贵州晴隆锑矿稀土元素特征与成因探讨

对晴隆锑矿含矿层及围岩的稀土元素地球化学特征研究表明,其ΣREE变化较大,但REE配分模式较固定,以明显的负Ce异常、Eu正异常、分配曲线相对平缓为特征。对比该区玄武岩的稀土配分模式图后发现,两者差异较大。结合镜下岩(矿)石的结构和矿物组合特征以及野外实际资料,认为锑等矿质元素是盆地流体通过花鱼井、雷钵硐等NE向的深大断裂运移,由于氧化还原、温度和压力等物理化学条件的改变,沉积赋存于"大厂层"中。     

1kbar、800℃下REE在富磷过铝质熔体/流体相间分配的实验研究

利用"RQV-快速内冷淬火"(或称之为"外加热冷封式")高温高压实验装置,实验研究了1kbar、800℃条件下12个REE+Y在富磷过铝质熔体/含水流体相间的分配,并利用EMP、LA-ICPMS和ICP-MS分析技术分别测定了实验初始物、实验产物玻璃中主要化学组成以及熔体相和流体相中REE含量。实验结果表明,REE元素(La,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb和Lu)在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)在(0.1～19.9)×10-4范围,DfYluid/melt在(0.2～7.8)×10-4范围,指示REE和Y强烈趋向于在熔体中富集。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)与体系中P2O5含量变化呈近抛物线状分布,其最大值对应于残余熔体中w(P2O5)为1.44%处。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)随REE的原子序数增大而逐渐降低,构成右倾的平滑曲线,总体上显示出DLREE>DMREE>DHREE的趋势。Y与Ho在流体/熔体相间分配系数的比值(DY/DHo)约为1(0.91～1.28),不随体系中P2O5变化而变化的特征。上述特征表明熔体-流体作用不会导致Y-Ho及REE间的分异,因此,可推断熔体-流体作用过程不可能是过铝质岩浆体系中产生稀土"四重效应"机制。     

微量元素在幔源矿物与热液之间分配系数的研究进展

微量元素在幔源矿物与热液之间分配系数的差异是造成地幔不均一的一个重要因素，对于认识地球演化、元素的分异和板块构造具有重要的意义。热液的组成、矿物的结构、温度、压力以及氧逸度都与分配系数密切相关。不同微量元素在相同矿物或热液中的分配系数存在差别，而相同的元素在不同矿物中的分配系数也可能出现很大的变化，这是研究微量元素分异和不同地幔端员形成的理论基础。在较低的温度和压力下，热液的组成对分配系数的影响很大，随着温度和压力的升高，热液组成的影响逐渐减弱，而矿物的组成与结构的影响逐渐增大。由于分配系数影响因素的复杂性，因此在考虑地球深部微量元素的迁移和分异时需慎重对待。     

玄武岩中普通辉石,石榴石巨晶的研究：Ⅰ.REE演化

辽宁宽甸、河北汉诺坝和福建明溪碱性玄武岩中的普通辉石和石榴石巨晶MgO、FeO、CaO含量的变化呈现了矿物的结晶分异趋势。从高温到低温晶出辉石的REE分馏程度不断增高,石榴石REE分馏程度不断降低,即两种巨晶中的LREE不断增加,而HREE逐渐减少,矿物的稀土模式曲线出现交叉现象。 用宽甸和汉诺坝任一层玄武岩作为液相与巨晶所计算的REE分配系数D_(矿物)~(REE)-玄武岩值,均与实验值相近,因而它不能旁证载体玄武岩就是巨晶的母岩浆。辉石晶出后残余岩浆比例Ⅰ值计算表明,母岩浆体可能是一个相对体积不太大的、主元素和REE成分不断变化的相对独立的地质体。     

矿物-溶液间REE的分配系数及其影响因素和地质地球化学意义

本文基于前人测得的橄榄石、石榴子石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石和H_2O之间的REE分配系数,讨论了矿物成分、结构和物理化学条件(t、p)对REE分配系数(K_(REE))的影响,提出了预测矿物—溶液间K_(REE)的三条准则,即矿物成分准则、矿物结构准则和溶液成分准则。根据这些准则,本文预测了各种硅酸盐矿物和不同成分溶液(H_2O、Cl~-、F~-、CO_2、CO_3~(2-)、HCO_3~-)之间的K_(REE),并分析了矿物、岩石蚀变过程中REE的活动性和REE的变质热液成矿作用。     

