稀土和微量元素特征

稀土及微量元素地球化学特征~

（一）稀土元素地球化学特征
沙德铭等（2005）对阿希金矿的容矿围岩大哈拉军山组安山岩、安山质凝灰熔岩和英安岩进行了稀土元素分析，见表2-8和图2-20，可以看出，容矿安山岩的稀土元素总量含量中等，从41.59×10-6～135.83×10-6，其中轻稀土含量从29.05×10-6～95.37×10-6，重稀土含量从12.54×10-6～40.46×10-6。轻、重稀土之比值（∑Ce／∑Y）变化于1.35～2.36之间，（La/Sm）N范围为1.38～4.44。Eu／Sm比值为0.23～0.56，高于壳源岩石的平均值0.16。稀土总量，轻、重稀土比例和（La/Sm）N比值等表明阿希金矿容矿围岩的稀土元素在岩浆演化过程中经历了比较充分的分馏，轻稀土表现出明显的分馏，而重稀土的分流程度很低。稀土元素配分模式总体上基本相似，轻稀土微弱到中等富集，分配曲线右倾。就Eu亏损程度变化规律来看，δEu变化于0.59～1.22之间，在安山岩和安山质凝灰岩中Eu相对于Sm和Gd表现为富集，而在英安岩中表现为明显的亏损。
另据马润则（1994）的研究，阿希矿区玄武岩的稀土元素总量∑REE的平均值为78.78×10-6，安山玢岩的∑REE平均值为105.21×10-6，安山质角砾熔岩的∑REE值为110.88×10-6，与安山玢岩的稀土特征极为接近。
上述稀土元素配分形式的相似性，表明本区不同类型火山岩具有相似的源区物质组成，部分熔融程度的不同导致了稀土元素特征的差异。以安山岩为代表的矿区火山岩的稀土总体配分模式与造山带中的钾质安山岩类似，同时表现出轻稀土中等富集，重稀土元素分馏不明显，Eu的部分亏损等陆壳稀土元素的某些特点。稀土特征反映出物源的深部来源信息，深部物质可能与岩体有密切的关系。
（二）微量元素地球化学特征
沙德铭等（2005）、毋瑞身等（1995）和马润则等（1994）对阿希金矿的容矿围岩安山岩、近矿蚀变围岩蚀变岩以及金矿石的元素分布特征进行了研究（表5-5），探讨了阿希金矿成矿作用过程中微量元素的变化特征。
表5-5 阿希金矿床微量元素特征表


表2-16 菁布拉克基性杂岩体常量元素分析结果


从表5-5可以看出，阿希金矿的容矿围岩安山岩中Au，Ag，As，Sb和Bi等元素含量明显高于地壳克拉克值，浓集系数分别为59.43，22.40，19.61，11.58和18.33。另外，Pb，Sn和Be等元素亦显示出一定程度的富集，表明上述这些元素在成岩过程中发生了比较明显的富集作用，从而说明安山岩具有比较高的Au，Ag，As，Sb和Bi等元素背景场。近矿蚀变岩中Au，Ag，As，Sb和Bi等元素浓集系数分别达162.57，43.33，826.99，66.24和31.86，显示出蚀变作用过程中这些元素进一步富集的特点。同时，部分在安山岩中表现出含量低于地壳克拉克值的元素如Hg，Se，Mo和Sn等的含量在蚀变岩中也表现出不同程度的富集特征。矿石中元素的富集程度最高，其中Au，Ag，As，Sb和Bi等元素浓集克拉克值达到数十乃至数千倍，而Zn和Cu等元素含量降低。从富集程度和过程上看，与Au矿化相关的伴生成矿元素为Ag，As，Sb，Bi，Se，Mo和Hg等，他们可能主要为成矿热液活动时带入的成矿元素和主要的伴生元素。Cu，Zn，Co，Ni，Bi和Ba等元素的含量均小于地壳克拉克值，可能是在蚀变过程中被带出的缘故。由此可以看出，阿希金矿成矿元素组合与围岩具有的成矿元素背景组合基本一致。元素组合及组成变化特征已充分显示了围岩、蚀变岩、矿石之间具有继承性，从金矿石到蚀变岩再到安山岩，成矿元素和主要伴生元素的富集程度递减。
对容矿火山岩微量元素研究结果表明，玄武岩、安山岩及安山玢岩虽然在微量元素丰度上有明显差别，但本区主要火山岩类的平均微量元素经MORB标准化后的配分型式（见图2-21）模式却十分相似，均接近于板内过渡型玄武岩系列岩石的配分模式，以富集K，Rb，Ba和Th等大离子元素和P之后的多数元素如Ti，Y，Yb和Se的亏损为特征。Ti，Y，Yb和Se等元素低于或接近于标准洋中脊玄武岩（MORB）的丰度。至于本区玄武岩中Ta和Hf以及Nb等元素的含量明显较岛弧钙碱性玄武岩偏高，可能与岩浆源区物质组成或与本区玄武岩的基性程度稍低有关（马润则等，1994），因为Hf和Ta等非活动性元素丰度总是随岩浆基性程度的降低而增高。
安山玢岩中部分微量元素如Sr，K，Rb，Ti，Sc的含量接近于本区安山岩，而部分元素如Ce，P，Zr，Hf等又与本区玄武岩相当，个别强相容元素Cr和Ni之丰度值不仅大于安山岩，也明显高于玄武岩，这进一步表明，尽管安山玢岩较玄武岩、安山岩形成晚、更富硅，但与两者之间并没有任何深部岩浆分异演化关系，而是源区物质部分熔融后直接上侵的产物。
毋瑞身等（1995）对伊尔曼得和恰布坎卓它等金矿床（矿化区）的金属元素分布特征进行了研究（表5-6，表5-7），沙德铭等（2005）对伊尔曼得金矿蚀变岩及围岩的元素组成的也进行了研究，数据列于表5-6。
表5-7 恰布坎卓它岩石微量元素 w（B）/10-6


