第54卷 第1期 2008年1月 地 质 论 评 GEOLOGICAL REVIEW V ol.54 N o.1Jan. 2008 注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号40162002)、黔科合J 字[2007]2151号、973项目(编号2006C B806401)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3 SW 141)和贵州大学博士启动基金项目的成果。收稿日期:2007 05 20;改回日期:2007 09 19;责任编辑:章雨旭。 作者简介:杨兴莲,女,1976年生。副教授,博士。古生物学与地层学专业。Em ail:yangxinglian2002@https://www.doczj.com/doc/187595661.html, 。 黔东震旦系 下寒武统黑色岩系 稀土元素地球化学特征 杨兴莲 1) ,朱茂炎2),赵元龙1),张俊明2),郭庆军3),皮道会3) 1)贵州大学资源与环境工程学院,贵阳,550003; 2)中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室,南京,210008; 3)中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳,550002 内容提要:通过对黔东丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面的稀土元素分析发现:两条剖面的梅树村期与筇竹寺期分界处大量稀土元素明显富集,黑色页岩中存在明显的Ce 负异常和Eu 、Y 正异常,表明为缺氧和热水沉积的产物。这套黑色岩系总体沉积于缺氧和具热水注入的环境中,但发生缺氧和热水注入的时间和强度在不同地方会有不同的表现。 关键词:黑色岩系;前寒武纪 寒武纪转换时期;稀土元素;黔东 最近30多年来,稀土元素地球化学日益受到人们重视。一方面,稀土在农业和科学技术中显示出越来越广泛的应用,促进人们对稀土资源的日益增长的需求;另一方面,稀土元素作为示踪剂,显示出他们在成岩和成矿过程中,对物质来源、形成环境和构造位置等有着重要的指示作用(涂光炽等,1998)。 稀土元素的含量、总量及组合规律客观反映地质体的演化过程、地质作用的物理化学条件以及成矿的物质来源,常被用作地球化学作用的指示剂(刘云,1998)。稀土模式可用来指示沉积岩的物源,LREE/H REE 比值低,无Eu 异常,则物源可能为基性岩石;LREE/H REE 比值高,有负Eu 异常,则物源多为酸性岩石(赵红格等,2003),因而对其组成和配分的研究是探讨沉积岩岩石物源的重要途径之一。 在中国南方下寒武统广泛发育一套以富含有机质为特征的海相黑色岩系,包括各种暗色页岩、硅质岩、粉砂岩和少量碳酸盐岩(高振敏等,1997)。这套黑色页岩组合,蕴藏着丰富的石煤、钒、磷、钡及多金属富集层等矿产资源,是地质历史发展进程中重要的岩相标志层。近年来不少学者对这套黑色岩系进行了多种地球化学分析,试图解释其物质来源、形成环境和一些地球化学元素的富集机理等(李胜荣等, 1995;彭军等,1999;冯洪真等,2000;曹双林等,2004;杨剑等,2005;Steiner et al.,2001;Feng et al.,2004;Pan et al.,2004;Jiang et al.,2003, 2006;杨瑞东等,2007),基本都得出了该期沉积主要为缺氧环境,且热水提供了大量多金属元素物质来源的结论。就贵州地区而言,研究主要集中在扬子地台浅水相区,而在扬子地台过渡区和江南区的研究几乎为空白。因此本文对贵州东部深水相区的丹寨南皋剖面和三都渣拉沟剖面进行了系统的稀土元素地球化学研究,旨在探讨该区前寒武纪 寒武纪转换时期沉积的黑色岩系的形成环境和物质来源。 1 地质背景 丹寨和三都地区位于贵州东南部,分属寒武纪华南沉积区的过渡区和江南区(尹恭正,1987),发育了不同的沉积组合及生物组合特征。 丹寨南皋下寒武统地层剖面位于丹寨以北南皋乡九门村(图1),出露较好,剖面层序自下而上为灯影组、老堡组、牛蹄塘组、九门冲组、变马冲组。老堡组由黑色薄层硅质岩及磷块岩组成,厚7 8m ;牛蹄塘组由黑色炭质页岩、泥岩、粉砂质泥岩组成,厚121 1m ,产大量海绵化石,主要有Saetasp ongia,Choia 和Sanshap entella 等;九门冲组由深灰色、黑
地球化学图相关计算 一、计算Al 2O 3/(CaO+Na 2O+K 2O)和Al 2O 3/(Na 2O+K 2O)或A/CNK-A/NK 分子(摩 尔)比步骤与投图 1．列出Al 2O 3、CaO 、Na 2O 和K 2O 的分子量 Al 2O 3分子量 CaO 分子量 Na 2O 分子量 K 2O 分子量 102.00 56.00 62.00 94.00 主要氧化物分子量 氧化物 Al 2O 3 CaO Na 2O K 2O Si 2O TiO 2 Fe 2O 3 FeO MnO MgO P 2O 5 分子 量 102.0 56.0 62.0 94.0 60.0 80.0 160.0 72.0 71.0 40.0 142.0 2．列出所测样品的Al 2O 3、CaO 、Na 2O 和K 2O 含量 岩性 样品号 Al 2O 3含量 CaO 含量 Na 2O 含量 K 2O 含量 (x ηγT 1) P4XT06 14.44 0.41 2.66 5.52 (x ηγT 1) P15XT02 13.31 0.41 4.33 4.47 (z ηγT 1) P15XT03-1 13.34 0.57 4.32 4.25 (z ηγT 1) P4XT10 13.82 0.56 4.23 4.30 3．求出分子(摩尔)数(样品中Al 2O 3、CaO 、Na 2O 和K 2O 含量除以各自氧化物
