蛇绿岩中地幔橄榄岩成因及构造意义研究 研究目的和意义： 地幔橄榄岩是蛇绿岩超镁铁岩的主要岩石类型。在蛇绿岩的形成过程和构造侵位的过程中，地幔橄榄岩还会遭受部分熔融作用，熔体萃取作用，以及地幔交代等多种地质作用的影响和改造。不同的地质作用会产生相应的矿物组合，通过对蛇绿岩中的地幔橄榄岩不同时代矿物组合特征的研究，可以进一步对蛇绿岩形成构造背景的认识，对于恢复蛇绿岩的形成和演化至关重要。 拟解决的问题： 1.地幔橄榄岩的形成过程中所经历的地质作用，如部分熔融作用，熔体抽取作用，流体-岩石反应，熔体-岩石反应等。 2.蛇绿岩的形成环境，如SSZ环境和MOR环境[1]。 拟研究的手段和方法： 1. 岩石学 对岩石的结构，构造，风化程度以及变质程度以及组成矿物进行研究，对岩石进行定名，如地幔橄榄岩包含纯橄岩，方辉橄榄岩以及二辉橄榄岩。 2. 矿物学 对岩石的组成矿物进行观察研究，地幔橄榄岩中不同时代的矿物的矿物组合具有不同的结构特征，反映了岩石成因的复杂性和多阶段演化的特征。 地幔橄榄岩中的矿物会保存地幔橄榄岩形成和演化历史的印记，尤其是地幔橄榄岩的矿物组合及化学特征对认识地幔橄榄岩的成因和恢复蛇绿岩的形成背景至关重要。对地幔橄榄岩中的橄榄石，斜方辉石，单斜辉石，尖晶石等矿物的化学成分进行研究和分析。 室内试验工作显示，尖晶石二辉橄榄岩在10—20 kbar的压力范围内，随着岩石熔融程度的增加，岩石中单斜辉石的含量迅速减少，斜方辉石的含量将逐渐降低。橄榄石的Fo和NiO含量，辉石的Mg#和Cr2O3含量，铬尖晶石的Cr#值将逐渐增加，而辉石和全岩的Al2O3和TiO2将逐渐减少[2]。 尖晶石的Cr#值是地幔岩熔融程度、源区亏损程度以及结晶压力的灵敏指示剂，Cr#反映了地幔部分熔融程度的增加[3]，经历较高程度部分熔融和萃取的橄榄岩具有较高的Cr#值。Dick 和Bullen（1984）根据铬尖晶石的成分将阿尔卑斯型地幔橄榄岩分为三中类型：Ⅰ型：铬尖晶石的Cr#<60;Ⅲ型：铬尖晶石的Cr#>60；Ⅱ型：为一种过渡类型，铬尖晶石的Cr#包含Ⅰ型和Ⅲ型地幔橄榄岩中的铬尖晶石。其中Ⅰ型地幔橄榄岩可能反映了洋中脊大洋岩石圈的环境，相当于深海橄榄岩，其部分熔融程度较低；Ⅲ型地幔橄榄岩，形成于岛弧环境，经历了较高程度的部分熔融；Ⅱ型地幔橄榄岩，则反映了复合来源的特征[3]。 利用铬尖晶石的Cr#—Mg#图解，可以判断地幔橄榄岩的形成环境，即为SSZ型还是MOR
岩石地球化学特征 1火山岩岩石学特征 1.1主量元素特征该旋回岩石化学成分平均值与黎彤值和戴里值相比，该旋回火山熔岩，总体具高硅、高镁，低铁、铝、钙的特点；A/NKC值反映该旋回为铝过饱和岩石类型；分异指数（DI）为3 2.63～88.51， 均值为61.04，各氧化物随着DI值的增大有不同变化，如SiO2、K2O 明显升高，Na2O稍有增高，Al2O3变化不明显，TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO明显降低，MnO、P2O5稍微降低。总体上反映了该旋回火山 岩正常的分异趋势；里特曼组合指数说明本区义县旋回火山岩具钙碱 性向碱性演化的趋势。总体上来看，依据同源岩系的δ值事连续且相 近的原理，说明义县旋回火山岩浆是同源的。 1.2微量元素特征该旋回火山岩各岩石过渡元素分配型式曲线基本协 调一致，呈明显的“W”型，表明为同源岩浆分异产物。岩石曲线出现 相交现象，是因为个别元素在不同岩石中富集水准不同所致，反映了 岩浆在运移和成岩过程中可能有外界物质的介入和混染。图中给类岩 石的Ba、Nb呈明显的波谷，说明其在该旋回岩浆演化分异过程中分异 较好，而Zr具有明显的波峰说明该元素在该旋回中比较富集。仅在流 纹岩中Th元素具有明显的波谷，说明其在流纹岩中分异较好。 1.3稀土元素特征该旋回火山熔岩各岩石稀土总量差别较大，∑REE 在94.6～230.17，平均值为152.4。与世界同类岩石维氏值相比，该 旋回火山岩基性-中性岩，为富稀土岩石，中酸性-酸性岩为贫稀土岩石。LREE/HREE值为9.26～15.49，（La/Yb）N值为11.8～27.33，（Ce/Yb）N值为7.98～17.35，La/Sm值为3.36～8.83之间，以上参 数值及稀土配分曲线特征反映该旋回火山岩各岩石均具轻稀土富集， 分馏较好；重稀土亏损，分馏较弱的特点，火山岩浆可能来源于壳幔 混源。 2火山岩形成环境及源区
地球化学勘查(专升本)阶段性作业1 总分：100分得分：0分 一、单选题 1. 勘查地球化学最初起源于_____(5分) (A) 美国 (B) 德国、 (C) 中国 (D) 前苏联 参考答案：D 2. 勘查地球化学研究元素在天然介质中的分布特征，其主要目的是_____(5分) (A) 发现地球化异常 (B) 找到矿产资源 (C) 元素的分布规律 (D) 治理污染 参考答案：B 3. 影响元素在矿物中分配形式的主要因素是_____(5分) (A) 元素的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 同位素组成 (D) 其它元素 参考答案：B 4. 贵金属的含量单位常用_____(5分) (A) % (B) ‰ (C) g/t (D) 10－6 参考答案：C 5. 从元素的戈尔特施密特分类来看，Au属于_____(5分) (A) 亲硫元素 (B) 亲铁元素 (C) 亲生物元素 (D) 亲气元素 参考答案：B 二、多选题 1. 影响元素表生地球化学行为的主要因素有_____(5分) (A) 元素本身的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 降雨 (D) 生物作用 参考答案：A,C,D 2. 影响物理风化的主要因素是_____(5分) (A) 植物根系 (B) 气候、 (C) 地形 (D) 温度 参考答案：B,C,D