结果表明，伊尔曼得和恰布坎卓它一带Au，Ag，Hg，As，Sb，Bi，Se等元素具有较高的地球化学场，某些元素高出地壳克拉克值数百倍至上千倍。硅质岩型金矿的容矿围岩——酸性凝灰岩，具有较高的Au背景场，Au含量高出地壳克拉克值的60倍以上，说明容矿围岩是Au元素相对富集的地质体。矿石中As，Sb，Hg，Bi，Ag，Se等元素含量皆高出地壳克拉克值10倍以上，显示出成矿过程中As，Sb，Bi，Se，Hg等元素发生明显的富集作用，与Au元素呈正相关。而Cu，Pb，Zn元素含量皆低于地壳克拉克值，说明Bi，Cu，Pb，Zn元素在成矿过程中与Au关系不密切。而Ba与Au略有负相关关系。矿石中Sb，Hg，Se等前缘元素富集，说明本区成矿深度不大，而矿石中Co，Ni元素含量低于地壳克拉克值，表明控矿断裂深度不大（毋瑞身等，1995）。
金矿的硅化岩石和未硅化岩石含金性明显不同，硅化岩石含金量高，未硅化或弱硅化岩石含金量低。硅化程度相同的岩石如硅化火山角砾岩和硅化凝灰岩及其火山碎屑物粗者含金高，火山碎屑物细者含金低，即火山碎屑岩的孔隙度影响了含金性。岩性对含金流体的反应程度不同，导致不同岩性含金性不同，如流纹质的火山岩比英安质的火山岩含金高。
由塔吾尔别克金矿点采集的样品微量元素分析（表5-8，据毋瑞身等，1995）结果看，本区Au，Ag，Hg，As，Sb，Bi 和Se等元素具有较高的地球化学场，这些元素含量高出地壳克拉克值的几十倍。
表5-8 塔吾尔别克金矿微量元素含量 w（B）/10-6


石英脉以及蚀变长石斑岩中Au，Ag含量较高，Au高出克拉克值的60～70倍，Ag高出7～10倍，表明长石斑岩体具有较高的Au，Ag等元素成矿背景场。Cu，Pb，Zn元素丰度与硅化岩型金矿相似，除Pb高出克拉克值2～3倍外，Cu与Zn皆表现出不同程度的亏损，如Cu为地壳丰度的0.6倍，Zn为地壳丰度的0.25倍，Cu，Pb，Zn与Au显示出负相关关系。As，Sb，Bi，Hg，Se与Au表现出正相关关系，As含量是地壳克拉克值的27～874倍，Sb为3.5～28倍，Bi为13.5～1300倍，Se为5～28倍，Hg在硅化脉体中明显富集。塔吾尔别克金矿中Sb，Se，Hg等前缘元素发生富集，说明其生成深度也相对较浅。