的分子量) 岩性样品号Al2O3分子数CaO分子数Na2O分子数K2O分子数 (xηγT 1) P4XT06 （14.44/102.0=） 0.142 （0.41/56.0=） 0.007 （2.66/62.0=） 0.043 （5.52/94.0=） 0.059 (xηγT 1) P15XT02 （13.31/102.0=） 0.130 （0.41/56.0=） 0.007 （4.33/62.0=） 0.070 （4.47/94.0=） 0.048 (zηγT 1) P15XT03-1 （13.34/102.0=） 0.131 （0.57/56.0=） 0.010 （4.32/62.0=） 0.070 （4.25/94.0=） 0.045 (zηγT 1) P4XT10 （13.82/102.0=） 0.135 （0.56/56.0=） 0.010 （4.23/62.0=） 0.068 （4.30/94.0=） 0.046 4．分别求出Al 2O 3 /(CaO+Na 2 O+K 2 O)和Al 2 O 3 /(Na 2 O+K 2 O)或A/CNK-A/NK分子 (摩尔) 比 岩性样品号Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)分子比（摩尔）Al2O3/(Na2O+K2O)分子比（摩尔）(xηγT1) P4XT06 0.142/(0.007+0.043+0.059)=1.299 0.142/(0.043+0.059)=1.393 (xηγT1) P15XT02 0.130/(0.007+0.070+0.048)=1.046 0.130/(0.070+0.048)==1.112 (zηγT1) P15XT03-1 0.131/(0.010+0.070+0.045)=1.046 0.131/(0.070+0.045)=1.138 (zηγT1) P4XT10 0.135/(0.010+0.068+0.046)=1.093 0.135/(0.068+0.046)=1.189 5．投图 以Al 2O 3 /(CaO+Na 2 O+K 2 O) 或A/CNK分子（摩尔）比X为轴和以Al 2 O 3 /(Na 2 O+K 2 O) 或A/NK 为Y轴，投点即可。 换算公式 n = m / M，n是摩尔数，m是质量或含量，M是分子量。摩尔比和分子比可以看做是一个意思。 二、微量元素蛛网图K、P、Ti等的计算 1. K=K 2 O×0.83013×10000 2. P=P 2O 5 ×0.43646×10000 3. Ti=TiO 2 ×0.5995×10000 三、花岗岩R2-R1构造环境判别图解（阳离子或原子数之比）R2和R1的计算步骤 1．列出R 2和R 1 R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)，R为阳离子数或原子数。
1. 已知锆石样品中:U＝，Pb＝，Pb同位素组成：204Pb=%(atom)；206Pb=%；207Pb=%；208Pb=%；普通Pb的同位素组成：204Pb:206Pb:207Pb:208Pb= : : : 。假定204Pb，206Pb，207Pb，208Pb 的原子量为204,206，207,208；235U、238U的原子量分别为235,238；235U/238U=1/；λ 238=×10-10a-1；λ 235=×10 -10a-1。计算出锆石的t 206和t207年龄。 答：Pb的原子量：M pb=%×204+%×206+%×207+%×208= U的原子量：M u=235×[1/(1+]+238×[(1+]= 所以，样品中Pb的摩尔浓度C pb=g÷umol=g; 样品中U的摩尔浓度C u=g÷umol= umol/g U-Pb法年龄测定公式: (206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)0+（238U/204Pb）×（eλ238t206-1）① (2分) （238U/204Pb）=×（）÷（×%）= （2分） (206Pb/204Pb)== (206Pb/204Pb)0= 将上述值及λ238=×10-10a-1代入公式① 求得t206=×109a（或1402Ma）（2分） U-pb法年龄测定公式: (207Pb/204Pb)=(207Pb/204Pb)0+（235U/204Pb）×（eλ235t207-1）②（2分）（235U/204Pb）== （2分） (207Pb/204Pb)=9/= (207Pb/204Pb)0= 将上述值及λ235=×10-10a-1代入公式② 求得t207=×109a（或1522Ma）（2分） 2.计算高级变质岩（麻粒岩）的变质温度。已知所测定的石英、透辉石的氧同位素组成分别为+‰和+‰（相对V-SMOW）。 石英-透辉石的氧同位素平衡分馏系数与温度的关系为：103lnα石英-透辉石 = (103/T)2 答：由同位素分馏系数的定义可知：аA-B=R A/R B①（1分）由同位素组成δ的定义可知：δA=( R A/R标) ×103②（1分） 由①、②可得：аA-B=(103+δA)/(103+δB) 所以：а石英-透辉石=(103+δ18O石英)/(103+δ18O透辉石) （2分） 代入石英和透辉石数据，δ18O石英=，δ18O透辉石= ，得 103lnα石英-透辉石 = 103ln[(103+/(103+] = （4分） 由石英-透辉石的氧同位素温度计103lnα石英-透辉石 = (103/T)2，计算变质温度： (103/T)2 = 解得：T = 1/2×103 = 1098 K (2分) 或 t = 1098 － 273 = 825 ℃ 所以，变质温度为825 ℃。
