岩石地球化学主量处理

浅谈岩石矿物分析的基本流程岩石矿物分析是地球科学中重要的研究手段，通过对岩石和矿物样品的化学和物理性质的分析，可以揭示地壳和地球内部的组成、演化历史和构造过程。

以下是岩石矿物分析的基本流程。

野外采样是岩石矿物分析的第一步。

采样地点应根据研究目的和地质背景选择，通常包括岩石表面和深度样品。

采样过程中需要考虑到样品的均匀性和代表性，避免被外来物质污染。

然后，样品的准备与处理是岩石矿物分析的重要环节。

样品需要进行物理破碎和粉碎成适当的颗粒度，以便于后续分析。

对于不同类型的分析，样品有时还需要进行特殊处理，如磨片、制薄片、腐蚀去脏等。

接下来，进行化学分析。

化学分析是岩石矿物分析中最常用的手段之一。

化学分析可以揭示样品中各种元素的含量和组成，常见的包括岩石主量元素（Si、Al、Fe等）和微量元素（Mg、Ca、K、Na等），以及一些稀有元素（如REE等）。

常用的化学分析方法包括电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）等。

在化学分析的基础上，可以进行岩石矿物的定性和定量分析。

定性分析可以鉴定岩石矿物的种类和存在状态，常用的手段包括X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）等。

定量分析可以测定岩石中各个矿物的含量和比例，常见的方法有全岩岩石矿物分析、显微镜下定量测定和图像分析等。

物理分析是岩石矿物分析中的另一个重要环节。

物理分析可以测定岩石和矿物的物理性质，如密度、磁性、热性等。

常用的物理分析方法包括比重计、振动样品磨砂仪、磁定向仪等。

物理分析可以辅助判断岩石的成因、变质作用和构造特征等。

将分析结果进行整理和解释。

根据化学和物理分析的结果，可以推断岩石的成因类型、含矿性和背景物质来源等。

结合地质背景资料和地球模型，可以进一步解释和推断岩石和矿物样品的演化历史和成因机制。

《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）。

岩石地球化学分析技术的发展与应用在地质学领域，岩石地球化学分析技术是我们了解地球内部奥秘的重要手段。

它如同一位无声的讲述者，通过对岩石中各种化学元素和同位素的分析，为我们揭示地球漫长演化历史中的诸多故事。

岩石地球化学分析技术的发展可以追溯到很久以前。

早期的分析方法相对简单，主要依赖于传统的化学分析手段，如重量法和容量法。

这些方法虽然能够提供一些基本的化学信息，但存在着精度低、分析元素有限等诸多不足。

随着科学技术的不断进步，尤其是在 20 世纪中叶以后，各种先进的分析仪器和技术如雨后春笋般涌现。

其中，X 射线荧光光谱分析（XRF）成为了岩石地球化学分析中的重要工具。

它利用 X 射线激发样品，然后测量样品产生的荧光光谱，从而快速、准确地测定多种元素的含量。

相比传统方法，XRF 大大提高了分析效率和精度，并且能够同时分析多个元素。

电感耦合等离子体质谱（ICPMS）技术的出现更是岩石地球化学分析领域的一次重大突破。

ICPMS 具有极高的灵敏度，可以检测到极低浓度的元素，甚至能够测定一些在岩石中含量极其微量的稀土元素和同位素。

这使得我们能够更加精细地研究岩石的成因、演化以及地质过程中的物质迁移和交换。

除了上述技术，电子探针微区分析（EPMA）在岩石地球化学研究中也发挥着重要作用。

它能够对岩石中的微小区域进行化学成分的分析，为我们了解岩石的微观结构和成分变化提供了关键信息。

这些先进的分析技术在地质学的各个领域都有着广泛的应用。

在矿产勘查方面，通过对岩石地球化学特征的分析，可以有效地圈定成矿远景区，预测矿产的类型和规模。

例如，在寻找金矿时，通过分析岩石中与金成矿相关的元素，如砷、汞等的含量和分布特征，可以为找矿工作提供重要的线索。

在研究地球的演化历史方面，岩石地球化学分析技术更是功不可没。

通过对不同地质时期形成的岩石进行化学分析，我们可以了解地球在漫长岁月中的化学组成变化，进而推断出地球内部的热状态、构造运动等重要信息。

一、主量元素：把研究体系（矿物、岩石）中元素含量大于1%的元素称为主量元素。

微量元素：研究体系中浓度低到可以近似地服从稀溶液定律的元素称为微量元素。

二、放射性同位素：原子核不稳定，它们以一定方式自发地衰变成其他核素的同位素。

放射性成因同位素：由放射性元素衰变而形成的同位素。

三、能斯特分配系数：在一定的温度、压力条件下，当两个共存地质相A、B平衡时，以相同形式均匀赋存于其中的微量组分i在两相中的浓度比值为一常数，该常数称为能斯特分配系数。