(A) Si (B) Al、 (C) Zn (D) Cu 参考答案：C,D 4. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 5. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 三、判断题 1. 降水是影响元素表生地球化学行为的主要因素之一(5分)正确错误 参考答案：正确 解题思路： 2. 松散堆积物就是残坡积物_____(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 3. 高异常区下面就能找到矿_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 4. 土壤测量是化探中适用性最好的方法_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 5. Mg在岩石中通常是微量元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 6. 稀土元素是亲硫元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 7. LILE是亲石元素(4分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路：
火山岩大地构造环境 摘要：花岗岩与大地构造环境之间存在着成因联系，因为岩浆活动受到了构造环境的控制。在大地构造演化的各个阶段中，花岗岩的岩石化学成分表现出有序的演化趋势，这种趋势在常量、微量及稀土元素等方面都有反映。通过化学成分的变化，并利用典型的构造环境中花岗岩的数据及数学手段建立的一套判别方法，可以用来判别花岗岩形成的大地构造环境。 关键词：花岗岩；构造环境；成因分类；成分演化 花岗岩与大地构造的成因联系： 板块构造理论的建立为岩石大地构造学的研究提供了理论依据。不同的构造环境由于物质组成、温压条件及构造变动的差异，岩浆在形成机制、混染程度、分异类型、运移过程和侵位方式及其以后的变质、变形等地质作用也必然有不同的表现形式，并形成一定的岩石类型和岩浆岩组合。BarkerD.5.关于岩浆作用的基本假设反映了岩浆活动与大地构造作用的内在关系：（1）岩浆是由地慢或地壳部分熔融产生的，没有一个长久的世界性的岩浆房存在。（2）熔化是动力过程的反映，热量不能聚集在一个很小的高温空间中，且仅仅依靠放射热能不足以引起熔融。因此，岩浆的形成有三种方式：（a）通过下部岩浆的热传导或者断裂、剪切、俯冲等作用的运移使岩石达到高温状态；（b）断裂抬升或贯入作用的降压过程；（c）变质作用中固相线较低的物质成分变化。（3）即使岩浆在进入地壳中用地质的时间尺度看是瞬时的，不同期次的岩浆作用（甚至是被改造过的）也将保留其化学特征川。这些基本假设明确地阐述了岩浆作用与大地构造作用之间的成因联系，前两条假设说明了大地构造作用对岩浆作用的限制性，第三条假设则说明了探索二者之间关系的可能性。PeiveA.B等人把花岗岩的形成与地壳的演化直接联系起来，将地壳的发展演化划分为大洋、过渡和大陆三个有序阶段。洋壳在俯冲作用等一系列复杂的过程中受到改造，向过渡壳演化。在这一过程中，玄武岩通过局部熔融或者交代作用，在不成熟的过渡壳（如岛弧）中可以形成局部新生的花岗岩层，构成未来陆壳的“萌芽体”，其明显的特点是Na 2 O的含量大于 K 2 O的含量，反映了花岗岩层的新生性质和不成熟特点。斜长花岗岩化是过渡壳成熟过程中的产物，反映了洋壳物质不断被改造，并向陆壳逐步演化的过程。由斜长花岗岩化发展为大规模的钾长花岗岩化是过渡壳向陆壳演化阶段的突出事 件，K 2O和Na 2 O的含量也发生了变化，使地壳走向最终的成熟阶段。这种新的认 识揭示了花岗岩在大地构造演化中的意义，并且明确了地壳演化中各个阶段的花岗岩种类及其性质，成为地壳演化不同阶段的直接标志。近年来Wiokham5.M.对东比利牛斯裂谷变质作用的研究认为，花岗岩可以形成于大陆裂谷这一高温低压的构造环境。由于裂谷作用使地壳拉伸减薄，引起上地慢热物质的上涌，并使地壳物质发生部分重熔，形成大量的花岗岩类侵入体和若干代表极高的地温梯度的凝缩变质岩系川。上地慢的热物质在裂谷环境中也可能直接参与了岩浆的混染改造作用，使地壳物质向过渡类型转化，形成拉张型过渡壳，由此何国琦等提出了地壳演化的五阶段模式闭。所有这些关于花岗岩与大地构造作用之间的关系的新认识，就是我们研究二者之间内在联系的基础，也是我们进行花岗岩的构造环境判别的理论依据。 花岗岩的构造成因分类： 近代一些花岗岩学说都包含了一种假说，即花岗岩的形成与造山运动和区域变质作用有关。从这一观点出发，传统的槽台学说认为，地槽褶皱回返或者造山运动的各个不同阶段可以形成一些不同特征的花岗岩，并将其分为同造山期花岗