勘查地球化学心得体会--兼浅谈广东化探找金矿 王立强 广东省地质局七一九地质大队地质勘查所 1前言 目前，化探找金逐步被人们重视，在地质找矿中的效果也逐渐明显，成为寻找各种类型金矿床比较快速、经济、有效的重要手段。在区域普查中，通过查明区域地球化学异常，可迅速指出找矿远景区；在详查及勘探阶段，通过岩石地球化学异常的研究，可直接发现金矿床或矿体，更好地发挥化探在地质找矿工作中的作用。但是金在地壳内部的本底含量极低，即使是金矿体中的金含量一般亦仅为n×10-6～10n×10-6，仅凭肉眼无法将之直接区分出来，因此以对样品(水系沉积物、土壤、岩石等>进行定量分析为主要工作手段的化探方法，在当今金矿勘查中发挥了极其重要的作用。 中国地球化学的发展主要是借鉴了前苏联和西方的研究思路，前苏联的勘察地球化学主要依靠对土壤进行金属测量，但采样点布置较稀疏，而西方国家主要采用水系沉积物测量，但是主要用于研究，两者优缺点都有。80年代以来，金分析技术目臻成熟，当时Au分析的检出限低于或等于0.3×10-6，准确度、精密度在一定程度上能满足区域化探的要求，因而全国区域化探找金空前繁荣，特别是谢学锦先生提出的“区域化探全国扫面计划”建议，将我国的勘察地球化学推进到快速发展的崭新阶段。随着时代发展，金分析技术逐步进步，中国勘察地球化学也得到了长足的进步，三十年以来已完成1:500万和1:1 000万比例尺的39种元素或氧化物的全国地球化学图，使中国拥有了最引人瞩目的全国规模地球化学数据库，使中国化探走在了世界前列。而广东化探找金始于1974年，主要为以1:20万水系沉积物测量为主要工作方法的区域化探扫面，不过因为受金分析技术的影响，当时找金主要从金的伴生元素如As、Cu、Pb等入手，其难度不言而喻，但广东各地质单位的前辈在这种艰难条件下提交了大
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数 表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47， (Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。 Eu异常值=1.8，为强正异常；Ce异常值=0.84，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
煤中稀土元素地球化学的研究进展 刘文中,肖建辉,陈 萍 (安徽理工大学地球与环境学院安徽省矿山地质灾害防治重点实验室,安徽淮南 232001) 摘 要:对国内外有关煤中稀土元素丰度的资料做了最新的统计分析,并讨论了煤中稀土元素的丰度、来源和赋存形式及地质成因。研究结果表明,稀土元素在煤中主要与硅酸盐矿物结合,其来源主要是陆源碎屑或溶液,同时也不排除煤中有机质在吸附稀土元素时起的重要作用;煤中稀土元素的分布特征继承了陆源物质铕(Eu)负异常的地球化学特征;煤中稀土元素的分布特征不受煤变质程度的影响,煤中稀土元素含量主要取决于煤的无机组分含量。 关键词:稀土元素;地球化学;煤 中图分类号:P595 文献标志码:B 文章编号:0253-2336(2007)11-0106-03 R esearch progress on geochem istry of rare earth elem ent i n coal LIU W en zhong ,X I A O Jian hu,i C HEN P i n g (Anhui P rov i n ci a lK ey L ab of m i ne g eolog ic a l d isaste r pre v e n ti on and con t rol ,School o f Ea rt h and E nvironm e n t , Anhui Universit y o f S cie n ce and Tec hn ology,Hua i nan 232001,C hina ) 基金项目:安徽省教育厅高校省级自然科学重点研究资助项目(KJ2007A006) 稀土元素有特殊的地球化学性能,如化学性质稳定、均一化程度高、不易受变质作用干扰,一经 纪录 在含煤岩系中,容易被保存下来,是研究煤地质成因的地球化学指示剂。稀土元素在自然界分布广泛,虽然煤中稀土元素含量不高,但在煤灰中稀土元素可以富集,并可望得到综合利用。因此,对煤中稀土元素的研究已成为煤地质学、环境科学以及材料科学的重要内容。 1 煤中稀土元素的丰度 国外研究煤中稀土元素起步较早,一些学者在 实验基础上得出了可靠的数据,如Sw a i n 报道了世界多数煤中稀土元素含量大致范围[1] ;世界煤中 稀土元素总量的平均值为46 3 g /g [2] ;美国煤中稀土元素总量的平均值为62 1 g /g [3];加拿大悉 尼盆地煤中稀土元素总量的平均值为30 g /g [4] 。 国内开展煤中稀土元素研究始于20世纪90年代,近年来取得了一些重要的研究成果。