水—岩化学平衡模拟中误差传递及灵敏度分析

以水－岩化学平衡模型ＷＡＴＥＱ４Ｆ为基础程序,选取平顶山矿区一典型岩溶水点,对固定温度和变化温度两种情况下,水－岩化学平衡模拟输入的水化学分析数据误差传递进行了研究,结果表明,水化学分析数据误差能够强烈地影响水－岩化学平衡模拟结果;不同的水化学变量（误差）对不同的矿物的饱和指数的影响程度不同,在许多情况下,矿物饱和指数误差是随温度变化而变化的。     

南岭地区花岗岩类的痕量元素分配特征

本文选择区内4个花岗岩体,对其中REE、Rb、Sr、Ba、Sc等痕量元素的分配特征进行研究。这些岩体产于不同地区,形成不同时代,大致可以代表区内主要类型的花岗岩类岩石。研究表明,在四类花岗岩中,随着岩石SiO_2含量和分异系数DI值的增大,岩石的Rb/Sr值相应增大,LREE/HREE、La/Yb、K/Rb值相应减小,意味着岩石的痕量元素分配与岩石的主元素成分间具有一定的相关关系。对比清湖和扶溪岩体REE在矿物之间的分配特征得知,除矿物的晶体化学性质是决定REE分配的主要因素外,REE在矿物之间的分配与矿物的晶出顺序也有关系。     

华北克拉通北缘尚义地区新太古代TTG成因分析:洋壳玄武岩不同深度下熔融的产物

尚义玄武岩为尚义-赤城新太古代洋壳残片的组成端元,地球化学性质指示其源于富集地幔。根据稀土元素分配特征,尚义玄武岩可被分为TH1型(稀土元素平坦型)和TH2型(稀土元素分异型)。尚义TTG属于中钾偏铝质钙碱性岩类,其Al2O3含量与低铝型TTG相近,同时微量元素Rb、Sr、Y和REE表现出俯冲板片熔融成因的埃达克岩的性质。根据主量元素SiO2、K2O、Na2O、Al2O3和微量元素Rb、Sr、Y、REE等指标判别和微量元素平衡熔融模式计算得出,尚义TTG形成压力遍及低压—高压范围,是洋壳玄武岩(TH1型)在深度压力变化的条件下部分熔融形成的,其中的低铝型TTG形成于低压熔融。     

元素分配系数和矿物、熔体成分(结构)的关系及其地球化学意义

元素的矿物—熔体间分配系数(简称分配系数,下同)是指元素在矿物和平衡共存熔体中重量浓度的比值,即K_i~(S/L)=C_i~S/C_i~L。它对于研究岩浆起源和演化有极其重要的意义,目前,巳被广泛用于与玄武岩、安山岩、花岗岩成因有关的深部岩石熔融分异和结晶分异以及碳酸岩、陨石、月岩成因等方面的研宄,并取得了很大的进展。研究表明,影响元素分配系数的因素很多,如温度、压力,氧逸度、元素浓度、挥发分以     