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学课程作业1（共 3 次作业） 学习层次：专升本涉及章节：绪论——第一章 一．名词解释 1．克拉克值：指元素在地壳中的平均含量。 2．地球化学体系：把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理化学状态（T、P等），并且有一定的时间连续。根据研究需要，这个体系可大可小。 3．元素丰度：将元素在地球化学体系中的平均含量称之为丰度，它是对这个体系里元素真实含量的一种估计，即元素在一个体系中分布的一种集中（平均）倾向。 4．大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。 二．填空题 1. 陨石的主要类型有石陨石、铁陨石和石铁陨石三类。 2. 元素的丰度主要是针对相对较大的体系而言，例如太阳系、地球和大陆地壳。而元素的含量主要针对相对较小的体系而言，例如研究对象是某矿物、某流体包裹体或某块岩石。 3. 就结构分层而言，地球自地表向下可依次分为地核、地幔和地壳三个主要圈层。 4. 地球化学主要研究和解决（1）地球系统中元素及同位素的组成，（2）地球系统中元素的共生组合和元素的赋存形式，（3）元素的迁移和循环，（4）元素在自然界所发生的各种地质作用中的行为，（5）元素的地球化学演化和（6）地球的历史及其演化等六个方面的主要问题。 三．简答题 1. 简要介绍太阳系元素丰度的基本特点。 答：（1）、H和He是丰度最高的两元素，几乎占了太阳中全部原子数目的98%；（2）、原子序数较低的元素，丰度随原子序数增大呈指数递减，而原子序数较大的（Z＞45）各元素丰度值很相近；（3）、原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律即奇偶规律；（4）、质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。如，4He （Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58，N=82)等都具有较高的丰度；（5）、Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。 2. 说明地球的圈层结构和对应物质组成。 答：答：地球大体上分地壳、地幔和地核三个大的圈层。其中地壳为地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，包括大陆地壳（上部硅铝层，由沉积岩层和花岗岩、片麻岩等组成，富Si、K、Rb、Th、U等元素下部硅镁层，相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩相岩石。）和大洋地壳（上部2km为未固结的海相沉积物下部为硅镁层（玄武质岩层））。地幔为莫霍面以下到~2900km，分上地幔（~410km，主要由致密、刚性的Fe-Mg硅酸盐岩组成，即斜长石相-石榴石相橄榄岩）、过渡带（是一个温度相当于岩石熔点的可流动塑性层，又称软流层）和
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
地球化学找矿习题集 一、填空题 1．地球化学找矿具有对象的微观化，分析测试技术是基础，擅于寻找隐伏矿体和准确率高、速度快、成本低。的特点。 2．地球化学找矿的研究物质主要是岩石、土壤、水系沉积物、水、气体和生物。 3．地球化学找矿的研究对象是地球化学指标（或物质组成）。 4.应用地球化学解决地球表层系统物质与人类生存关系。 5.应用地球化学研究方法可以分为现场采样调查评价研究与实验研究。 6.元素在地壳的分布是不均匀的，不均匀性主要表现在空间和时间两方面。 7.克拉克值在0.1％以下的元素称为微量元素，其单位通常是ppm（或10-6）。 8.微量元素的含量不影响地壳各部分基本物理、化学性质，但是在特定的条件下，可以富集而形成矿床。 9.戈尔德施密特根据元素的地球化学亲和性，将元素分为亲铁元素、亲硫（亲铜）元素、亲氧（亲石）元素、亲气元素和亲生物元素。 10.元素迁移的方式主要有化学-物理化学迁移、机械迁移和生物-生物化学迁移。 11.热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移，迁移方式主要有渗透迁移和扩散迁移两种。 12．影响元素沉淀的原因主要有PH变化、Eh变化、胶体吸附、温度变化和压力变化。 13.地壳中天然矿物按阴离子分类，常见有含氧化合物、硫化物、卤化物和自然元素。 14.地球化学异常包括异常现象、异常范围、异常值三层含义。 15.地球化学省实质是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 16.地壳元素的丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。 17.地壳中元素的非矿物赋存形式包括超显微非结构混入物、类质同象结构混入物、胶体或离子吸附和与有机质结合。
