/熔體中富集；在一定的分餾結晶（或熔融）階段，不相容元素含量反映流體/熔體的分數(shù)。對于火山巖，A和B哪一個反映分餾結晶作用程度增加的方向，哪一個反映部分熔融作用程度增加的方向？AB？第五十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月高場強元

33、素HFSE的特征具有高度不相容性；在簡單的水流體中具有很低的活動性。一塊受到嚴重風化作用的玄武巖，其中的Cs、Sr、Zr、Hf、Nb、Ta在剖面A-B上的含量變化特征如何？AB第五十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月利用微量元素確定古構造環(huán)境Useful for rocks in mobile belts that are no longer recognizably in their original settingCan trace elements be discriminators of igneous environment?Approach is empirical on

34、 modern occurrencesConcentrate on elements that are immobile during low/medium grade metamorphism第六十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(a) after Pearce and Cann (1973), Earth Planet, Sci. Lett., 19, 290-300. (b) after Pearce (1982) in Thorpe (ed.), Andesites: Orogenic andesites and related rocks. Wiley. Chicheste

35、r. pp. 525-548, Coish et al. (1986), Amer. J. Sci., 286, 1-28. (c) after Mullen (1983), Earth Planet. Sci. Lett., 62, 53-62. 第六十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3. 稀土元素地球化學稀土元素的主要地球化學性質 稀土元素在自然界的分餾稀土元素在地殼中的分配第六十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月The Rare Earth Elements (REE)第六十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月REE的四個優(yōu)點決定了REE在微量元素地球化

36、學研究中的重要地位REE是性質極其相似的元素組，在地質、地球化學作用過程中作為一個整體而活動(Eu、Ce除外)；REE的分餾作用能靈敏地反映地質、地球化學過程；除熔融和變質分異作用外，其它地質作用對REE整體組成的影響通常非常有限；REE在地殼巖石中的分布非常廣泛。第六十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月稀土元素的主要地球化學性質 Rare Earth Element (REE)REE的組成分組(Y)兩分法：輕稀土元素（LREE）：La-Eu 重稀土元素（HREE）：Gd-Lu （Gd以后4f電子自旋方向相反）三分法：輕稀土元素（LREE）：La-Nd 中稀土元素（MREE）：Sm-

37、Ho 重稀土元素（HREE）：Er-Lu第六十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月REE的親和性及鍵、價態(tài)REE在任何地質體中都傾向于成組出現(xiàn)，他們具有親石性（親氧性），屬于高度不相容元素。但在一些副礦物（如鋯石、磷灰石等）中會發(fā)生富集。REE是強的正電性元素，在結合性質上以離子鍵性質為主，只含有極少的共價成分。REE最外層的電子構型相同，易失去6s亞層上的兩個電子，然后丟失1個5d(或4f)電子(5d或4f電子在能量上接近6s電子)。因此，REE大都呈+3價，但Ce和Eu有變價。第六十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月91500Zong et al., 2007第六十七張，

38、PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月變價的Ce和EuEu2+與Ca2+晶體化學性質相似，容易取代Ca2+，使Eu2+脫離REE3+整體，而單獨活動。因此，在巖漿結晶早期的結晶斜長石中含較高的Eu2+，而出現(xiàn)“正Eu異常”,對應殘余熔體則表現(xiàn)出“負Eu異?！?。Eu = Eu/Eu*Eu*=EuN/(SmN+GdN)/2)正Eu異常: Eu 1負Eu異常: Eu 1第六十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月變價的Ce和Eu在氧化條件下Ce可呈Ce4+，導致Ce4+與其他REE3+發(fā)生地球化學分離，而產(chǎn)生Ce異常。Ce異常用Ce表示，是用來表征樣品中Ce相對于其他REE分離程度的參數(shù)，其計

39、算公式如下：Ce = 2CeN/(LaN+PrN)在風化過程中，Ce4+在弱酸性條件下極易發(fā)生水解而滯留原地，使淋濾出的溶液中貧Ce，形成Ce負異常。由于Ce3+向Ce4+的氧化作用，海水中Ce的顆粒態(tài)組分（31%）遠遠高于其他REE3+（5%）(Alibo and Nozaki, 1999)。因此，海水具有更強的Ce負異常，一些海洋沉積物（如大洋錳結核）則具有Ce正異常。 第六十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月REE離子半徑REE (3+)的離子半徑. Pm 沒有半衰期大于5年的同位素。Eu2+Ce4+第七十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月不同礦物中REE分配系數(shù)玄武巖

40、體系中礦物熔體間REE的分配系數(shù)(McKenzie and ONions, 1991)。各種礦物在流紋巖/英安巖體系中的分配系數(shù)(Bacon and Druitt, 1988; Irving and Frey, 1978; Nash and Crecraft, 1985) 第七十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月REE的分配系數(shù)/相容性OlivineOpxCpxGarnetPlagAmphMagnetiteRb0.0100.0220.0310.0420.0710.29 Sr0.0140.0400.0600.0121.8300.46 Ba0.0100.0130.0260.0230.23

41、0.42 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*1.5571Dy0.0130.150.5821.9400.0232.0241Er0.0260.230.5834.7000.0201.7401.5Yb0.0490.340.5426.1

42、670.0231.6421.4Lu0.0450.420.5066.9500.0191.563Data from Rollinson (1993).* Eu3+/Eu2+Italics are estimatedRare Earth Elements第七十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月從REE在不同礦物和熔體間分配系數(shù)的變化可以發(fā)現(xiàn)：(1) 不同礦物分餾REE的能力顯著不同。REE在不同礦物/熔體間的分配系數(shù)可以相差一個數(shù)量級或更大。對于某些礦物（如石榴石），HREE和LREE的分配系數(shù)也可以相差一個數(shù)量級或更大；(2) 對于不同體系REE在礦物/熔體之間的分配系數(shù)值，富硅體系一般

43、高于基性體系；(3) 雖然REE在同一種礦物/熔體之間的分配系數(shù)隨溫度、壓力等因素有很大的變化范圍，但REE分配系數(shù)的總體模式變化不大；(4) REE在一些副礦物中的分配系數(shù)很大，并能造成REE彼此間強烈分餾。有些副礦物優(yōu)先富集LREE(如褐簾石)，有些副礦物優(yōu)先富集HREE(如鋯石)，有些副礦物優(yōu)先富集MREE(如磷灰石)；(5) 斜長石和鉀長石的結晶分離或斜長石在熔融殘余體中的存在會使與之平衡的熔體中出現(xiàn)Eu負異常；而石榴子石、磷灰石、單斜輝石等的存在則可能會使與之平衡的熔體出現(xiàn)Eu正異常。第七十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 稀土元素在自然界的分餾第七十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月La Ce P