四、元素的地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出来的有选择地与某种阴离子结合的特性，称为元素的地球化学亲和性。

五、高场强元素：离子半径小，离子电荷高，离子电位>3，难溶于水，化学性质稳定，为非活动性元素。

如：Th、Nb、Ta、Zr。

大离子亲石元素：离子半径大，离子电荷低，离子电位<3，易溶于水，化学性质活泼，地球化学活动性强。

如：Rb，K，Cs，Ba。

六、亲铁元素：在自然体系中，特别是在O、S丰度低的情况下，一些金属元素不能形成阳离子，只能以自然金属形式存在，它们常常与金属铁共生，以金属键性相互结合，这些元素具有亲铁性，属于亲铁元素。

七、放射性同位素的衰变方式：（1）β-衰变：原子核中一个中子分裂为一个质子和一个电子，β-质点被射出核外，同时放出中微子v。

（2）电子捕获：原子核自发地从K或L层电子轨道上吸取一个电子（多数为K层，故又称K层捕获），与一个质子结合变成一个中子。

（3）α衰变：重核通过放射出由两个质子和两个中子组成的α质点而转变成稳定核。

（4）重核裂变：重同位素自发地分裂成2或3个原子量大致相同的碎片。

八、盐效应：当溶液中存在易溶盐类（强电解质）时，溶液的含盐度对化合物的溶解度会产生影响，表现为随溶液中易溶电解质浓度的增大将导致其他难溶化合物的溶解度增大，称盐效应。

电负性：电负性等于电离能（I）与电子亲和性（E）之和X=I+E，可用于度量中性原子得失电子的难易程度。

地质学研究中的地球化学分析技术地质学是一门研究地球的物质组成、内部结构、外部特征、各圈层之间的相互作用以及地球演化历史的科学。

在地质学研究中，地球化学分析技术扮演着至关重要的角色。

这些技术能够帮助地质学家深入了解地球的形成、演化以及各种地质过程，为解决许多地质问题提供关键的证据和信息。

地球化学分析技术涵盖了多种方法和手段，每种都有其独特的应用领域和优势。

其中，常见的技术包括原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICPOES）和电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）。