地球化学赵伦山张本仁 韩吟文马振东等 P 1：地球化学基本问题) P 5：克拉克值，地球化学发展简史（几个发展阶段） P31：元素丰度，表示单位元素在地壳平均化学丰度―――确定方法，克拉克值， P37：元素克拉克值的地球化学意义 P68：类质同象和固溶作用 P81：元素的赋存状态――1，5种 P88: 元素迁移 P 123: 相律 P169: 衰变定律 P181：痕量元素地球化学，稀土元素的研究方法和意义（痕量元素=微量元素） 复习内容及答案汇总 一、地球化学研究的基本问题、学科特点及其在地球科学中的地位（P1－） 地球化学是研究地球及相关宇宙体的化学组成、化学作用和化学演化的科学，在地球化学发展历史中曾经历了较长时间的资料积累过程，随后基于克拉克、戈尔施密特、维尔纳茨基、费尔斯曼等科学家的出色工作，地球化学由分散的资料描述逐渐发展为有系统理论和独立研究方法的学科。目前地球化学已发展成为地球科学领域的重要分支学科之一，与岩石学、构造地质学等相邻学科相互渗透与补充，极大地丰富了地球科学研究内容，在地质作用过程定量化研究中已不可或缺。 地球化学的研究思路和学科特点是：（1）通过分析常量、微量元素和同位素组成的变化，元素相互组合和赋存状态变化等追索地球演化历史；（2）利用热力学等现代科学理论解释自然体系化学变化的原因和条件，探讨自然作用的机制；（3）将地球化学问题置于地球和其子系统（岩石圈、地壳、地幔、地核等）中进行分析，以个系统的组成和状态约束作用过程的特征和元素的行为。 围绕原子在自然环境中的变化及其意义，地球化学研究主要涉及四个基本问题：（1）研究地球和动质体中元素和同位素的组成；（2）研究元素的共生组合和赋存形式；（3）研究元素的迁移和循环；（4）研究元素和同位素迁移历史和地球的组成、演化历史、地球化学作用过程。 二、简述痕量元素地球化学研究解决的主要问题 痕量元素地球化学理论使许多地质难题迎刃而解，其可解决的主要问题有：
《勘查地球化学》复习题 一、名词对解释与异同比较 1、变异系数与衬度系数 变异系数：地球化学指标的均方差相对于均值的变化程度，即C V=S/X*100%。 衬度系数：异常清晰度的度量，目前有多种表示方法：异常均值相对异常下限或背景值的百分比、异常峰值与异常下限的比值等三种。 前者反映了数据的相对离散程度，该值较大时也可表现出较大的衬度系数。 2、表生环境与内生环境 表生环境指氧、二氧化碳、水等充分且能自由参与、常温恒压、开放的体系，并有生物作用参与的地表或近地表环境，包括岩石圈表层、土壤圈、水圈、大气圈、生物圈等环境。 内生环境则与之相反，是一种高温、高压、还原、流体活动受限的环境。 3、同生碎屑异常与后生异常 同生碎屑异常：岩石在地表以物理风化为主时，其风化后形成的土壤中碎屑矿物与岩石的化学组成并没有发生明显改变所形成的异常。 后生异常可以发育在任何介质中。形成异常的物质通常已经在活动相（水溶液、气体、植物体及大气搬运的质点）中迁移了或远或近的距离，而在异常地点沉积下来。 4、上移水成异常与侧移水成异常 上移水成异常：土壤中的呈溶解态的离子在毛细管作用下，由深部向地表迁移，在土壤中形成的次生异常。 金属元素被地下水溶解并随着迁移很远的距离，在某种沉淀障上析出，这就形成了侧移的水成异常。 5、地球化学背景与异常 地球化学背景指未受矿化影响或无明显的人为污染的地区为背景区，在背景区内某个地球化学指标的数值特征即为背景值。与背景相对存在就是异常区，空间上如矿化地区及受到明显人为污染地区，我们常把高于背景上限的或低于背景上限的范围称为异常。 6、机械分散流与盐分散流 前者以物理风化作用形成的碎屑流为主；后者为岩屑在水介质搬运过程中溶解形成的可溶性的离子或分子为盐分散流。 7、原生晕与次生晕 前者的赋存介质主要为岩石，而后者的赋存介质为岩石的次生产物，如土壤、水系沉积物、水中可溶性物质及生物地球化学异常等。 8、非屏障植物与屏障植物 非屏障植物指植物中某元素的含量与下伏土壤中该元素的含量（可溶解吸收部分）呈线性相关，具有该元素的极大的富集能力（大于300倍）的植物。其对矿产勘查来说是最优选择的种属。 9、空间分带与成因分带 这是原生晕的两种分类方式，前者以现代方位来观察原生晕的形态，分垂直分带和水平分带；后者考虑热液成矿过程及地质体产状等，具有成因意义，分轴向、纵向及横向分带等三种。 10、相容元素与不相容元素 总分配系数大于1的元素为相容元素，而其小于1为不相容元素，即元素在固液两相间倾向于后期流
