《高等地球化学》之主量元素地球化学.pdf

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1、《高等地球化学》之主量元素地球化学一、地球化学数据的获得1、常量元素：湿化学分析法（WetChemistry）X射线荧光光谱（XRF）电子探针（EMPA）2、微量元素：X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)中子活化分析(INAA)：Sc，Cr，Co，Ni，REE，noblemetal，Hf，Ta等离子光谱(ICP-AES)：大多数主量元素和微量元素，(Hf，Ta，Pb，Th，U)等离子光谱质谱(ICP-MS)：绝大多数微量元素离子探针(

2、IMPA)：大部分微量元素3、送样前的准备：（1）送样分析的目的要明确，为什么要做这些分析？（2）分析方法选择，了解不同方法的适用范围，分析精度；（3）样品的选择，新鲜，均匀，有代表性；（4）样品的处理，避免污染；（5）样品重量，碎样和送样重量，与样品的结构，分析的元素和方法相关；（6）样品的系统和统一，主量、微量元素、矿物探针分析、同位素等应配套；二、岩石主量元素（Majorelements）1、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，

3、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）。上述9个元素一般以氧化物形式表示。对绝大多数岩石来说（不包括矿石和矿化岩石）这些元素氧化物的总和大约是100%（wt%）。因此，对不含挥发份的岩石，岩石样品主量元素氧化物的总和可以作为判别此分析结果和方法可靠性的指标。一般要求误差不大于1%；2、Fe有三价和二价之分，分别以Fe2O3，FeO表示。常用的化学分析法（或称湿分析）可以区分Fe3+和Fe2+，但XRF方法无法分辨Fe3+和Fe2+，这时常以Fe2O3(total)，Fe2O3t或FeO(t

4、otal)，FeOt表示；3、如果岩石中含有较多的含水矿物，如黑云母，角闪石或白云母，特别是蚀变强烈的岩石（含大量粘土矿物和碳酸盐矿物），则岩石的总量将会低于99%，这时往往用烧失量(LOI)或直接分析H++2O、H2Oˉ、F和CO2的含量来补充。H2O、H2Oˉ分别表示结构水或结晶水和吸附水或层间水，后者通常在110℃以下便失去。这样氧化物+烧失量或氧化物+H2O和CO2的含量应在100%左右。如果总和误差超过1%（<99%或>101%），且不知原因，则此分析值一般不适用；4、实际上全岩的化学成分是由它们所含的矿物组成所决定的（除

5、了火山岩中所含的玻璃），或者说，全岩的化学成分决定了岩石中可能出现的矿物组合；5、熟悉常见的造岩矿物和它们的成分；6、大多数矿物存在类质同相的置换，如olivine，clinopyroxene，orthopyroxene，spinel，plagioclase，biotite，garnet，amphibole，alkalinefeldspar，chlorite，epidote-zonsoite。因此实际出现的矿物成分要复杂得多；7、相同的化学成分的全岩可以形成不同的矿物组合，如玄武质化学组成的原岩在不同变质条件下可以形成绿片岩、斜长角

6、闪岩、二辉麻粒岩和榴辉岩等。8、对于岩浆岩来说，全岩的化学成分（即岩浆的成分）严格地限定了岩石中的矿物组合，因为岩浆是在大致相同的高温低压下结晶的，其演化和结晶基本上按照Bowen的反应系列演化。这也就是CIPW标准矿物计算的基础(mineralcompositions，compositionsofvariedrocks)。三、CIPW标准矿物计算CIPW标准矿物计算是根据岩石的化学分析结果计算出岩石中的矿物组成。此方法是目前最常用的矿物计算方法。由美国的三位岩石学家Cross，Iddings和Pirrson以及一位地球化学家Was

7、hington(1903)共同设计，为纪念他们的贡献就以他们姓名的第一个字母组合CIPW表示该计算方法。Norm(标准矿物)isacalculated“idealized”mineralogyModal（实际矿物）isthevolume%ofmineralsseen1、CIPW标准矿物计算方法和步骤1.氧化物重量百分数除以分子量，得到分子数2.将MnO加到FeO中，作为一个整体，因为Mn≒Fe易成类质同象置换3.用3.33倍P2O5的CaO与P2O5形成磷灰石4.如果FeO>TiO2，用等量的FeO和TiO2形成钛铁矿；如果FeO<

8、TiO2，过量的TiO2和相同量的CaO先形成榍石（在形成钙长石后）；如果仍有过量的TiO2，就形成金红石5.用与K2O等量的Al2O3与其（K2O）结合形成正长石6.剩余的Al2O3与等量的Na2O形成钠长石；若Al2O3不足，则进