赵志根等人对中国110个煤样中稀土元素的含量分布进行了分析与总结[5] ,由于煤中稀土元素的赋存受多方面因素影响,稀土元素在煤中的含量分布范围相当宽,中间值段80%样品的分析数据可较为客观地 反映中国多数煤中稀土元素的丰度。研究者们还发现,在La ,Ce ,N d ,Sm,Eu ,Tb ,Yb,Lu 这8个稀土元素中,除Eu 外其余7个元素在煤中的平均值含量明显高于世界煤。华南二叠纪煤中稀土元素总量的平均值最大,其次是华北石炭、二叠纪煤,中新生代煤最小 [6] 。淮北煤田二叠纪煤中稀 土元素明显富集,稀土元素总量平均值为141 2 g /g ,高于中国及世界其他地区的煤 [7] 。华南地 区晚二叠世和晚三叠世的煤中,不同煤层的稀土元素含量平均值变化较大,在32~456 g /g [8] 。虽然不同地区、不同数量煤样的分析结果丰富了煤中 稀土元素丰度的数据,但就样品数量和代表性而言,研究中国煤中稀土元素的丰度仍具有很大的局限性。 2 煤中稀土元素的来源和赋存形式 近年来,国内外陆续报道了有关煤中稀土元素来源和赋存形式的研究成果:!保加利亚Piri n 煤中稀土元素主要与硅酸盐矿物相结合,煤中稀土元素的含量随灰分的增高而增加;与灰分及灰分的主要成分(S,i A ,l Fe ,Na )具有较好的正相关关系,而与低灰分中的典型组分钙缺少相关性,煤和岩石夹层的稀土元素标准化分布模式相似;与典型的陆源灰分的微量元素(T ,i Pb ,C r ,Th ,Ta , 106
恩《地球化学》练习题 第一章太阳系和地球系统的元素丰度（答案） 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法。 2.简述太阳系元素丰度的基本特征。 3.说说陨石的分类及相成分的研究意义. 4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同？ 5.讨论陨石的研究意义。 6.地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用？ 7.阐述地球化学组成的研究方法论。 8.地球的化学组成的基本特征有哪些？ 9.讨论地壳元素丰度的研究方法。 10.简介地壳元素丰度特征。 11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题？ 12.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？ 13.概述区域地壳元素丰度的研究意义。 14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法。 15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何？ 16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律。 第二章元素结合规律与赋存形式（答案） 1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么？ 2.简述类质同像的基本规律。 3.阐述类质同像的地球化学意义。 4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法。 5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义。 6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响，造成土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标，但与未受污染的邻村相比，在人体健康方面两村没有明显差异，为什么？ 第三章自然界体系中元素的地球化学迁移（答案） 1.举例说明元素地球化学迁移的定义。 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。 3.列举自然界元素迁移的标志。 4.元素地球化学迁移的研究方法。 5.水溶液中元素的迁移形式有那些？其中成矿元素的主要迁移形式又是什么？ 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义。 7.简述元素迁移形式的研究方法。 8.什么是共同离子效应？什么是盐效应？ 9.天然水的pH值范围是多少？对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义？ 10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响。 11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh，在研究元素地球化学行为方面有什么作用？ 12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。 13.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么？ 14.自然体系中哪些特征可作为体系达到平衡态的证据与标志？ 15.讨论相律及其应用。