微量元素:将各种地质体系中呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素称为痕量或微量元素。 严格定义：只要元素在所研究的客体(地质体，岩石，矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为， 即可称为微量元素。 Major elements （主量或常量元素）：大多数地质物质中含量大于0.1%的元素： O ，Si ，Al ，Fe ，Ca ， Na ， K ， Mg 。造岩矿物的基本组成。 用氧化物质量百分比表示。 Minor elements （少量元素）：不太丰富的主量元素: Ti ， Mn ， P 等。 常量元素：SiO 2、TiO 2、Al 2O 3、TFe 2O 3、FeO 、MnO 、MgO 、 CaO 、Na 2O 、K 2O 、P 2O 5、烧失量； Trace elements （微量或微迹元素）: 大多数地质作用中含量小于0.1%的元素。 除主量和少量(总重量丰度占99%左右)以外呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素。 相容元素(Compatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素； 不相容元素(Incompatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素。 也称为亲岩浆元素(hygromagmatophile) 高场强元素(high field strength elements-HFSE): 离子半径小的高电荷阳离子 (离子电位>3.0)。 Zr ， Hf ， Nb ， Ta ， Th ， U ， Ti ， REE 。 低场强元素(low field strength elements-LHSE): 离子半径大的低电荷阳离子(离子电位<3.0)。 又称大离子亲石元素(large ion lithophile elements-LILE)。如K ， Rb ， Cs ， Sr ， Ba 。 此组元素更活泼， 特别在涉及流体相的体系中。 场强:微量元素离子电荷/离子半径比值称为场强(field strength)。指阳离子每单位表面积的静电荷，也称为离子电位， 即离子在化学反应中吸引价电子的能力 能斯特分配定律：在给定溶质、溶剂及温度和压力下， 微量元素i 在两相间的浓度比值为常数K D ，它与温度和压力有关， 与i 的浓度无关(在一定浓度范围内)。 两相中的浓度比值就是能斯特分配系数。 只适用于稀溶液或微量元素的分配。 总分配系数 D ＝ n 为含元素i 的矿物数， W i 为每种矿物在集合体中所占的重量百分数， K Di 为元素在每种矿物与熔体间的简单分配系数。 某体系i 元素的总分配系数D 为元素i 在所有矿物中的简单分配系数加权和。 复合分配系数：亦称变换分配系数，或亨德森分配系数，它既考虑微量元素在两相中的比例，也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例，能较真实的反映两者之间类质同像交换对微量元素分配的影响。表达式为： 晶体-熔体分异： 晶出矿物和残余熔浆两相。 不混溶熔体的物理分离(Physical separation of immiscible melts):岩浆或流体分异成两种以上互不相溶的液相，通常可能是硫化物＋硅酸盐两相，或富硅+富铁的两种硅酸盐熔体相等。如果分离出的两相都为熔体，称为岩浆熔离作用。 熔体-流体分离(Melt-fluid separation):岩浆活动过程中挥发分的逸出。由于压力突然降低或温度下降到流体饱和以下。 REE 两分法或三分法 两分法: (1)轻稀土(LREE )或铈族稀土，La 到Eu:原子序数小，质量小； (2)重稀土(HREE )，Gd 到Lu ：原子序数大，质量大，有时把钇(Y)也列入HREE 。Gd 到Lu+Y 为钇族稀土； 三分法: 轻稀土(LREE:La-Nd )，中稀土(MREE: Sm-Ho )和重稀土(HREE:Er-Lu )； 原始地幔标准化蛛网图：原始地幔指大陆地壳形成之前的地幔。Wood et al.(1979)估计了原i D n i i K W ?∑=1
火山岩岩石化学整理及应用 作用与目的： （一）客观反映研究对象的化学特征，如氧化物、微量元素的丰度、演化学变化规律、富集及迁移规律。 方法：与平均值、与克拉克值对比，用分析值、某些比值以及哈克图解等方法分析、研究。（二）求化学参数确定火成岩基本类型、系列 如碱性、钙碱性，高钾、低钾、铝饱和、硅饱和、分异度… *对于火山岩，尤为主要是确定拉斑系列和钙碱性系列，采用参数、比值、图解等方法。（三）研究火山岩成因类型 如花岗岩类的I、S；火山岩的钠质、钾质类型；大西洋型、太平洋型… （四）确定成因及大地构造环境 如岛弧、板内、板缘… （五）确定岩石成岩过程中的温压信息（地质温度计、压力计），计算P、T参数… （六）分析成矿情况 *对每一计算，要明确计算要满足的基本条件和数据解释的有效性 *对图解，要确定使用范围，参数的取值范围，计算公式对标准图解要弄清原图的思路，有无改进方法… 火山岩整理、掌握 一、火山岩类的铁调整 （注意：计算氧化度等值时，不允许调整） A：Fe2O3上限值的确定： ①基性一超基性玄武岩类建议用Fe2O3=TiO2+1.5（由于岩石中TiO2较稳定，不易风化蚀变等影响。而TiO2与Fe2O3有一定的关系。） ②中基性岩火山岩（参明照花岗岩的铁调整） B：调整方法 包括不同成分的火山岩、深成岩，均可采用Le Maitre(1976)方法进行调整 1.是否需要调整?视实际氧化度(O X实)与允许氧化度(O X允)的相对大小而定。 所谓O X实是由岩石化学分析结果中的FeO、Fe2O3值计算所得，它反映岩石中实际计算
