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1、第16卷第4期河南地质Vol.16No.41998年12月HENANGEOLOGYDec.1998稀土元素演化特征及应用任耀武(华北有色地质勘查局地勘院)摘要利用稀土元素演化特征来探讨岩石、矿物甚至矿床成因,是地质科研及找矿工作的一个有效手段。参阅有关资料及笔者实际体会,探讨了稀土元素在地质科研及找矿工作中的应用概况。关键词稀土元素,演化特征,地质应用中图法分类号P61871一般概念稀土元素包括元素周期表中原子序数为57~71的15个元素,即镧系元素,因其中61号元素Pm(钷)同位素衰变太快,自然界尚未测定出来,故应
2、用中只利用其14个元素。又由于同族元素钇(Y)的地球化学性质与稀土元素相似且密切伴生,故通常把钇也归于此类而统称之为稀土元素,用REE或TR示之。一般把稀土元素分为两组,即La(57)-Eu(63)为轻稀土或铈族稀土,用LREE示之;Gd(64)-Lu(71)为重稀土,一般把钇(Y)计入重稀土,故又称钇族稀土,用HREE或Y示之。但也有把稀土元素划分为三组的,即轻稀土(LREE,La-Nd)、中稀土(MREE,Sm-Ho)及重稀土(HREE,Er-Lu),但一般均采用二分法。2常用稀土元素特征指数此处只列出了常用稀土元素特征指数的种类、计算方法及其指示意义,致于造成其变异的原因,将
3、有专文报道。-6(1)REE:稀土元素总量,单位以10计,一般包括Y,有的不包括,应注明。REE在岩浆岩中按超基性基性中性酸性碱性顺序递增。-6(2)LREE、HREE:即轻、重稀土含量,单位以10计。(3)LREE/HREE或Ce/Y:轻、重稀土元素含量比值,反映轻、重稀土元素分异程度。作者简介:任耀武,男,58岁,1957年毕业于长沙地质学校,高级工程师,从事矿床地质研究邮编300181,天津市河东区友爱东道收稿日期:1997!03!14;改回日期:1997!03!31304河南地质第16卷HREE形成络
4、合物的能力及迁移能力均大于LREE,所以依岩浆分异演化顺序从早到晚递增。(4)u:表示Eu异常度,u>1为正异常,反之为负异常,等于1为无异常。采用球粒陨石标准化后数值计算,其计算公式为:u=(Eu)N/0.5(Sm+Nd)N(在稀土元素特征指数中,凡右下角标有∀N#者,即是用球粒陨石标准化后计算)。在稀土元素球粒陨石标准化图解(又称科里尔图解)中,正异常为峰,负异常为谷,无异常为直线。u值越小,则岩石的分异指数(DI)越大,则分异度越高。造成Eu严重亏损主要有三个原因,即多次分馏、广泛交代作用及多阶段分离结晶的结果(Zielinski和Frey)。Drake(1975)认为:
5、u与fo2存在反比关系,Taylor认为:太古代以后的沉积岩,u<1,太古代以前者,u∃1。据王中刚报道,u大的花岗岩多由地壳深部较基性的岩石经重熔作用或基性岩浆分异作用形成,而u值小的花岗岩则为地壳浅部岩石经重熔作用形成。(5)Eu/Sm:Cullers等用此指数表示Eu异常度,以球粒陨石的Eu/Sm=0.35为标准,大于此值为Eu正异常,小于此值为Eu负异常,等于此值为Eu无异常。实际上Eu/Sm值反映的是岩浆演化分异程度。(6)Ce:表示Ce异常度,Ce>1为Ce正异常,Ce<1为Ce负异常,Ce=1为Ce无异常。Ce是由稀土元素含量经球粒陨石标准化后计算的,
6、其计算公式为:Ce=(Ce)N/0.5(La+Pr)N。一般认为Ce亏损是古俯冲带及古洋壳残骸标志之一。(7)(La/Yb)N、(La/Lu)N、(Ce/Yb)N:这三个指数是球粒陨石标准化科里尔图解中曲线斜率的程度,反映轻重稀土分馏度。在岩浆岩中,一般侵位浅者大于侵位深者。这些指数值大,即斜率大,曲线右倾(左高右低),说明富集LREE(如酸性岩浆岩);如这些指数值近似于1,曲线走势接近水平,属球粒陨石型模式(如大洋拉斑玄武岩、科马提岩等);此值小于1,为亏损型,即HREE富集型(如浅色花岗岩等)。(8)La/Sm:反映轻稀土分馏度,此值越大,LREE越富集。(9)(Gd/Yb)N:
7、反映重稀土分馏度,此值越小,重稀土越富集、LREE/HREE越小。(10)Sm/Nd:划分轻、重稀土富集类型,此值小,为轻稀土富集型。Sm/Nd值在岩浆岩中从超基性基性中性酸性碱性渐减,一般低于球粒陨石标准值(033)。Sm/Nd深源大于浅源,壳层为01~031,深源可达05~10。据!A巴拉索夫,地壳Sm/Nd初始值为0308,大洋玄武岩为0234~0425,壳源花岗岩及沉积岩小于03。(11)Nd/Eu:稀土元素分馏重
