地球化学-山东济南辉长岩、沂南花岗岩7件样品的REE组成

第四章微量元素地球化学课程作业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)MJN0608MJN0607MJN0609MJN0606MYN0625MYN0625MYN0607La4.996.066.4918.111680.1110Ce12.415.215.140.6226156209Pr1.752.132.054.9822.415.619.5Nd8.3510.49.9821.777.453.461.5Sm2.292.652.544.911.57.77.19Eu0.80.841.111.591.40.981.24Gd22.322.334.117.395.333.85Tb0.330.360.360.641.060.740.42Dy2.022.212.314.076.174.271.98Ho0.40.440.460.811.180.840.34Er0.981.11.1823.122.070.91Tm0.130.140.160.280.460.30.14Yb0.951.031.142.093.172.121.05Lu0.130.130.150.280.430.30.15要求：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，对图件中所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。一、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，对图件中所表达的地球化学特征进行说明。用Sun&McDonough,1989的CI球粒陨石值对样品的REE组成（表1）进行标准化，得表2。并作其分配模式图，如图1表1CI球粒陨石（据Sun&McDonough,1989）稀土元素组成(ppm)LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuCI球粒陨石0.2370.6120.0950.4670.1530.0580.20550.03740.2540.05660.16550.02550.170.0254表2山东济南辉长岩、沂南花岗岩样品的REE组成(ppm)用CI球粒陨石标准化后数据MJN0608MJN0607MJN0609MJN0606MYN0625MYN0625MYN0607La21.05525.57027.38476.371489.451337.975464.135Ce20.26124.83724.67366.340369.281254.902341.503Pr18.42122.42121.57952.421235.789164.211205.263Nd17.88022.27021.37046.467165.739114.347131.692Sm14.96717.32016.60132.02675.16350.32746.993Eu13.79314.48319.13827.41424.13816.89721.379Gd9.73211.29011.33820.00035.96125.93718.735Tb8.8249.6269.62617.11228.34219.78611.230Dy7.9538.7019.09416.02424.29116.8117.795Ho7.0677.7748.12714.31120.84814.8416.007Er5.9216.6477.13012.08518.85212.5085.498Tm5.0985.4906.27510.98018.03911.7655.490Yb5.5886.0596.70612.29418.64712.4716.176Lu5.1185.1185.90611.02416.92911.8115.906图1山东济南辉长岩、沂南花岗岩CI球粒陨石标准化REE分配模式图从上面的REE组成模式图中可以看出以下几点地球化学特征：1.对于酸碱程度不同的岩石，它们的REE含量上有较大的差别：济南的辉长岩（基性侵入岩）ΣREE值较沂南花岗岩（酸性岩）ΣREE值低，REE在酸性岩中富集程度更高。符合“稀土元素属不相容元素，故总体上表现为从超基性岩、基性岩、中性岩至酸性岩，ΣREE值逐渐增高”的规律。2.在沂南花岗岩的样本中Eu出现明显的负异常，说明在花岗岩的斜长石分离结晶过程中变价元素Eu出现亏损现象；而在济南辉长岩中为轻微的正异常。3.根据轻重稀土的比值，沂南花岗岩的ΣCe/ΣY比值大于济南辉长岩中ΣCe/ΣY的值，沂南花岗岩和济南辉长岩相比LREE相对HREE富集程度更高。由于HREE和LREE在岩浆作用过程的相容性程度不同，该比值指示了样品形成时岩浆结晶分异的程度。随着岩浆结晶分异作用的持续，晚期岩浆具有LREE相对HREE富集的特点。二、计算各样品的Eu/Eu*，并对其地球化学意义进行说明。Eu异常用δEu表示，δEu=[Eu]/[Eu*]，[Eu]是实测的Eu的浓度，[Eu*]是根据相邻两侧元素含量通过线性内插获得的在Eu位置处的计算值。δEu=2×[Eu]N/([Sm]N+[Gd]N)，经计算得表3表3山东济南辉长岩、沂南花岗岩样品的Eu/Eu*比值数据MJN0608MJN0607MJN0609MJN0606MYN0625MYN0625MYN0607Sm14.96717.3216.60132.02675.16350.32746.993Eu13.79314.48319.13827.41424.13816.89721.379Gd9.73211.29011.33820.00035.96125.93718.735δEu1.1171.0121.3701.0540.4340.4430.651注：采用的Sun&McDonough,1989的CI球粒陨石对样品REE标准化的值制成由上面的数据可以知道济南辉长岩样品中Eu＞1，属于正异常；沂南花岗岩中Eu＜1，属于负异常。岩浆岩中Eu异常现象主要是由于作为主要造岩矿物的斜长石结晶所致：正异常是由于钙长石结晶，不仅使Eu元素富集，还使得以类质同像行为进入钙长石的微量元素Sr发生相对富集，因此岩浆结晶早期形成的富含大量钙长石的辉长岩中，具有高Ca、高Sr和Eu的正异常，而岩浆演化后期形成的岩石晶出斜长石较少，将形成明显的低钙、低锶和Eu的负异常。三、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。课件中提供的REE在矿物和熔体间的分配系数见表4的第2-4列，总分配系数D=OL×0.2+CPX×0.45+PL×0.35。计算后熔体中对应的REE含量标准化后数据=样品/（总分配系数×CI球粒陨石）得到表4辉长岩平衡的熔体的REE组成，并作REE配分模式图。表4山东济南辉长岩样品中平衡的熔体的REE组成不同矿物中REE分配系数总分配系数D=OL*0.2+CPX*0.45+PL*0.35计算后熔体中对应的REE含量标准化后数据OlivinePlagCpx样品/（总分配系数×CI球粒陨石）La0.0070.1480.0560.0784268.559326.148349.286974.120Ce0.0060.0820.0920.0713284.165348.345346.045930.435Nd0.0060.0550.230.12395144.252179.669172.408374.885Sm0.0070.0390.4450.215369.51780.44677.106148.751Eu0.0072.50.4741.089712.65813.29117.56325.157Dy0.0130.0230.5820.2725529.18031.92433.36658.793Er0.0260.020.5830.2745521.56624.21125.97044.017Yb0.0490.0230.5420.2617521.34923.14825.62046.968Lu0.0450.0190.5060.2433521.03121.03124.27045.301DatafromRollinson(1993).UsingGeochemicalData:Evaluation,Presentation,Interpretation图4山东济南辉长岩平衡熔体的REE配分模式图注：采用的Sun&McDonough,1989的CI球粒陨石对样品REE标准化的值制成