出来的已有的氧化度。 即：O X实=FeO／(FeO+ Fe2O3) 所谓O X允，是由岩石化学分析结果中的SiO2、K2O，Na2 O值计算所得。深成岩与火 山岩的计算式不同，反映岩石中根据SiO2、K2O+Na2 O（Alk）确定岩石中允许的氧化度。 由于岩石易于氧化，因此O X实的数值不一定可靠，常常由于Fe2O3高、FeO低，而使 O X实低。而由SiO2、K2O+Na2 O（Alk）确定，因此是岩石真正氧化度的标准值。 综前所述，岩石中SiO2、Alk愈高，O X允愈小，则允许的Fe2O3上限值愈大；反之，SiO2、Alk愈低，O X允愈大，则允许的Fe2O3上限值也愈小。火山岩与深成岩O X允计算式不同。 即对于深成岩：O X允=0.88－0.0016SiO2－0.027(K2O+Na2 O) 对于火山岩：O X允=0.93－0.0042SiO2－0.022(K2O+Na2 O) 如果由岩石中Fe2O3、FeO计算的O X实大于由岩石中计算的SiO2、K2O+Na2O计算的O X 允，说明该岩石的Fe2O3不高(FeO不低)，不需要调整；反之，如果O X实< O X允,说明该岩石中Fe2O3，超过上限值，需要调整Fe2O3、FeO。 2．如何进行调整?已知O X=FeO／(FeO+ Fe2O3)；设调整后的Fe2O3(即Fe2O3的上限值) 为x，如多余的Fe2O3，换算为FeO，则调整后的FeO=FeO+0.9(Fe2O3－x)，以之代入O X=FeO ／(FeO+ Fe2O3)，则 O X =[FeO+0.9(Fe2O3－x))/(FeO+0.9(Fe2O3－x)+x] 得x= (1－O X)(FeO+0.9 Fe2O3)/(0.1O X+0.9） 此x值为调整后的Fe2O3，也即Fe2O3的上限值；该式中O X为O X允，即O X实=O X允。调整 后的FeO设为y，则y=FeO +0.9(Fe2O3－x)。 综上所述，可小结如下： 1.凡是要研究岩石的氧化程度，而不需要计算标准矿物者，岩石中Fe2O3、FeO不应调整。 2.凡是计算标准矿物的岩石，如Fe2O3不超过上限值者，一般也不需要调整；只有超过上 限值者，才需要调整。 3.对于各种成分的火山岩、深成岩，均可用Le Maitre(1976)方法进行调整Fe2O3、FeO。凡 O X允
主要标准矿物组合： Or ：正长石 Ab ：钠长石 An ：钙长石 Q ：石英 En ：辉石 Hy ：紫苏辉石 C ：刚玉 Mt ：磁铁矿 A/CNK=Al 2O 3/CaO+Na 2O+K 2O A/CNK 数值： ＞1.1，S 型花岗岩，过铝的 ＜1.1，I 型花岗岩 里特曼指数σ： σ＜1.8，钙性的 1.8＜σ＜3.3，钙碱性的 3.3＜σ＜9，碱钙性的 Σ＞9，碱性的 钙碱率A.R ，（适用于42%＜SiO 2＜70%的岩石），SiO2相同时，数值越大越碱性 NK/A=Na 2O+K 2O/Al 2O 3 NK/A 数值： NK/A ＜0.9，钙碱性 0.9＜NK/A ＜1，偏碱性 1≤NK/A ，偏碱性 分异指数DI ：数值越大表明岩浆分异演化越彻底，酸性程度越高 数值越小表明岩浆分异演化程度低，基性程度相对高 一般数值： 固结指数SI ：岩浆分异程度高，SI 就越小，岩石酸性程度高 岩浆分异程度差，SI 就越大，岩石基性程度高 一般数值： 长英指数FL 与镁铁指数MF ：岩浆分离结晶作用程度高，镁铁指数就大，长英指数也大 岩浆分离结晶作用程度低，镁铁指数就小，长英指数也小 一般长英指数和镁铁指数的数值在50—100，绝对小于100 碱性花岗岩 93 花岗岩 80 花岗闪长岩 67 闪长岩 48 辉长岩 30 橄榄辉长岩 27 橄榄岩 6 岩类 玄武岩 玄武安山岩 安山岩 安山英安岩 SI 30-40 20-30 10-20 0-10
稀土重量ΣREE：一般几百都是偏低，上千就高。 轻重稀土比值ΣCe/ΣY：一次热事件的早期单元，比值较大，轻稀土越富集 随着岩浆演化到晚期单元，比值减小， (La/Yb)N： (Ce/Yb)N： 反映轻稀土的分馏程度，比值越大，轻稀土分馏越明显，富集程度越高。 数值一般和1比较 (Sm/Eu)N： 反映重稀土的分馏程度，比值越小，重稀土分馏越明显，富集程度越高。 数值一般和1比较 元素铕值δEu：： δEu＞0.7，基性岩浆分异的花岗岩，成因与板块有关 0.3＜δEu＜0.7，分布最广泛，地壳经不同程度的部分熔融形成 δEu＜0.3，岩浆演化晚期的偏碱性花岗岩， 一个超单元的最后一、二个单元，由完全的分异结晶作用形成 δEu一般都是亏损 微量元素数据解释 元素含量数值对比，和地壳丰度值 特征参数： Nb*，Sr*，P*，Ti*，Zr*，数值小于1就亏损，大于1，就富集，与投图一致。 形成的构造环境解释 Tr，同熔型花岗岩，Gr，改造型花岗岩 R1-R2图解： 1，地幔分离 2，板块碰撞前 3，碰撞后抬升 4，造山晚期 5，非造山的 6，同碰撞期 7，造山后期 CRG：洋脊花岗岩，WPG：版内花岗岩，V AG：火山弧花岗岩，COLG：同碰撞花岗岩