角闪石-熔体间微量元素分配系数实验研究

微量元素在矿物与熔体间的分布与其物质组成、矿物结构以及温度、压力等有关。为了研究温度和压力对角闪石-熔体间微量元素分配系数的影响,我们对采自豫西伊川-汝阳的含水玄武岩进行了熔融结晶实验。在中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压院重点实验室CS-3600t多顶砧压力机上完成了两个系列的实验:(1)温度系列,保持压力p=0.6 GPa和加热时间t=100 h不变,改变结晶温度(800~900℃)的实验;(2)压力系列,保持温度T=900℃和加热时间t=100 h不变,改变压力(0.6~2.6 GPa)的实验。结果显示,实验产物的固相主要为角闪石,另有少量磷灰石和尖晶石,得到的熔体为花岗闪长质成分。利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)测试实验产物中角闪石和熔体的微量元素,根据微量元素在平衡两相中分配的浓度比(即能斯特分配定律),我们计算了大离子亲石元素(LILE:Li,Be,Rb,Sr,Cs,Ba),稀土元素(REE:La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y),高场强元素(HFSF:Nb,Ta,Zr,Hf,Pb4+)以及过渡金属元素(Sc,V,Cr,Co)在各体系内角闪石-熔体间微量元素的分配系数。从实验结果的整体特征上来看,角闪石的LILE和LREE的分配系数小于1(DRb=0.35,DLa=0.48),说明二者相对富集于熔体中;而HREE的分配系数大于1(DLu=1.37),说明其相对富集于角闪石中;HFSF的分配系数较小(DNb=0.81),表明其在角闪石中呈亏损状态;而过渡金属元素在熔体中表现为强烈的亏损,如DV=~30。在温度系列的实验产物中,随着温度从800℃升至900℃,各微量元素的分配系数没有明显的变化规律,但是LILE、REE和HFSF的分配系数都较压力系列的值要大。在压力系列的实验产物中,随着压力从0.6 GPa升至2.6 GPa,大部分微量元素的分配系数与压力呈负相关关系,特别是LILE和HFSF,其分配系数随压力的升高而明显减小。表明压力对微量元素在角闪石-熔体间分布的影响比温度对其分布的影响更大,而且压力越大,熔体中相对越富集LILE等微量元素。微量元素在晶体中的分配主要受离子半径和电荷的控制。对于相同电价的微量元素,其分配系数与矿物的晶格参数呈非线性关系。晶格应变弹性模型可以实现这一非线性拟合,其理论公式如下式所示:Di=D0×exp[-4πENA[r0/2(ri-r0)2+1/3(ri-r0)3]/RT]。其中:NA为阿伏加德罗常数;R为气体常数;T为温度(单位是k);E为杨氏模量;ri为元素i的离子半径;r0为矿物晶格的最佳离子半径;Di为元素i的分配系数;D0为无应变分配系数。假设+3价的REE全部进入角闪石晶格中的M4位,将各实验产物中REE的分配系数利用上述公式进行非线性拟合,可得到角闪石的D0、r0和E。拟合结果显示,在0.6 GPa下,温度从800℃升至900℃,角闪石的晶格参数没有明显的变化规律;而在900℃下,随着压力从0.6 GPa升至2.6 GPa,角闪石M4位的r0=~0.89-0.92,E的范围是139~534 GPa,而D0由1.17增大至1.53。这可能与压力利于REE富集于晶体中有关,特别是HREE选择性富集于角闪石晶体中。由于非线性拟合曲线与实验值有良好的一致性,表明理论计算结果和实验结果具有比较好的对应关系。     

峨眉山玄武岩微量元素地球化学的初步研究

峨眉山玄武岩的微量元素丰度显示区域性差异,西岩区(盐源—丽江拗陷)玄武岩总体上比中、东岩区(康滇隆起和滇黔拗陷)玄武岩富相容元素而贫不相容元素,主要是因为它们的母岩浆经历的结晶分离的程度不同。比较演化的石英拉斑玄武岩、安山玄武岩往往富放射成因锶,反映其成因还涉及一定程度的地壳混染。相对主体拉斑玄武岩,东川碱性火山岩贫REE特别是LREE,推测源区发生过先期熔融事件。主要元素和REE的模拟计算表明,二滩粗面岩可以由玄武质母岩浆经分离结晶衍生,最可能的主要分离相是该区似层状辉长岩的矿物组合。     

元素性质和熔体成分对分配系数的影响及其意义

对现有40个元素的熔体-溶液分配系数的综合分析表明,元素性质和熔体成分是控制熔体-溶液间元素分配的重要因素。挥发组分的分配系数为K_F、K_P、>1>K_B、K_S>K_(Cl)。自Au、Ag、Cu、Pb、Zn、→Fe、Mn、Mg、Li、Rb、Cs、K、Na、Ca、Sr、Ba→Sn、Mo、W、Si、Al、∑Ce、∑Y、Nb、Ta,随元素氧化物吉布斯自由能的减小,元素分配系数逐渐增大。随熔体酸度的降低和碱度的增高,元素分配系数普遍增大。随熔体铝过饱和度的增高,Nb、Ta、Zn、REE的分配系数减小。这些变化规律有助于阐明花岗岩类的成矿专属性和成矿分带,评价火成岩的含矿性,预测未知的元素分配系数,并讨论不同熔体间元素的分配行为。     