岩石地球化学计算 1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3 FeOT(wt.%)=FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*0.8998 =FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*(71.844/(159.6882/2)) 2. LOI 烧失量 3. Mg#=100*(MgO/40.3044)/(MgO/40.3044+FeOT/71.844) FeOm71.85 ；MgOm40.31 上述是分别测试分析了FeO和Fe2O3的计算方法，如果是测试的全铁，也可以近似计算。 通常说的高Mg，是指岩石具有较高的MgO含量，如火山岩中的高镁安山岩（通常情况下，异常高的MgO含量指示着可能有地幔物质参与，如俯冲带地幔楔或者软流圈熔体上涌等等）。Mg#（镁指数）也可以定量的表示岩石中的Mg含量高低。Mg#通常用于镁铁质岩石，可以粗略指示地幔岩石的部分熔融程度，高Mg#的地幔橄榄岩可能经历了更高程度的部分熔融，常在92-93左右，而原始地幔会相对富集，Mg#较低，在88-89左右。 4. 里特曼组合指数δ或里特曼指数δ=（K2O+Na2O）2/（SiO2-43）（wt%）δ<3.3 者称为钙碱性岩，δ=3.3-9 者为碱性岩，δ>9 者为过碱性岩。 5.A/NK = Al2O3/102/(Na2O/62+K2O/94) 6.A/CNK = Al2O3/102/(CaO/56+Na2O/62+K2O/94) 7.全碱ALK = Na2O+K2O 8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*102 9.AR = (Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/(Al2O3+CaO-Na2O-K2O) 10.固结指数(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O) (Wt%) 11.阳离子R1-R2图（岩石氧化物wt%总量不用换算成100%） R1=（4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)*1000 R2=（6Ca+2Mg+Al）*1000
表中数据为辉长岩、沂南花岗岩7件样品的REE组成(ppm) 1，用球粒陨石值对样品的REE组成进行标准化，作其分配模式图，对图件中表达的地球化学特征进行说明； 2，计算各样品的Eu/Eu*，并对其地球化学意义进行说明； ,3，假设辉长岩中造岩矿物的组成为：CPX45%，PL35%，OL20%。结合课件中提供的REE在矿物和熔体间的分配系数，计算与辉长岩平衡的熔体的REE组成，并作REE配分模式图。
解答： 1，如下表1-1为常用球粒陨石和原始地幔稀土元素组成，我采用C1 球粒陨石数据（Sun & McDonough,1989）对样品的REE进行标准化，得到了下表1-2，再根据对样品REE标准化的数据进行作样品的分配模式图，得到了图1-1 表1-1
表1-2 图1-1 通过对样品配分模式图进行分析可知道，沂南花岗岩样品中富集轻稀土元素而亏损重稀土元素，这与花岗岩的成分岩性有一定关系，花岗岩为酸性岩，主要矿物为长石、石英和云母，而这矿物主要富集轻稀土元素，并且从图中可以看出Eu的负异常，说明在岩浆结晶形成花岗岩之前就有长石结晶出来，使岩浆呈Eu 的负异常。辉长岩的样品配分模式图表现出来的富集轻稀土元素没有沂南花岗岩样品那么显著，富集程度较低，这也与辉长岩的岩性成分有关，辉长岩中主要矿物为辉石和长石，长石富集轻稀土元素较为显著，而辉石相对较富集重稀土元素，
但程度不是很显著，所以岩石总体表现较为富集轻稀土元素，但程度不是那么显著。并且从图中可以看出Eu的正异常，只是不是很显著，说明长石结晶出来使岩石呈Eu的正异常。 2，Eu/Eu*=2×Eu/(Sm+Gd)(其中Eu、Sm、Gd都是为球粒陨石标准化值)，根据这个求出各样品中的Eu/Eu*，如下表1-3： 表1-3 由上表中的Eu/Eu*值可知的辉长岩为Eu的正异常，说明在岩浆结晶时，长石和辉石先结晶出去形成辉长岩，而长石中富集Eu元素，所以在辉长岩中Eu 为正异常，而后期岩浆因长石的结晶分异而呈Eu的负异常，并且逐渐向酸性过渡，结晶形成酸性岩。可以推测这样品为同源岩浆所形成，主要是形成时间不同导致Eu异常不同和岩性的不同。 3，根据课件可查出REE在CPX、PL、OL等矿物和熔体间的分配系数，如下表1-4：
地球化学图相关计算集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
地球化学图相关计算 一、计算Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)和Al2O3/(Na2O+K2O)或A/CNK-A/NK分子(摩 尔)比步骤与投图 1．列出Al 2O 3 、CaO、Na 2 O和K 2 O的分子量 Al2O3分子量CaO分子量Na2O分子量K2O分子量主要氧化物分子量 氧化物Al 2O 3 CaO Na 2 O K 2 O Si 2 O TiO 2 Fe 2 O 3 FeO MnO MgO P 2 O 5 分子量 2．列出所测样品的Al 2O 3 、CaO、Na 2 O和K 2 O含量 岩性样品号Al 2O 3 含量CaO含量Na 2 O含量K 2 O含量 (xηγT 1) P4XT06 (xηγT 1) P15XT02 (zηγT 1) P15XT03- 1 (zηγT 1) P4XT10 3．