赵志丹岩石地球化学8-地球化学端元
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2013《岩石地球化学》开卷考试题目一、元素分配系数的定义及其测定方法(20分)。
在温度、压力一定的条件下,微量元素在两相平衡分配时其浓度比为一常数K D,K D即为分配系数。
在一定浓度范围内分配系数与微量元素的浓度无关,只与温度、压力有关。
根据能斯特定律,分配系数需测定平衡体系中固相和液相两部分的微量元素浓度,目前常用直接测定法和实验测定法。
直接测定法即直接测定地质体中两平衡共存相的微量元素丰度,再按能斯特分配定律计算分配系数。
实验测定法是用化学试剂合成与天然岩浆成相似的玻璃物质;或者直接采用天然物质作为初始物质,实验使一种矿物和熔体或两种矿物间达到平衡,并使微量元素在两相中达到溶解平衡,然后测定元素在两相中的浓度,得出分配系数。
二、举例说明何谓相容元素和不相容元素(20分)。
相在岩浆或热液中的某些微量元素(如Cr、Ni、Co、V等)。
在矿物结晶过程中趋向于在早期固相中富集。
因其浓度低,不能形成独立矿物,但其离子半径、电荷、晶体场等晶体化学性质与构成结晶矿物的主要元素相似,故在固——液相反应或平衡中易于呈类质同象形式进入有关矿物相。
其固——液相分配系数明显大于1。
元素的相容性可因结晶条件的不同而改变。
不相容元素又称湿亲岩浆元素,在岩浆或热液的矿物结晶过程中趋向于在液相中富集的某些微量元素(如Sn、Li、Rb、Sr、Cs、Be、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、U和稀土元素)。
因其浓度低,不能形成独立矿物相。
因受其离子半径、电荷和化合键所限,很难进入造岩矿物晶体结构中,而在残余岩浆或热液中相对富集。
其固-液相分配系数近于零。
元素的不相容性可因结晶条件的不同而改变。
三、Rb-Sr同位素定年的方程、等时线年龄测定的原理及其适用的岩石类型(20分)。
Rb-Sr法测定地质年龄的原理基于87Rb经过一次β衰变生成稳定的87Sr,即:87Rb→87Sr+β‾+v+E式中:β‾表示负电子;v为反中微子;E为衰变能。
1000 0569/2019/035(02) 0472 84ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2019 02 13云南腾冲全新世火山岩岩浆演化和岩石成因杨逸云 赵志丹 雷杭山 武精凯 苗壮 张双全 陈玲 季宏伟YANGYiYun,ZHAOZhiDan ,LEIHangShan,WUJingKai,MIAOZhuang,ZHANGShuangQuan,CHENLingandJIHongWei地质过程与矿产资源国家重点实验室,中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083StateKeyLaboratoryofGeologicalProcessesandMineralResources,andSchoolofEarthScienceandMineralResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2018 09 01收稿,2018 12 15改回YangYY,ZhaoZD,LeiHS,WuJK,MiaoZ,ZhangSQ,ChenLandJiHW 2019 MagmaevolutionandpetrogenesisofHolocenevolcanicrocksinTengchong,Yunnan ActaPetrologicaSinica,35(2):472-484,doi:10 18654/1000 0569/2019 02 13Abstract TengchongvolcanicfieldisoneoftheareaswiththerecordsofHolocenevolcanosinChina ThemagmatismnatureandpetrogenesisofthisTengchongHoloceneVolcanics(THV)areessentialevidencesinrevealingthepresentsoutheastwardgrowthanddeepprocessesoftheTibetanPlateau Thispapercarriedoutmineralchemistryandwholerockgeochemistrystudyonthreevolcanos(Maanshan,Heikongshan,andDayingshan)oftheTHV,anddiscusstheoriginanddynamicsofthemagmatism ThemajorityoftheTHVarehighpotassiumcalc alkalinerocks,includingbasaltictrachyandesiteandtrachyandesite