勘查地球化学复习题 一、概念 1、勘查地球化学与地球化学 2、地球化学指标 3、地球化学背景与异常 4、地球化学障 5、表生环境与内生环境 6、原生晕、次生晕与分散流 7、采样单元 8、检出限、灵敏度、精确度、准确度 9、地球化学标样 10、随机误差与系统误差 11、地球化学省与地球化学场 12、异常下限 13、异常强度、衬度、线金属量 14、指示元素 15、扩散作用与渗滤作用 16、前缘晕、后尾晕 17、轴、横、纵向分带 18、多建造晕 19、同生碎屑异常与后生异常 20、土壤分层
21、上移水成异常与侧移水成异常 22、一级水系 23、丰度(克拉克值) 24、类质同象与同质多象 25、主量与微量元素 26、相容元素、不相容元素 27、元素地球化学亲合性 28、分配系数 二、简答与论述 1.简述克拉克值及其地质意义 2.类质同象及其地质意义 3.地壳中元素的主要赋存形式 4.地壳中元素的基本分布和结合规律 5.元素含量在地质体中分布型式的规律 6.地球化学找矿有何特点？ 7.简述地球化学找矿方法分类 8.地球化学异常分类（根据赋存介质）？ 9.阐述岩石地球化学找矿的野外工作方法。 10.阐述土壤地球化学找矿的野外工作方法。 11.阐述水系沉积物地球化学找矿的野外工作方法。 12.地球化学样品分析的特点与要求 13.简述背景值在勘查地球化学中的研究意义及常用计算方法。
14.影响岩石地球化学形成的主要因素 15.轴向分带及其意义 16.次生晕与分散流的形成特点？ 17.地球化学异常评价中，如何区分矿致异常和非矿致异常? 18.简述勘查地球化学中找矿思路（或依据）及工作程序。 19.结合所学知识试述岩石、土壤及水系沉积物采样特点与注意事项 20.运用所学知识，论述金属硫化物矿床的常规化探方法，并简要说 明各自的运用条件。 三、计算与作图 1.异常下限计算方法：直方图解法与计算法 2.分带指数法与浓集系数法确定原生晕轴向分带
火山岩（喷出岩）Volcanic Rock 火山岩是指火山爆发喷出地面的炽热气体、液体和固体再落到地面堆积起来的不 同形状的小山，由于喷发时喷发出来的岩浆有气体渣、固体岩浆，温度和压力迅速下降，发生了化学变化和物理变化，所以岩浆[1] 就变成了火山岩。 这种物质沿着隆起造成的裂痕上升。熔岩库里的压力大于它上面的岩石顶盖的压力时，便向外迸发成为一座火山。喷发时，炽热的气体、液体或固体物质突然冒出。这些物质堆积在开口周围，形成一座锥形山头。“火山口”是火山锥顶部的洼陷，开口处通到地表。是火山形成的产物。火山喷出的物质主要是气体，但是像渣和灰的大量火山岩和固体物质也喷了出来。实际上，火山岩是被喷发出来的岩浆，当岩浆上升到接近地表的高度是，它的温度和压力开始下降，发生了物理和化学变化，岩浆就变成了火山岩。 岩浆在地壳变动时形成的断裂带有的岩浆慢慢侵入地壳，缓慢的冷却形成岩石，地质学家估计要2千米厚的岩浆兑全结晶大约要6400年，而岩石基本为花岩石，岩浆地壳迅速喷出地面高空，又回落地面温度迅速下降。一米厚的岩浆12天全部结晶，在喷出岩浆温度，压力骤然降伏的条件下形成，造成熔解在岩浆中的挥发气体形成大量逸出，形成气孔状构造，即黑洞石又名蜂窝石。黑洞石火山岩（蜂窝石）锯成板材成浅灰色，磨亚光颜色加黑，如磨成光面板材为纯黑色，黑洞石板材可加 工各种厚度，在室内墙面防古墙面围墙围墙压顶地平用景观等。黑洞石火山岩（蜂窝石）产地以海南海上为主，其分为三种，大孔中孔微孔板材以中孔最为美观，孔洞均匀，大孔板材中有大孔、中孔、小孔、余形状孔洞组成，微孔板材，孔像真尘大小，离开1米距离就看不到孔洞，有部分阴阳面和中孔渗加在里面，有时有干裂纹，有的有时会在大气中炸裂。岩浆变化喷出时有红色，叫红洞石火山岩，以红色为主，杂色也很多，但没有形成大块切片，只能用作文化石，粒状以乱拼为主，也有球状和条状。 红洞石结构像炉渣灰，可以作滤料，经选矿、破碎、筛分、研磨、清洗等一系列工艺加工成粒状，即成滤料，成份主要是硅、铝、锰、铁等几十种矿物质和微量无素，为红褐灰色，孔大小不均，质轻，表面粗糙加工成圆颗粒状，粒状大小根据实用生产，由于孔间大大小小表面粗糙，微生物适易在表面繁殖、生产、形成生物膜，由于他特有的形状和所含的矿物质，经常用在处理污水，可生化的工业有机废水，微污染水等，并且能取代石英砂、活性炭、无烟煤等。用作给水处理的过滤介质，更能对污水处理厂，二级处理后的工艺尾水深度处理，得到可使用的回水标准。 火山岩滤料特点，具有惰性、抗腐蚀在参与生物膜在环境中发生物化学反应相对稳定，其表面亲水强，粗糙多孔，附着的生物膜速度快量多，带有正电荷，有利于生物膜生长，是生物膜很好的载体，对所固定的微生物元素，无抑制性作用，不影响微生物的活性。 火山岩（玄武岩）是火山爆发后由形成的多孔形石材，非常珍贵。火山岩含丰富的钠、镁、铝、硅、钙、锰、铁、磷、镍、钴等矿物质。 环保