变质岩中的钾、钠白云母

钾、钠白云母通常被岩石学家作为指示矿物用来研究变质作用过程。其主原因有 :(1)白云母广泛发育在几乎所有的变质岩中 ,是最主要的造岩矿物。 (2 )白云母的化学成分和晶体结构参数变化特点与其形成温度和压力等有直接关系。 (3)白云母是含水矿物相 ,不仅能够提供氢的活度等情况 ,并由于水的存在 ,相对其它矿物而言容易达到化学平衡 ,因此很少有成分环带存在。 (4 )白云母是Ｂ ,Ｆ ,Ｃｌ等气相元素的主要载体矿物 ,尤其在超高压下更可能如此。这些元素在变质过程中具有特别重要的岩石学意义 ,研究其量的变化或活动范围对了解变质作用很关键…     

巨晶及其寄主玄武岩中稀土元素的丰度——探讨岩浆在高压下稀土元素的晶液分配及演化

根据巨晶(石榴石、富铝普通辉石、歪长石)及其寄主玄武岩的稀土元素和主元素丰度,从巨晶与岩浆熔体的平衡条件出发,论证了巨晶可从其寄主岩成分的岩浆中或从更为基性的岩浆中晶出。一些巨晶与寄主岩处于平衡范围者,其稀土元素的巨晶/寄主岩之值可视为分配系数。巨晶的结晶分离导致了岩浆的稀土元素演化,一些寄主玄武岩显然是由岩浆经历了巨晶分离后的产物。据寄主岩的稀土元素丰度与晶液分配系数,追溯了岩浆的结晶分离历史。     

山西阳泉三矿煤层粘土岩夹矸地球化学特征

采用化学法和中子活化(INAA)法对采自山西阳泉三矿山西组3号煤层和太原组12号煤层的3件煤层夹矸粘土岩样品的8种常量元素(氧化物)和33种微量元素含量进行了测定。通过对具有示踪意义的元素及其比值的对比分析,3个样品总体上均不具有典型的沉积岩特征,应该是由酸性或酸性偏碱性火山物质(降落的或陆源搬运的)在地表覆水较浅的弱氧化条件下经原地淋滤、蚀变形成的。原岩蚀变程度较高,不稳定或较不稳定的元素大量流失,甚至一些较稳定的元素(如高岭岩中的铁、锰)也明显流失。强烈的化学蚀变以及岩石中矿物成分的变化是造成粘土岩间以及粘土岩与原岩间元素(尤其是REE)含量及REE配分模式差异的主要原因。      

锆石、磷灰石和液体之间Hf、Zr、REE的分配系数

在三个火成岩(2个安山岩和1个闪长岩)样品中,对锆石、磷灰石和液体间Hf、Zr、REE的浓度比值进行了测定。这些元素在锆石和相应的液体间的浓度比值,接近于其分配系数。在磷灰石和安山岩基质中,这些元素的浓度比值可以作为分配系数。但是,对闪长岩的磷灰石来说,这些元素的浓度比值可能偏离分配系数。在锆石和液体之间,HREE的分配系数非常大(从D~(Er)=100到DL_(■)=500),Hf的分配系数甚至更大。磷灰石和液体中REE的分配系数构成向上凸起很大的曲线(D~(REE)=10～100)。Hf、Zr的分配系数小于1。业已证明,Lu、Hf在锆石—液体、磷灰石—液体之间的分配系数有巨大差异。这些元素分配系数对含有锆石和磷灰石的岩石成岩模拟是有用的。     

Pb、Sr和REE在矿物中的扩散补偿关系及其对扩散系数的预测

对现有实验扩散数据的检查发现，不仅Pb、Sr和REE元素在不同矿物中存在着扩散补偿关系，不同元素在同一矿物或同族矿物中也满足扩散补偿关系。阴离子孔隙度作为矿物内部离子堆积密度的一种量度，它与Pb和REE扩散活化能之间存在负的线性相关性，在固定温度下与Sr扩散系数（lnDT)之间呈正的线性相关，因而可以用于预测元素在矿物中的扩散系数。本文分别采用离子孔隙度法和双补偿法预测了Pb、Sr和REE在不同矿物中的扩散系数，这些结果与已有的实验数据在实验误差范围内是一致的，因此可以应用到与扩散有关的地球化学动力学研究中。     