求出分子(摩尔)数(样品中Al 2O 3 、CaO、Na 2 O和K 2 O含量除以各自氧化物的分 子量) 岩性样品号Al2O3分子数CaO分子数Na2O分子数K2O分子数 (xηγT 1)P4XT06 （=）（=）（=）（=） (xηγT 1)P15XT02 （=）（=）（=）（=） (zηγT 1)P15XT03-1 （=）（=）（=）（=） (zηγT 1)P4XT10 （=）（=）（=）（=） 4．分别求出Al 2O 3 /(CaO+Na 2 O+K 2 O)和Al 2 O 3 /(Na 2 O+K 2 O)或A/CNK-A/NK分子 (摩尔) 比 岩性样品号Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)分子比（摩尔）Al2O3/(Na2O+K2O)分子比（摩尔）(xηγT1)P4XT06++= += (xηγT1)P15XT02++= +== (zηγT1)P15XT03-1++= += (zηγT1)P4XT10++= += 5．投图
表中数据为山东济南辉长岩、沂南花岗岩7件样品的REE组成(ppm) 1，用球粒陨石值对样品的REE组成进行标准化，作其分配模式图，对图件中表达的地球化学特征进行说明； 2，计算各样品的Eu/Eu*，并对其地球化学意义进行说明； ,3，假设辉长岩中造岩矿物的组成为：CPX45%，PL35%，OL20%。结合课件中提供的REE在矿物和熔体间的分配系数，计算与辉长岩平衡的熔体的REE组成，并作REE配分模式图。
解答： 1，如下表1-1为常用球粒陨石和原始地幔稀土元素组成，我采用C1 球粒陨石数据（Sun & McDonough,1989）对样品的REE进行标准化，得到了下表1-2，再根据对样品REE标准化的数据进行作样品的分配模式图，得到了图1-1 表1-1 表1-2
图1-1 通过对样品配分模式图进行分析可知道，沂南花岗岩样品中富集轻稀土元素而亏损重稀土元素，这与花岗岩的成分岩性有一定关系，花岗岩为酸性岩，主要矿物为长石、石英和云母，而这矿物主要富集轻稀土元素，并且从图中可以看出Eu的负异常，说明在岩浆结晶形成花岗岩之前就有长石结晶出来，使岩浆呈Eu 的负异常。济南辉长岩的样品配分模式图表现出来的富集轻稀土元素没有沂南花岗岩样品那么显著，富集程度较低，这也与辉长岩的岩性成分有关，辉长岩中主要矿物为辉石和长石，长石富集轻稀土元素较为显著，而辉石相对较富集重稀土元素，但程度不是很显著，所以岩石总体表现较为富集轻稀土元素，但程度不是那么显著。并且从图中可以看出Eu的正异常，只是不是很显著，说明长石结晶出来使岩石呈Eu的正异常。 2，Eu/Eu*=2×Eu/(Sm+Gd)(其中Eu、Sm、Gd都是为球粒陨石标准化值)，根据这个求出各样品中的Eu/Eu*，如下表1-3： 表1-3 由上表中的Eu/Eu*值可知山东济南的辉长岩为Eu的正异常，说明在岩浆结晶时，长石和辉石先结晶出去形成辉长岩，而长石中富集Eu元素，所以在辉长岩中Eu为正异常，而后期岩浆因长石的结晶分异而呈Eu的负异常，并且逐渐向酸性过渡，结晶形成酸性岩。可以推测这样品为同源岩浆所形成，主要是形成
地球化学 一．名词解释 1. 异戊二烯型化合物：由一个个异戊二烯单元头尾相连重复组合而成一类化合物，它广泛存在于生物体、近代沉积物、古代沉积岩以及原油中。 2. 萜类：环状的异戊二烯型化合物。 3.同位素效应：由于同位素不同，引起单质或化合物在物理、化学性质上发生微小变化的现象，称为同位素效应。 4.同位素分馏：在各种自然过程中，由于同位素的效应引起同位素相对含量在不同相之间的变化。 5.干酪根：沉积物和沉积岩中不溶于非氧化性的无机酸、碱和常用有机溶剂的一切有机质。 6.腐殖质：指土壤和现代沉积物中不能水解的、不溶于不溶于有机溶剂的有机质。 7.低熟油：指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早熟的非常规石油。 8.生物标志物：是沉积物（岩）、原油、油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。 9.质谱法：通过研究分子量和离子化的分子碎片来认识分子结构的一种现代分析技术（以高能电子将单个分子击碎，用碎片的质量组成特征，推测分子的结构组成和分子量，以达到分子鉴定的目的）。 10.质谱法（棒图）：将每一次扫描的记录，应用质荷比对检测器响应值作图，就可以得到由色谱分离的某一种化合物的质谱图。 11.质量色谱图： 12.总离子流图： 13.生物成因气： 14.热成因气： 二．简答题 1.生物有机质的化学组分 碳水化合物 脂类 蛋白质和氨基酸 木质素和丹宁 2.异戊二烯单元的结构及简单组合、拆分 3.富沉积有机质的沉积环境
4.C 、O 同位素丰度的表示方法 5.自然界中碳同位素分馏的几种方式和结果 6.干酪根的光学显微组分分类 主要（1）统计腐泥组和壳质组之和与镜质组的比例； 采用（2）采用类型指数(T 值)来划分，具体方法是将鉴定的各组分相对百分含量代入下式， 计算出T 值，再依据表中的分类标准划分类型。 两种 方法 以透射光为基础的干酪根显微组分分类 组 分 亚 组 分 腐泥组 无定形—絮状，团粒状，薄膜状有机质 藻质体 孢粉体—孢子、花粉、菌孢 树脂体 壳质组 角质体 木栓质体 表皮体 镜质组 结构镜质体 无结构镜质体 惰质组 丝质体 7.干酪根研究的常用测试方法 干酪根研究的常用方法 直接方法：显微镜 SEM ——scanning electronic microscope 荧光显光镜 IR 吸收光谱 X-ray 核磁共振（NMR ），顺磁共振(ESR) （不破坏干酪根，根据其物理特性来研究干酪根的性质、结构） 间接方法：元素分析 稳定同位素 热解分析（热失重、热模拟、热解—-色谱） 超临界抽提、氧化分解 100 )100()75()50()100(-?+-?+?+?=惰质组含量镜质组含量壳质组含量腐泥组含量T