WefoundnegativecorrelationsbetweenSiO2andCaO,Fe2O3T,TiO2,MgO,andpositivecorrelationbetweenSiO2andK2O,whichindicatethefractionalcrystallizationofolivine,pyroxene,andplagioclase Thexenocrystsofplagioclasewithacidiccomposition(An=28)hasovergrowthbasicplagioclaserim(An=65),andxenocrystsofquartzwithnarrowpyroxenereactionrim,werefoundinthetrachyandesitesamples,whichpossiblysuggestthecrustalcontaminationbygranitoidcountryrockduringthemagmaupwellingprocessesinshallowlevelofthecrust Onthecontrary,thewholerockTh/Nbratioissmall(<1 16),whichreflectsaminoroverallcontamination TheTHVshowenrichmentinlargeionlithophileelement(LILE),anddepletioninhighfieldstrengthelement(HFSE),highTh/UandlowBa/Laratios,andenrichmentofSr Ndisotopes,whichasawholeimpliesthatthemagmashouldhavecomefromanenricheduppermantlethathaveexperiencedmetasomatismbysubductionofpelagicsedimentsoftheNeo Tethys TheTHVareformedinintraplatetectonicsettingofpost collisionregimeafterthecollisionbetweenIndiaandAsia Thevolcanosaredistributinginnorth southtrendingalongtheTengchongbasinanderuptedinlimitedvolume Consideringthehighlylocalizedextensionalongregionalstrike slipfaultsduringthelateralspreadingintheeasternTibetanplateau,thetriggeroftheTengchongHolocenevolcanicrocksmaybeinterpretedasresultingofthedecompressionmeltingoftheenrichedmetasomatizedmantlelithosphere Keywords Holocenevolcanicrocks;Tengchong;Fractionalcrystallization;Crustalcontamination;Continentalsubduction摘 要 腾冲火山岩区是我国全新世以来记载火山喷发的少数地区之一,该地区岩浆作用的性质与成因是揭示青藏高原东缘的现今侧向生长过程与深部作用的重要依据。
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第三章、第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第一节、第一节、主量元素数据处理与解释第二节、微量元素数据处理与解释第二节、第三节、第三节、同位素数据处理与解释第三章、第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第二节、第二节、微量元素数据处理与解释一、控制微量元素行为的地球化学规律二、稀土元素处理和解释三、微量元素处理和解释第三章、第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第二节、第二节、微量元素数据处理与解释一、控制微量元素行为的地球化学规律痕量元素,微量元素(痕量元素,trace elements) 岩石中含量<0.1%的,的岩石中含量用ppm (μg/g 10-6), μg/g, 或者 ppb (ng/g 10-9)表示 ng/g, 表示国际单位使用的幂表示方法名称 atto femto pico nano micro milli centi deci 符号 a f p n μ m c d 数值 10-18 