稀土元素地球化学
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在岩浆作用中,REE趋向于晚期富集。由超基性岩、基性岩、中性岩一酸性岩或碱性岩,REE逐浙增高,并在钠质火成岩类的碱性岩中达最大富集。从世界上各类稀土矿床的产出情况来看,REE成矿的母岩主要是碱性岩、碳酸岩和花岗岩。和其他稀有元素一样,REE 在岩浆岩中的矿化宫集作用在很大程度上取决于REE的丰度和岩石化学条件。
Cullers和Grat(1984)用Eu/Sm表示Eu的异常,他以成粒陨石的Eu焰皿比值0.35为标准:大于此值为正Eu异常;小于此值为负Eu异常,与此值相近为无异常。
δEu值在稀土乔素地球化学参缉中占有轻重要的地位,它常常作为划分同二大类岩石的亚类和讨论成岩成矿条件的重要参数之一。例如花岗岩类可划分为壳型与壳樱型和富碱侵入体型。壳型花岗岩Eu为中等亏损,δEu平均值为0.46;壳幔型花岗岩Eu为弱亏损,δEu平均值为0.84;碱性花岗岩Eu则强烈亏损,δEu<0.30。
2.总的说来,REE的分馏程度较低,稀土球粒陨石标准化分布型式比较简单。其中大陆玄武岩富集∑Ce;侵入基性岩的稀土分馏较小;从中大西洋脊和东太平洋隆起采集的深海次碱性玄.武岩看,其REE分布型式与球粒陨石相似,仅La、Ce、Pr有明显亏损,在更碱性的深海玄武岩中未见La、Ce、Pr亏损。
3.大陆玄武岩的稀土改分变化很大,但存在两个明显的趋势。无论是∑REE或∑Ce/∑Y均大于球粒陨石。除个别例外,玄武岩的铕异常都很不明显,其δEu值高于沉积岩和花岗岩的δEu值。有时还见有负铈异常,如西伯利亚玄武岩的∑Ce均<l。
(2)碳酸岩和共生的碱性硅酸盐岩石
虽然碳酸岩具有最高的REE含量和LREE/HREE比值,但其变化范围也很大(∑REE =72—15515ppm,(La/Lu)cn=7.1 —1240)。碳酸岩无Eu异常,但出现负Ce异常。无Ce异常的样品比有Ce异常的样品可能形成于更低的氧化条件下。
三、稀土参数图解
这类图解很多,可用于探讨岩石的形成机理或成因分类等问题。分别叙述如下:
(一)La/Sm—La图解
La/Sm对La的图解(图70),在此图上,可以把部分熔融与分离结晶作用区分开来。如该图所示,取自大洋中脊的样品主要落在部分熔融的趋势线上,而冰岛及其附近的样品则沿分离结晶的趋势线分布,这反映了上述岩石的不同成因。此图解用于基性岩类是没有问题的,但对于花岗岩类能否应用则有不同的认识。因为在基性岩中无含REE的副矿物,而在花岗岩类中则常出现含REE的副矿物,如磷灰石、德石、锆石等,甚至于出现REE的独立矿物,如褐帘石、独居石、磷亿矿等;另外,在基性岩中无挥发分,而在花岗岩类(尤其是岩浆分异晚期岩体)中常有挥发分,特别是氟)的聚集,后者的出现对REE分配系数有很大影响。因此在对花岗岩类制作La/Sm—La图解或进行定量模式计算对都要充分考虑上述影响因素,并设法加以排除,否则所计算与团解得出的结论难以令人信服。
(二)La/Yb—REE图解
此图解以La/Yb为纵坐标,以稀土总量为横坐标作图,可用以区分角闪岩与各种沉积岩(见图71),或区分不同类型的玄政岩、花岗岩和碳酸岩(图72)。
(三)Yb/Ca——Yb/La图解
此图解可用于区别岩浆成因的碳酸岩与沉积成团的碳酸盐岩(图73)。作图方法是将碳酸盐类岩石或方解石、磷灰石中的Yb/Ca和Yb/La比值求出,然后将其投到Yb/Ca—Yb/La图解上,便可清楚地鉴别上述岩石或矿物为岩浆成因或沉积成因。
(四)∑Ce/∑Y—∑REE图解
此图解反映REE分馏程度与∑REE之间的关系。如图74所示,该图以香花岭430岩体为例,可看出∑Ce/∑Y与∑REE呈明显的负相关,即随着岩浆从早期向晚期演化,∑REE急剧降低,而∑Ce/∑Y比值迅速增大。
(五) (Nb —Gd —Er) ——(Ce
—Sm —Dy —Y b)图解
此图解又称七组分图解,它是基于偶
数稀土元索与奇数稀土元素比例变化的相
似而建立的。直角坐标的两个轴均选择了
偶数元素,间隔均为三个元素。图解的作
法是,首先将达七个偶数REE的含量加
和,求出Ce等每一个元素的百分含量(即
Ce十Nd十Sm十Gd十Dy十Er十Yb=
100%)。然后在横坐标上从0点取截距Ce,
再平行纵坐标取截距Nd而得到一个投点,
依此类推而得到其余两个投点,将这三个
没点连结成一折线向量即表示某个样品中REE成分的特征(参见图75)。
此图解能清楚地表示岩石或矿物系列中的REE成分特征及其演化方向,如IO.A.巴拉索夫用此图解有效地反映了俄罗斯地台沉积岩中REK组成的演化趋势(图76)及岛孤同源岩石系列的补偿关系(图77)。
(六)La/Nd —∑(La + Ce + Pr)图解
此图解主要反映产自不同类型岩石的独居石内La/Nd比值的变化。弗莱谢尔(F1e 65cher,1965)根据各类岩石中200多个独居石样品的分析结果制成了此固(图78)。因此,根据独居石内的La/Nd比值以及2(La十Ce十Pr)含量的多少可以探讨其成因与共生组合。