原子吸收光谱法是一种相对较为传统但仍然广泛应用的技术。

它基于物质对特定波长的光的吸收特性来定量测定元素的含量。

这种方法对于测定一些常见的金属元素，如铜、锌、铅等，具有较高的准确性和灵敏度。

其操作相对简单，成本也较为适中，在地质实验室中是一种常用的基础分析手段。

电感耦合等离子体发射光谱法具有多元素同时分析的能力，可以在短时间内测定大量元素的含量。

它能够检测的元素范围广泛，从主量元素到微量元素都能涵盖。

这使得它在研究岩石、矿物的整体化学组成以及地质样品的普查中发挥了重要作用。

通过ICPOES 获得的元素分布信息，地质学家可以推断岩石的成因类型、形成环境以及经历的地质过程。

电感耦合等离子体质谱法则是一种更为强大和灵敏的技术。

它能够检测到极低浓度的元素，甚至可以达到痕量和超痕量水平。

这对于研究一些稀有元素、稀土元素以及同位素组成具有不可替代的优势。

例如，通过测定稀土元素的含量和分布模式，可以揭示岩石的源区特征和演化历史；而同位素分析则可以用于确定地质年代、追踪物质来源和迁移过程。

除了上述光谱和质谱技术外，X 射线荧光光谱法（XRF）也是地球化学分析中常用的方法之一。

XRF 利用 X 射线激发样品产生荧光，通过测量荧光的波长和强度来确定元素的种类和含量。

它具有非破坏性、快速、能够同时分析多种元素等优点，特别适用于对岩石、土壤等固体样品的原位分析和大规模筛查。

岩石地球化学及其应用岩石地球化学是地质科学中的一个重要分支，是关于岩石的成分、构造和演化的一门科学。

成为岩石地球化学家需要了解地球物质的本质，掌握物质的化学性质和物理特性，并能有效分析、测试、输出有关信息。

岩石地球化学既有理论依据，又有广泛的应用价值，占地质科学中相当重要的一席之位。

一、岩石地球化学概述岩石地球化学的主要研究对象——岩石是地球的重要组成部分，对了解地球演化和构造有重要的意义。

因此，岩石地球化学是以研究岩石化学组成和物理结构分析为目标的科学。

这其中，英特纳蒂质量分析和X射线粉末衍射技术是岩石地球化学的重要手段。

1、英特纳蒂质量分析英特纳蒂质量分析是岩石地球化学中常用的分析方法，可以分析出几十种元素，如碳、氧、铜、锡、铅、钴等等。

这种分析方法是基于质谱原理的，将样品分解，然后利用质谱仪对分子、原子离子比进行分辨。

其分辨的精度和灵敏度相对于其他分析方法是较高的。

2、X射线粉末衍射技术X射线衍射技术是通过X射线衍射实验来分析样品晶体结构的方法。

在岩石地球化学研究中，这种方法常用来判断晶体内部的微观结构和化学成分，用以评估岩石组成、演化与性质。

这种技术同样也可以使用在非晶态、流态或块态材料如高分子、纤维素等中，是一种有广泛应用的分析方法。

二、岩石地球化学应用岩石地球化学应用十分广泛，涉及到地球表层构造、矿产开发、环境资源与污染、石油勘探等多个领域。

1、地球表层构造岩石地球化学应用于地球表层构造领域，可以分析表层的岩石和矿物成分，确定其演化变化历史。

通过岩石地化学以及颗粒物的微小构造分析，可以判断出在板块运动过程中被隔离的岛国地质区以及发生的地震带。

并通过这些发现，了解到地球的构造演变和变化历史。

2、矿产开发岩石地球化学的分析可以结合不同地质环境，确定岩石和矿物成分、含量、性质等数据的研究方法。

此外，通过岩石矿物数据分析，可以判断出不同时期矿床的形成过程、所在位置以及矿山中矿物成分的区别。

而矿物成分的分析结果对后续矿产开发中的探矿、选矿、精炼等作业具有参考意义。

地球化学对岩石成因及变质作用的解析地球化学是研究地球上元素分布、演化和地球化学过程的学科，对于岩石成因及变质作用的解析具有重要意义。

本文旨在探讨地球化学在揭示岩石成因及变质作用中的应用，并从不同的角度进行分析和论述。

一、地球化学在岩石成因研究中的应用1. 元素分布及相互关系的分析地球化学通过测定不同岩石中的元素含量，揭示了元素在地壳中的分布规律。

这一研究方法有助于确定岩石来源及形成机制。

例如，通过分析地壳不同层位的元素含量和比例，可以推测岩石的来源及演化历史，进而推测地壳的演化过程。

2. 同位素的应用同位素是具有相同原子序数但质量数不同的同种元素。

地球化学通过对岩石中同位素的测定，可以揭示岩石成因的信息。

例如，同位素年代学方法可以用于确定岩石的年龄，揭示地壳演化的历史。

此外，同位素比值的测定还可以推断岩石来源、物质循环过程等重要信息。

3. 元素地球化学分馏的研究元素地球化学分馏是指在地球化学过程中，元素所经历的分配、分离和富集过程。

地球化学通过对元素富集和分馏的研究，可以揭示不同岩石成因过程中元素的迁移、富集和排放过程。

这对于研究岩浆岩成因过程及构造运动具有重要意义。

二、地球化学在岩石变质作用中的应用1. 化学变质过程的解析地球化学可以通过分析岩石中不同阶段的化学成分变化，揭示岩石变质作用的类型和程度。

例如，通过测定变质岩中的矿物组成及其化学成分，可以判断变质作用的温度、压力、流体及反应物质来源等信息。

2. 元素迁移与赋存状态的研究岩石变质过程中，元素的迁移和赋存状态会发生变化。

通过地球化学的研究，可以揭示岩石中元素的迁移路径和富集特点，进而推断变质作用的类型和阶段。

例如，变质作用中的流体活动对元素的迁移和赋存状态有重要影响，地球化学的研究可以帮助揭示这一过程。

3. 岩石变质指标的建立与应用地球化学可以根据岩石中不同元素的含量和比值，建立各种变质指标，用于研究和划分变质作用的类型和程度。

例如，变质指标包括指示高压变质、低压变质、区域变质等的元素比值，通过地球化学的分析，可以判断变质作用的类型和程度。