第一章补充1微量元素地球化学.ppt

Applied Geochemistry应用地球化学;第一章补充 微量元素地球化学;一、基本概念;二、微量元素在共存相中的分配 ;;分配系数的影响因素：　??? 体系组分—硅酸盐熔体的结构； 体系温度 体系压力 ;分配系数的应用：　??? ▲ 检验成岩、成矿过程的平衡性——一定温度、压力下各相处于平衡时，元素在共存矿物间的分配 系数为一常数，可据此来检验自然过程是否达到平衡。方法是： 　?????? ??? ①在体系的不同部位(为同时同成因的产物)采集若干个同种共存矿物对样品；????????? ???????? ②测定矿物对中某微量元素的含量；?????????????????? ③计算分配系数，若接近某固定值，即则可视成岩、成矿过程达到了平衡。; ▲ 判别岩浆结晶过程中微量元素的地球化学行为—利用瑞利分馏定律，将岩浆结晶中某微量元素 的瞬间浓度相对于该元素的原始浓度比值（XTr熔体/XoTr熔体）作为纵坐标，以反映岩浆 结晶程度的F为横坐标，并赋于KD不同的值， 就可做出反映元素行为的图解：; ▲ 微量元素分配系数温度计 ——当微量元素在共存各相中分配达到平衡时，有的函数关系： lnKD =-(ΔH/RT)+B? 以-（ΔH/R）为斜率，B为截距，即当在所讨论范围内 ΔH（热焓）可看作为常数时，分配系数（KD）的对数与温度倒数（1/T）存在线性关系。 方法是：测定待研究地质体中共生矿物对中某微量元素的含量，算出该元素在矿物对的分配系数，利用以上关系式即可计算出矿物结晶温度。;样品号;三、稀土元素地球化学;稀土元素在周期表中的位置 　; 稀土元素地球化学在微量元素地球化学中占据很重要的地位，这是由稀土元素以下四个优点所决定的：?????? 1.他们是性质极相似的地球化学元素组，在地质、地球化学作用过程中作为一个整体而活动—集体观念强； 2.他们的分馏作用能灵敏地反映地质、地球化学过程的性质—指示功能强；????? ??? 3.稀土元素除受岩浆熔融作用外，其它地质作用基本上不破坏它的整体组成的稳定性—应变能力强；?????? 4.他们在地壳岩石中分布较广—广泛性。;; 57La 58Ce 59Pr* 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu 39Y 镧 铈 镨 钕 钜 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 钇 *镨具有放射性 ? ΣCe 族稀土:La—Eu轻稀土(LREE)?? ΣY 族稀土:Gd—Y 重稀土(HREE) 轻稀土:La—Nd??? 中稀土:Sm—Ho??????? 重稀土:Er—Lu+Y ;??? 3.稀土元素的主要性质???? ★ 稀土元素属新增电子充填在4f亚层的“4f型元素”：4f亚层电子因受5s2和5p6亚层中8个电子的屏蔽，很少参与化学反应，故这15个元素的化学性质相似，在自然界密切共生，成组进入矿物晶格；??? ★ 在化学反应中的电子转移：稀土元素原子易失去6s25d1或6s24f1三个电子，故均呈三价产出；??? ★ Y元素 ：是第5周期过渡元素的起点，次外层d型充填，外电子排布为5s24d1，与稀土元素性质相似，也呈三价阳离子存在；??? ★ 稀土元素中最稳定的三个元素：La（f 0）—代表轻稀土，Eu（f 7）和Lu（f 14）—代表重稀土；???; ★ 稀土元素中的变价元素：Eu、Yb有+2价（Eu2+具稳定的半充满4f7亚层，Yb2+具稳定的全充满4f14亚层），Ce、Tb有+4价（Ce4+具稳定的Xe电子构型，Tb4+具 稳定的半充满4f7亚层）。在自然体系中，确有Eu2+和Ce4+存在，但Yb2+的存在需极还原的条件，一般在地壳条件下不存在，Tb4+尚未发现； Eu3+ +e → Eu2+，Eh0= -0.43v：由于Eu2+与Ca2+晶体化学性质相似，往往可以使Eu2+脱离REE3+整体而单独活动，这样在岩浆早期富Ca2+的环境中，斜长石一般含较高的Eu2+ ，形成斜长石的“正铕异常”； Ce3+→Ce4++e，Eh0=1.61v：在强氧化条件下，Ce4+与REE3+整体脱离，