地球化学稀土元素配分分 析 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
《地球化学》实习测验 REE图表处理及参数计算 一、实习目的 1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。 2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。 3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。 二、基本原理 1、稀土元素组成模式图 1、原子序数为横坐标 2、标准化数据为纵坐标 3、对数刻度 2、表征稀土元素组成的基本参数 3、稀土总量 4、轻重稀土比值 5、轻稀土分异指数 6、重稀土分异指数 7、铕、铈异常 三、实习测验内容 1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图； 2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数； 3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。 4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。 四、实习测验步骤 1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据 表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm） 2、选出自己要的数据建立表格 表2 稀土元素组成模式图（ppm） 3、对数据进行球粒陨石标准化 表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm) 图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图 5、计算稀土元素基本参数
表4 表征稀土元素组成的基本参数 6、数据及图表的解析 （1）绿帘石：∑REE=，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （2）磁铁矿矿石：∑REE=，表明稀土元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=， (Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。 （3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。 五、结论 1、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿的配分模式具有相似性，均为右倾型，正Eu 异常，富集轻稀土元素。差别在于（1）稀土元素含量，绿帘石和块状黄铁矿具有较丰
一、实习目的 由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性，导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。因镧系收缩的缘故，使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小，于是在岩浆过程中，这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。Ce和Eu在自然界具有变价（Ce4+、Eu2+）的特征，Ce 和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。 本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法，理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义，掌握Eu的亏损与富集的地质背景。 二、实习内容 某地区的岩浆岩种类极为发育（表1—１和表1—２），请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。两种方法所得到的稀土元素参数 表1—1 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6） 注：１－橄榄苏长岩，２－钾长花岗岩，３－H型花岗岩，４－A型花岗岩，５－石英闪长岩(M型花岗岩)。稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。 表1—2 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6） 注：表中数据由中子活化方法分析
