岩石地球化学-杨学明..doc

第一章 岩石地球化学数据的控制因素和分析方法 第一节 引 言 本书主要讨论岩石地球化学数据及其如何用来获取有关地质过程和成因信息的方法。习惯上，地球化学数据可分四类：主要元素、微量元素、放射性成因同位素和稳定同位素地球化学数据(见表1.1)。我们将以这四类地球化学数据为主线，分别来进行介绍和编写本书的主要章节。每一章将说明如何用特定的地球化学数据来追索一套岩石的成因， 讨论数据的表达方式和评价其优缺点。 表1.1 津巴布韦Belingwe绿岩带科马提岩岩流的全岩地球化学数据(据Nisbet等， 1987) ZV14 ZV85 ZV10 ZV14 ZV85 ZV10 主要元素氧化物(wt%) 微量元素(ppm) SiO2 48.91 45.26 45.26 Ni 470 1110 1460 TiO2 0.45 0.33 0.29 Cr 2080 2770 2330 Al2O3 9.24 6.74 6.07 V 187 140 118 Fe2O3 2.62 2.13 1.68 Y 10 6 6 FeO 8.90 8.66 8.70 Zr 21 16 14 MnO 0.18 0.17 0.17 Rb 3.38 1.24 1.38 MgO 15.32 22.98 26.31 Sr 53.3 32.6 31.2 CaO 9.01 6.94 6.41 Ba 32 12 10 Na2O 1.15 0.88 0.78 Nd 2.62 1.84 2.31 K2O 0.08 0.05 0.04 Sm 0.96 0.68 0.85 P2O5 0.03 0.02 0.02 S 0.04 0.05 0.05 放射性成因同位素比值 H2O+ 3.27 3.41 2.20 (Nd +2.4 +2.4 +2.5 H2O- 0.72 0.57 0.28 87Sr/86Sr 0.7056 0.70511 0.70501 CO2 0.46 0.84 1.04 总计 100.38 99.03 99.20 稳定同位素比值(‰) (18Ο +7.3 +7.0 +6.8 *注明: 主要元素和微量元素Ni， Cr， V， Y， 由XRF测定； FeO由湿化学法测定； H2O和CO2由量重法测定； Rb，Sr，Sm，Nd由IDMS测定。 主要元素(第三章)是指在任何岩石中占绝对多量的元素， 如Si， Ti， Al， Fe， Mn， Mg， Ca，， Na， K和P， 它们的含量用氧化物重量百分数表示(wt%)。主要元素的测定通常只测其阳离子， 并假设有适量的氧与之相匹配。因此，主要元素氧化物的总量大约是100% 。样品的氧化物分析数值的总和可作为其分析方法的可靠性的粗略指标，一般要求误差不能大于(1% 。铁可测定为FeO和Fe2O3， 但有时以总铁表示， 即以FeO(total)或Fe2O3(total)形式表示。 微量元素(第四章)是指含量低于0.1%的那些元素，它们的含量用ppm（百万分之一）表示，或者更为稀少以ppb（十亿表示分之一）。 然而， 大家可能注意到并不是总按照这样约定的， 有时含量高于0.1%(1000ppm)元素也被列为微量元素(表1.1)。从表1.5和图4.1， 我们将会看到微量元素在地球化学中的重要性。 有些元素在一类岩石中呈现为主要元素，而在另一类岩石中则表现为微量元素。例如， K是流纹岩的主要组分， 含量高于4.0 wt%；它是正长石和黑云母的基本结构元素。但是，K在某些玄武岩中的含量极低，不存在含K的单矿物相。在这种情况下， K的地球化学行为表现为微量元素。 挥发份， 如H2O， CO2和S一般包括在主要元素分析数据之中(表1.1)。结合于硅酸盐矿物晶格中的水， 若温度高于110oC就会释放出来， 这种水叫做结晶水， 以H2O+表式。附着于岩石矿物裂隙或缺陷中的水， 在温度低于110oC就会释放出来， 这种水称为吸附水， 以H2O-表示。吸附水不是岩石的主要组份。有时岩石的挥发份以温度为1000oC的烧失量来确定， 以LOI表式(Lechler and Desilets， 1987)。 同位素可分为放射性成因同位素和稳