微量元素在岩石成因上的应用

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目录

微量元素在岩石成因上的应用 1

一、 花岗岩成因上的应用 3

§1.微量元素含量差异对于不同花岗岩的判断 3

§2.微量元素含量的比值对于不同花岗岩成因的判断 4

§3.稀土元素对于不同花岗岩成因的判断 4

二、玄武岩成因上的应用 5

§1.微量元素含量差异对于不同玄武岩的判断 5

§2.某些微量元素的比值对于不同玄武岩成因的判断 6

§3.稀土元素对于不同玄武岩成因的判断 7

三、 微量元素对于不同流纹岩的判断 7

四、个人总结 8

五、参考文献 9

微量元素可作为地质——地球化学的示踪剂，在解决当代地球科学的基础理论问题、为人类提供足够资源和良好的生存环境等方面正发挥着重要的作用。

1、花岗岩成因上的应用

§1.微量元素含量差异对于不同花岗岩的判断

Rb- ( Y + Nb)及(Sc/Nb)一(Y/Nb)构造判别图

实例：根据这些图解，诸广山花岗岩类都落在火山弧花岗岩(VAG)和板内花岗岩(WPG)的交界处(a)，这表明本区花岗岩是一种后碰撞花岗岩，具有板内花岗岩的某些特征，而非板内花岗岩。Eby根据地球化学特征将A型花岗岩分为A1型和A2型，并认为A1型是与洋岛岩浆来源相同的地慢分异产物，且侵位于大陆裂谷或板内的构造环境，A2型来源于大陆地壳或板下地壳，且与陆一陆碰撞或岛弧岩浆作用有关。在图（b)中，碱长花岗岩全部落人A2区。另外，本区花岗岩的Y/Nb = 2. 6一8. 5，均大于1. 2，同样说明了本区碱长花岗岩为后碰撞型而非非造山型花岗岩。事实上，达拉布特洋壳形成于早泥盆世，并至少从中泥盆世开始不断向南北两侧的大陆板块下俯冲，而在石炭纪末，大洋基本消减殆尽，导致岛弧和小洋盆强烈挤压碰撞关闭，之后出现一个以挤压结束伸展开始为特征的动力学演化阶段,本区碱长花岗岩就是在这样的构造背景下形成的。

§2.微量元素含量的比值对于不同花岗岩成因的判断

IgRb-1g Sr和IgCr-1g Rb图解

实例：随着岩浆的演化，加里东期花岗岩类的Cr, Co, Ni, Sr,Zr等元素含量逐渐降低;Rh,Th, Fb等逐渐增高。在Rb对Sr, Cr含量的对数相关图上，数据点大致呈陡斜分布(如上图)。花岗闪长岩和包体位于数据点分布的左上侧，大致构成一陡斜趋势线。二长花岗岩、黑云母(钾长)花岗岩的数据点位于包体一花岗闪长岩趋势线的右侧，表现出较好的分离结晶演化过程，并和花岗闪长岩呈逐渐过渡分布。花岗细晶岩的Rb含量最高、Sr和Cr含量最低。因此IgRb-1g Sr,lgCr相关关系表明本区加里东期花岗岩类的形成过程应以分离结晶作用为主，包体与花岗闪长岩为岩浆的早期结晶固相;二长花岗岩和黑云母(钾长)花岗岩结晶较晚，并混有不同比例的残余熔体;而花岗细晶岩为岩浆分离结晶最晚期残余熔体固结的产物。

§3.稀土元素对于不同花岗岩成因的判断

浙江元古宙花岗岩类稀土分布模式

实例： 右倾直线型稀土分布模式也是部分熔融形成的岩浆的特征。所以、神功期花岗岩是八都群变质岩部分熔融产物。

LREE/HREE小，Eu不亏损或弱亏损,Sc,Co、Cr、V含量高。也就是说，石英闪长岩的主元素、稀土分布模式和微量元素组成与岛弧火山岩都很相似，说明石英闪长岩是岛弧火山岩部分熔融的产物.

二、玄武岩成因上的应用

§1.微量元素含量差异对于不同玄武岩的判断

下表列出了岛弧拉斑玄武岩（ITH）和洋脊拉斑玄武岩（TH）中一些微量元素的含量。

从ITH和TH微量元素比较可看出:ITH中的Cr ,Ni ,Co含量很低。通常，Cr ,Ni ,Co作为相容元素，其中，Ni , Co'常赋存于橄榄石中，Cr赋存于尖晶石中。三者异常的低，表明原始岩浆在上升的过程中发生了橄榄石和尖晶石的分异结晶。从表中可看出，ITH中的Rb, Cs Sr; Ba的含量很高。大多资料显;ITH和TH具有相同的稀土模式，因此，可推测两者具有相同的物源，但现在ITH却表现出Rb,，Cs，Sr ，Ba的异常高。

所以，这可能是由外部流体(深处)带入的，也说明ITH的原始岩浆的熔融与外部流体有关，而地慢内部不可能无故产生大量流体，推测其来源与ITH所处的构造环境有关。资料显小，当洋壳向陆壳俯冲到达一定深度时，洋壳中的角闪岩相会发生脱水，形成榴辉岩相，水就会携带角闪岩相中的Rb,，Cs，Sr ，Ba进入地慢楔。

§2.某些微量元素的比值对于不同玄武岩成因的判断

1.w(Zr/Y)—w(Zr）和w(Ti）—w(Zr)图解来判断构造环境

从上图中可以看出，w(Zr/Y)—w(Zr）和w(Ti）—w(Zr)图解都可以在一定的范围内反映不同玄武岩的性质，不同玄武岩的投图在不同的区域内，两个图解综合运用可以更为准确判别未知玄武岩的类型。