一、基本原理 稀土元素通常指的是镧系元素的(La 、Ce 、Pr 、Nd 、Pm 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Tm 、Yb 、Lu ，其中Pm 在自然界无天然同位素)，由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径（RE 3+变化于0.86?—1.14?）及化合价的相似性使得它们在自然界往往紧密共生。因镧系收缩造成稀土元素的离子半径从La →Lu 逐渐减小，Ce 和Eu 在自然界具有变价（Ce 4+、Eu 2+）的特征，以及介质（岩石、土壤、矿物等）的不同而引起稀土元素在自然界的分离。 为便于研究稀土元素在某介质中的分配型式，必须排除“偶数规则”的影响，最常用的方法是利用球粒陨石丰度值对稀土元素进行标准化。 这里向大家推荐W.V .Boynton(1984)提出的球粒陨石丰度值（×10-6）： La 0.31；Ce 0.808；Pr 0.122；Nd 0.6；Sm 0.195；Eu 0.0735；Gd 0.259；Tb 0.047；Dy 0.322；Ho 0.0718；Er 0.21；Tm 0.0324；Yb 0.209；Lu 0.0322。 1.计算球粒陨石标准化有关的稀土元素地球化学参数 N RE RE RE = 式中 RE ——某稀土元素的丰度； RE N ——某稀土元素轻球粒陨石标准化以后的丰度； RE 0——某稀土元素的球粒陨石丰度值。 )Pr (La 2 1Ce *Ce Ce Ce N N N N +==δN N N Pr La 2Ce += 式中：Ce δ——铈异常系数； Ce*——铈的理想值。 )Gd (Sm 2 1Eu *Eu Eu Eu N N N N +==δN N N Gd Sm 2Eu += Eu δ——铕异常系数；Eu*——铕的理想值。
花岗岩研究 一、花岗岩的系列划分 根据花岗岩化学成分划分为准铝(metaluminous)、过铝(peraluminous)和过碱性nous)和亚碱性(peralkaline)的成分分类。由于花岗岩通常具有较高的Si02含量，一般岩浆岩中的拉斑、钙碱性和碱性系列的划分在花岗岩研究中并不经常被采用。 所以花岗岩的系列划分时只用投K2O-SiO2 和ANK-ACNK就可以了。碱性-钙碱性-高钾钙碱性和准铝质-过铝质这些系列的划分，是因为通过大量数据证明，这些划分对岩石成因等方面有一些指示意义。例如：钙碱性花岗岩石是岛弧岩浆活动产物，碱性和过碱性与板内背景有关，过铝质花岗岩石（ACNK要大于 1.1）是沉积岩深熔作用形成，尤其是大陆碰撞时期。 二、花岗岩的成因分类MlSA MlsA(即M、I、S和A型)是目前最常用的花岗岩成因分类方案。其英文分别是I(infraerustal或igneous)、s(supraerustal或sedimentary)、A(alkaline，anorogenie 和anhydrous)和M(mantle derived)。 分类依据：花岗岩的岩浆源区性质划分，及火成岩、沉积岩、碱性岩和有地幔参与成分的源区。 A型特征及成因 A型：岩石学和实验岩石学(Clemensetal.，1986;patino Douce，1997）证据表明，A型花岗岩形成温度高，而且部分A型花岗岩形成压力还很低（即较浅部的中上地壳）。因此，正常的I或者S型花岗岩经分异作用是形成不了A型花岗岩的。 A型花岗岩都表现出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特点，反映其源区存在斜长石的残留(形成的压力较低)，因此它也不可能是慢源岩浆分异而来(在极端情况下，慢源岩浆的强烈结晶分异可能会产生有限的低Sr、Eu的碱性岩石，但此时应与大规模的镁铁质岩石伴生)，或来源于镁铁质源岩的部分熔融。 A型花岗岩的最重要之处是，如果浅部地壳能够发生高温部分熔融，显然暗示其深部存在热异常，而这大多只会在拉张情况下出现。因此，A型花岗岩是判断伸展背景的重要岩石学标志。
第四章水文地球化学参数 水文地球化学参数有三类：物性水文地球化学参数，条件水文地球化学参数，综合性水文地球化学参数。 第一节物性和条件水文地球化学参数 一、物性水文地球化学参数 物性水文地球化学参数是反映事物的性质（物质的性质和物质间相互作用时的质量和能量关系）的参数。如平衡常数，反应速度常数，分配系数，吸附容量，自由能，焓，熵，标准电子活度或标准电极电位，离子电位，离子半径和价态，以及原子结构和其外层的价电子层结构都是反映事和物内在本性的参数。这些参数反映的是事物的本性，或反映的仅仅是事物在理想状态时的特征。事物在理想条件下的状态与实际条件下是有一定的差距的。在研究客观具体事物时还需根据具体条件作具体分析。但尽管如此，收集和掌握这些参数对水文地球化学研究无疑是非常必要和有益的，因为这些参数是对事物进行分析判断的基础，是对事物进行理论计算和实践设计必不可少的参数。 二、条件水文地球化学参数 条件水文地球化学参数是反应体系及其环境所处的条件的参数，是用来描述事物或体系与环境的外观状态的参数，当然也是进行水文地球化学计算时所需要的基本数据。它们主要有水化学组分，含量，pH，pE或Eh，温度，压力等。无疑这些参数是水文地球化学研究和计算中必不可少的重要参数，因而也是我们野外和实验室工作中必须取得的主要资料。 第二节参比和综合性水文地球化学参数 上面已提及，仅有物性水文地球化学参数是不能对水岩体系的客观状态和变化作出确定性的定量回答，也是无法对水岩体系进行具体的水文地球化学计算。但是仅仅依靠条件水文地球化学参数也是不够的，因为同一个客观具体条件对不同的事物的影响显然是不尽相同的。对一个事物要作出既科学又符合客观实际的回答，必须将理论与实践相结合，也就是说，将事物的条件状态与该条件下事物发生变化的边界状态相比较，才能对事物的状态、发展结果和将可能发生的事件作出正确的论断。反映实际条件与该具体条件下的边界条件相比较的结果的参数