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1 名称 deca hecto kilo mega giga tera peta exa 符号 da h k M G T P E 数值 10 102 103 106 109 1012 1015 1018第三章、第三章、岩石地球化学数据的处理与解释第二节、第二节、微量元素数据处理与解释一、控制微量元素行为的地球化学规律微观规律——地球化学亲和性、类质同象法则、微观规律——地球化学亲和性、类质同象法则、晶体场理论——地球化学亲和性(对过渡金属),归纳为:化学和晶体化学因素,包括对过渡金属),归纳为:化学和晶体化学因素,),归纳为原子(离子)的半径、配位数、原子和离子极化、原子(离子)的半径、配位数、原子和离子极化、最紧密堆积等宏观规律——体系性质和热力学规律的影响,宏观规律——体系性质和热力学规律的影响,如体系的化学——体系性质和热力学规律的影响组成、温度、压力、组成、温度、压力、氧化还原电位等微量元素行为的宏观表现矿物——是组成地球的基本矿物——是组成地球的基本——固体物质,固体物质,元素赋存在矿物之中,之中,通过矿物的形成和变化而具体体现。
《高等地球化学》之主量元素地球化学张展适139********zhszhang@主要内容¾地球化学数据的获得¾岩石主量元素(Major elements)¾CIPW标准矿物计算¾主量元素化学成分的利用Î分类:岩石的分类命名、岩石系列的划分、不同花岗岩类的主量元素Î追踪成岩过程Î岩石形成构造背景的判别地球化学数据的获得¾常量元素:Î湿化学分析法(Wet Chemistry)ÎX射线荧光光谱(XRF)Î电子探针(EMPA)¾微量元素:ÎX射线荧光光谱(XRF): 主量元素和Rb, Sr, Ba, Zr, Nb, Y, Sc, V, Cr, Co, Ni, Ga, Zn, (La, Ce, Nd, Sm)Î中子活化分析(INAA): Sc, Cr, Co, Ni, REE, noble metal, Hf, TaÎ等离子光谱(ICP-AES): 大多数主量元素和微量元素, (Hf, Ta, Pb, Th, U)Î等离子光谱质谱(ICP-MS): 绝大多数微量元素Î离子探针(IMPA): 大部分微量元素送样前的准备¾送样分析的目的要明确,为什么要做这些分析?¾分析方法选择,了解不同方法的适用范围,分析精度;¾样品的选择,新鲜,均匀,有代表性;¾样品的处理,避免污染;¾样品重量,碎样重量和送样重量,与样品的结构,分析的元素和方法相关;¾样品的系统和统一,主量元素、微量元素、矿物探针分析、同位素等应配套岩石主量元素(Major elements)¾主量元素是指在任何岩石中都占绝对多量的元素,实际上是地壳以及岩石圈地幔中丰度最高的那些元素,通常包括Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P这9个元素(的氧化物形式),有时还包括H(H2O)和C(CO2)。
岩石地球化学文献整理文献:No 2. Acadian造山带超高压变质作用的发现在造山带中构造作用如逆冲推覆的速度要比热传递速度快得多, 因而会扰动地壳的热结构。
一旦构造运动停止, 这种受扰动的地壳热结构就会向稳态松弛, 同时加厚地壳区由于遭受剥蚀及构造伸展等因素会导致深部岩石折返抬升。
金红石是俯冲带变质岩( 如榴辉岩)中高场强元素(特别是Nb、Ta元素)的一个重要载体, 长期以来一直受到许多地质学家的重视。
它可以容纳和控制高达百分比含量的高场强元素和过渡金属元素, 如Nb、Ta、V、Cr、Fe、A l和W 等。
超高温(富Zr)金红石出现在富Zr,Ti的石榴子石中,Zr含量与石榴子石达到平衡,受石榴子石的保护保留了峰期或者近峰期的变质特征,锆石甚至斜锆石的出现可能是因为体系中Zr的饱和,也可能是退变质过程中金红石中Zr重新结晶形成。
出现在蓝晶石区域的低温(贫Zr)金红石是由于退变质过程中金红石中的Zr向外扩散产生的。
金红石Zr温度计具有较好的精度,在超高温地质活动研究中受压力影响较小。
一般来看,被石榴子石包裹并达到平衡的金红石记录了峰期或近峰期变质作用的信息。
总体来说,除了温度,金红石Zr还受到(1)压力;(2)ZrO2和SiO2的活度; (3)亚固相条件下Zr含量变化(交换和扩散);(4)降压折返过程中的退变反应;(5)金红石生长世代及介质等一系列因素影响,这虽然给我们判定其温度地质意义带来一定的影响,但也暗示了大量的地质信息。
超高温变质作用的热源可能有:(1)高温幔源物质的热量(2)增厚地壳富集的放射性元素(3)机械作用(4)岩浆作用No 6.地壳深熔和S型花岗岩形成初期熔体组分与流体机制的重建文献的理解与领悟(通过Spanish Betic Cordillera 地区变沉积岩转熔矿物石榴子石中的熔体包裹体的均一化实验,得到均一化的MI在700℃条件下的组分:淡色花岗质过铝质组分,铝饱和指数ASI=1.04~1.35,含水量:3.1~7.6wt%。