实例：将取得的江山、广丰一带红层中的玄武岩的样品经过处理后在上述图中投影,在(Zr/Y) -Zr图解上，基本上在板内玄武岩区,在Ti-Zr图解上，基本落入板内玄武岩区。综合上述特征，江山、广丰一带红层中的玄武岩不是典型的板内碱性玄武岩，但又不是火山弧玄武岩。这和其它图解所判断的结果一致。

2.岛弧拉斑玄武岩（ITH）和洋脊拉斑玄武岩（TH）微量元素比值不同

下表列出了岛弧拉斑玄武岩（ITH）和洋脊拉斑玄武岩（TH）中一些微量元素的比值

从ITH和TH元素比值特征可看出，K/Ba,K/Rb，的值在ITH中明显低于TH，这是因为K, Rb, Ba是亲石元素，且K比Rb, Ba优先进入矿物，所以Rb, Ba在熔体中的含量就会增加，造成了K/Ba, K/Rb较低，同时也说明了表2中Rh, Ba含量高的原因。由于TH和ITH大体上都是地慢直接喷发的产物，因此两者在Rb/Sr值上也反映了原岩的值。指出较高的Rb/Sr可产出较高的87Sr/86Sr'岩浆，且在慢壳分离的过程中，Rb是不断向地壳富集的，由87Rb衰变的87Sr也是向地壳富集，所以较高的值反映了生成深度较浅，表中ITH的87Sr/86Sr值较高，因此,ITH的岩浆产生较浅，这与上述主元素得出结论相同。

§3.稀土元素对于不同玄武岩成因的判断

汉诺坝玄武岩的稀土元素特征

实例：汉诺坝玄武岩具有富含轻稀土的特征，因此图3中它们的稀土元素分布模式曲线均向右倾斜，其∑Ce-Eu/∑Gd-Lu十Y比值较高，碱性玄武岩为7.9-11.8,拉斑玄武岩为3.7-4.2。看来随着岩石中稀土含量降低其比值也降低，拉斑玄武岩较碱性玄武岩有相对高的忆族稀土含量。在图3中拉斑玄武岩的稀土元素分布曲线较碱性玄武岩平缓。

在La /Yb-La图上(图4)，两种玄武岩占有明显不同的区域，其(La/Yb)N值也有明显区别，碱性玄武岩比值较高，为15-27，拉斑玄武岩比值较低,为11-13,表明碱性玄武岩较拉斑玄武岩形成时REE产生较强的分馏。

不论是碱性玄武岩还是拉斑玄武岩，稀土元素成分上的一个共同特征是在稀土模式图中(图3)均表现出明显Eu的正异常。碱性玄武岩的Eu/Eu* = 1.76-2.13，拉斑玄武岩的Eu/Eu*=2.20-2.59.

3、微量元素对于不同流纹岩的判断

高Sr流纹岩和低Sr流纹岩稀土元素和微量元素图解

实例：由上图可以看出，高Sr流纹岩类强烈富集Ba, Sr和P等不相容元素，同时富集Co等相容元素，轻重稀土元素分馏较明显，具轻微的Eu负异常。高Sr流纹岩类的这种地球化学特征类似于巴西帕拉那、印度德干大陆溢流玄武岩省双峰组合的流纹岩和韩国中生代庆尚盆地流纹岩。低Sr流纹岩富集Rb,Th和Zr，明显亏损Ba, Sr, P和Co，并显示强烈的Eu负异常，类似于非洲肯尼亚裂谷碱性流纹岩。

这表明，大兴安岭中生代高Sr流纹岩类的地球化学性质类似于陆内或大陆边缘与玄武岩浆分异作用有关的流纹岩，而低Sr流纹岩则类似于大陆裂谷壳源碱性流纹岩。

四、个人总结

以上都是微量元素在判断岩石的构造环境和成因上的应用。

总的说来具有如下思路：

1.通过不同岩石中微量元素含量的不同来区分岩石类别；

2.根据地壳和地幔中某些微量元素的含量的巨大差异，和具体岩石中的微量元素含量进行对比。判断该岩石的形成物质是源于地壳还是地幔，或者是混染等。

3.利用某些微量元素间的依附关系，对一些微量元素做图解。常用的为含量—含量图解、含量/含量—含量图解、含量/含量—含量/含量和稀土元素图解等（以及这些图解的对数图解）。通常小原子数的元素为纵坐标，大原子数的元素为横坐标。

所选取的元素有如下一些特点：

1.元素在地壳和地幔中的丰度差别较大；

2.元素的性质稳定，无放射性和同位素；

3.通常不形成单独矿物，以类质同象的方式进入岩石中；

4.常用的一些元素为REE、Ba、Sr、Cr、Zr、Hf、Ti、Y、Ni。主要为元素周期表中的ⅢB和ⅣB族元素。

五、参考文献

（1）武平，《物质成分对岛弧拉斑玄武岩成因的指示意义》，新疆有色金属

（2）林强，葛文春等，《大兴安岭中生代双峰式火山岩的地球化学特征》，2003

（3）余新起，舒良树等，《江山一广丰地区早白世晚期玄武岩 的岩石地球化学及其构造意义》，2004

（4）李献华:《万洋山一诸广山加里东期花岗岩的形成机制》，1993

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/fb975526a2161479171128d8.html