德国Laacher See火山响岩中微量元素丰度和其矿物/溶体的分配系数

采自西德Eifel东Laachef Sce晚第四系具不同成份分带的火山碎屑岩层的二十六个全岩、七个基质和五十三个单矿物样品用中子活化仪器进行了分析。这些资料表明喷发前Laacher See岩浆房内的化学变化与其它资料导出的一致。岩浆房顶部是高度分异的晌岩,底部是富含铁镁质的响岩。一些不相容元素如Zn、Zr、Nb、Hf、U、LREE和HREE在顶部相当富集,而相容元素如Sr、Sc、Co、Eu强烈地亏损。中等可溶元素Ta和一些MREE在中间层位被耗损。全岩和基质资料表明,响岩溶体在化学成分上的分带性与斑晶含量无关。混染岩(响岩—碧玄岩)中相容元素的丰度最大。所有元素(除Rb外)对于浮岩地层层位来说,都出现连续的成份变化。依据这些资料我们能划分出三个主要的单元:早期喷出的高度分异岩浆,发生演化的响主体和作为最终产物的铁镁质响岩。九个矿物相的微量元素分配系数(K)的巨大变化就地层层位而论不能用常规的机制进行解释。我们假定响向岩熔体中微量元素含量的明显变化由结晶作用控制着分异作用,而分异同时和(或)之后的液—液两相分异作用所控制。这又引起了斑晶和主岩基质之间不平衡。所以分配系数不同于平衡分配系数,相当于后期结晶作用总和。不同于基质成份。这样,就能利用△K—△M图(K的变化相对于M的变化关系图)讨论变化的分配系数K和基质M之间的关系。这个图的不同部分与不同参数有关(T、P、聚合作用,杂岩建造,分带岩浆柱中的平衡结晶作用晚期结晶作用和非平衡效应),这些参数能大体说明分配系数变化的原因。△K—△M图能够区别由分异岩浆系统产生的天然火山岩中影响分配系数的不同作用。     

Juan de Fuca洋脊Endeavour段热液硫化物稀土元素地球化学特征

用 ICP-MS对取自 Juan de Fuca洋脊 Endeavour段 5块热液硫化物样品的 13个分析样进行了稀土元素(REE)测试.结果显示该区硫化物样品的 REE含量较低(0.35～ 14.8 μ g/g),所有样品的 REE球粒陨石标准化分布模式均表现出 Eu正异常和 LREE富集的特征,表明硫化物中的 REE来自热液.不同喷口硫化物的 REE含量变化较大,同一块状硫化物不同部位的含量也有较大差异,主要是由于硫化物形成过程中,热液和海水的混合不均一性以及不同矿物沉淀和 (或 )溶解的结果.硫化物 REE的分布特征主要受热液的影响,烟囱内外层 Eu正异常的变化主要受矿物组成和物理化学条件的控制.     

微量元素在研究花岗质火成岩成因的应用

虽然微量元素模式用于解释玄武岩系列岩石成因已经有很大进展,但类似的研究在花岗质成分的火成岩上还比较少。通常花岗质熔融体矿物/熔融体稀土元素分配系数等于或大于玄武岩相似矿物的分配系数。因此,在部分熔融和分异作用时花岗岩熔体与残余相容易出现的玄武岩系列比较,这些矿物对稀土元素图谱的影响被夸大。对于K/Rb比值,如果在残余相中既不是钾长石成分,也不是黑云母—金云母成分出现,那么通过分异作用或部分熔融这两个因素,使熔融体K/Rb比值比母岩K/Rb比值减少是困难的。可以得到4个明显不同岩石的成因:(1)太古代云英闪长岩,推测是由太古代拉斑玄武岩在地幔深处部分熔融衍生来的,并留下石榴石加斜方辉石残余物;(2)太古代石英二长岩,推测是在地壳范围内由存在时间短的硬砂岩——泥岩序列部分熔融衍生;(3)塞斑岛英安岩,推测由玄武质母岩通过分异作用形成;(4)南极州罗斯岛粗面岩,推测由玄武岩类母岩分异作用和通过大陆壳组分混染作用形成。