岩石地球化学测量规程 1．引言 根据ZT/DKY－S－2003的要求，为更好的执行ZT/DKY7.5-1C—2003，结合地质矿产行业相关标准的规定，制定本要求。 2．目的和范围 2．1 目的 本要求的目的是规范地球化学勘查岩石测量野外工作的技术要求，保证岩石测量的质量，使其完全满足地质勘查工作需要。 2．2 范围 适用于地质矿产勘查项目中地球化学岩石测量工作及其它专项地球化学勘查项目的岩石测量工作。 3．职责 3．1 本要求的责任部门是生产技术部和各勘查室及项目组。 3．2 生产技术部负责各地质勘查项目中地球化学岩石测量工作进行中和工作结束后对工作质量的检查验收。 3．3 各勘查室根据工作进程负责安排地球化学岩石测量工作，并对工作进行定期的检查和指导。 3．4 项目组成员具体负责地球化学岩石测量工作的实施。 4．管理内容与要求 4．1适用范围 4．1．1为系统地了解不同地层和岩浆岩中元素的含量（或近似丰度），为区域化探异常解释和评价提供资料，同时，也为基础地质研究提供地球化学资料。 4．1．2为在异常查证和矿产普查中，应用岩石地球化学测量，解决矿源层、赋矿层、矿体剥蚀程度、寻找隐伏矿床等提供资料。 4．1．3在区域化探中不适宜采用水系沉积物、土壤、岩屑等方法的地区利用岩石地球
的测量进行区域化探扫面。 4．2采样密度 仅在利用岩石地球化学测量进行区域化探扫面时，其采样密度要求为： 1：20万化探扫面：1个点/1-2km2 1：5万化探扫面：4-12个点/ km2 用作其他目的的岩石测量不作密度要求。 4．3采样布局 4．3．1用作区域化探扫面的岩石测量布局原则同水系沉积物测量。 4．3．2为了解不同地层、岩浆岩中元素丰度值的岩石测量按不同地质构造单元（或沉积相）来布置。对不同时代的沉积岩、变质岩和岩浆岩进行系统采样。 地层以系（或组）为统计单元，每个采样单元应有30件以上样品；岩浆岩以期或主要岩类为采样单元，每个主要岩类至少有7-10件样品，变质岩区以变质建造或分布面积大的主要岩类为采样单元，每个主要岩类样品数一般不少于5件。 4．4采样方法 4．4．1区域化探扫面的岩石测量采样方法和要求： a）沉积岩（含火山岩）样品的采集。主要选取各地质时代研究程度高、代表性好、岩性出露齐全的区域地质调查标准剖面进行，在标准剖面不能满足要求时，可布 置部分辅助剖面或点采少量样品；岩浆岩样品的采集。主要选取各岩类（不同时 代）面积较大的和有代表性的岩体取样，采样剖面应穿过岩体的不同岩性单元； 变质岩样品的采集，应依变质岩的不同类型区别对待，深变质体的采样可参照岩 浆岩类的取样方法，采样要着重考虑变质建造、岩类及其面形分布特征。浅变质 体的采样，可参照沉积岩的采样方法进行。 b）采集岩石样品时，每个样品在采样点周围10-20米范围内，多处采集（3处以上）同一岩性的新鲜岩石碎块（直径应小于30mm）组合成一个样品，重量300克以 上。按岩石测量记录卡的格式记录有关内容，并应附有采样点的地形地质示意图。
中国地质大学（北京） 课程期末考试 作业
矿床地球化学作业（一） 根据下列给定的火山岩岩石化学数据计算火山岩的特征参数，并作出图解，分析火山岩岩石系列和形成环境（参考岩石矿床地球化学教材第三章计算方法）。 原数据中火山岩岩性有流纹斑岩、杏仁状流纹斑岩、角砾岩和硅化角砾岩。共有样品18个，数据包括样品全分析与部分微量元素。全析中大多样品SiO2含量大于63%，样品岩性以流纹岩为主。 根据样品全分析数据计算出的火山岩的各类特征参数如表1表示，先将样品数据进行CIPW 标准矿物计算，其中氧化铁调整方法为TFeO=FeO+0.8998Fe2O3，所计算出的标准矿物均为重量百分含量，则可得出各矿物分异指数(DI) = Qz + Or + Ab + Ne + Lc + Kp。其中固结指数为(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O +K2O) (Wt%)。里特曼指数算式为σ43=(Na2O+K2O)^2/(SiO2-43)，据表里特曼指数多位于1.8-3.3显示为钙碱性，由于原岩多数SiO2含量较高，里特曼指数确定出的钙碱度准确度差。碱度率(AR) =[Al2O3+CaO+(Na2O+K2O)]/[Al2O3+CaO- (Na2O+K2O)] (Wt%)，当SiO2>50%, K2O/Na2O大于1而小于 2.5时, Na2O+K2O=2*Na2O，本例以碱度率对样品碱度进行判别，由表可知，杏仁状流纹斑岩的碱度率都为1-3，显示钙碱性，流纹斑岩为3.3-5显示出弱碱性。 图1 样品SiO2-K2O+Na2O 图解 Pc－苦橄玄武岩；B－玄武岩；O1－玄武安山岩；O2－安山岩；O3－英安岩；R－流纹岩；S1－粗面玄武岩；S2－玄武质粗面安山岩；S3－粗面安山岩；T－粗面岩、粗面英安岩；F－副长石岩；U1－碱玄岩、碧玄岩；U2－响岩质碱玄岩；U3－碱玄质响岩；Ph－响岩；Ir－Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性。