一、采样位置及测试方法
用于进行稀土元素微量元素研究的样品采自茂林向斜的铜厂铜矿点、茂林铜矿点及其附近、小寨向斜苏家箐铜矿点及水槽子铜矿点( 表8-2) 。
表8-2 用于稀土元素微量元素分析的石英( 及玛瑙) 主要特征


石英测试样品的制备:称取40mg样品，两次加入1mlHF、0.3ml(1∶1)HNO3并在150°C电热板上反复蒸干，然后两次加入2ml(1∶1)HNO3浸出，蒸至近干、浸出，确保样品全溶。加入1×10-9Rh做内标，用5%HNO3稀释至5ml。制备的溶液在ICP-MS上测试，仪器的检出限为n×10-12～0.n×10-12，测定时采用亚沸蒸馏的硝酸及电阻率达18×106Ω/cm的纯化水，本底低，同时采用膜去溶技术使样品浓度富集，因此相对误差<15%(靳新娣等，2000)。测试结果见表8-3。
表8-3 石英的稀土元素微量元素分析结果(10-9)


续表


测试者:中国科学院地质与地球物理研究所朱和平;测试仪器:FinniganMAT公司生产的ELEMENT等离子质谱计;主要实验参数为:RF功率1250W，分辨率300，采样锥1.1mmNi，截取锥0.8mmNi，样品气流量1.04L/min，辅助气流量0.96L/min，冷却气流量14.0L/min，分析室真空度6×10-6Pa，去溶温度160℃。
二、石英稀土元素特征
该区石英的稀土元素含量很低，以至于采用膜去溶技术才进行了较准确的测定，稀土总量(含元素Y)低于1149×10-9。石英的稀土元素参数见表8-4(其中HREE包括元素Y)，稀土元素配分曲线如图8-1所示。从图8-1和表8-4可见，总体上，石英的稀土元素配分曲线为轻稀土富集的右倾型，铕异常和铈异常均不显著。
表8-4 石英的稀土元素参数



图8-1 石英(及玛瑙)的稀土元素配分曲线

但是，从表8-4和图8-1可明显看出，第一世代产于玄武岩中早于沥青和主要铜矿化的杏仁状石英(ML6)和玛瑙(ML5)与第二、第三世代石英有明显差异:前者的稀土总量(ΣREE为920×10-9～1149×10-9)高于后者(ΣREE为159×10-9～318×10-9)，ML5和ML6的稀土元素分馏程度也较其他石英稍弱，其LREE/HREE、LaN/YbN、CeN/YbN和LaN/LuN较其他石英小。这种差异可能表明它们的成因或来源不同:ML5、ML6在玄武岩中呈杏仁产出，与矿化无关，形成于第一成矿期，可能与玄武岩岩浆活动晚期的火山气液有关;而其他石英，无论是第二世代石英及第三世代石英，均是较晚的后生热液活动的产物。
从图8-1还可看出，除ML5、ML6外的其他石英轻稀土较接近，但重稀土差异较大。重稀土含量变化较大的原因除与其本身的特征有关外，也可能是重稀土元素含量低、测定误差较大造成的。
三、石英微量元素特征
与黎彤等(1990)的地壳丰度相比，本区石英中微量元素含量均低于地壳丰度(图8-2)。但相对而言，本区石英中成矿元素Cu、Cd、Pb、Zn、Mo、Ta的含量较高，而与基性-超基性岩相关的Ti、V、Cr、Mn、Co元素及大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对贫化，可能反映这些石英与玄武岩的成因联系不强，而主要为后生热液成因的。这些特征与笔者测定的胶东焦家式金矿石英的微量元素特征类似(李厚民等，2004)，均以富集热液成矿元素为特征。

图8-2 石英的微量元素含量曲线

石英及玛瑙中Th、U的含量与地壳丰度相比明显亏损，这与各矿物中铅同位素组成主要为正常铅的事实一致。但是第一世代石英ML5、ML6中Th、U的含量明显高于其他石英:ML5、ML6石英及玛瑙的Th含量为17×10-9～23×10-9，U含量为6.36×10-9～8.58×10-9;其他石英的Th含量为1.8×10-9～8×10-9，U含量为0.63×10-9～2.04×10-9。

岩浆的化学成分与其形成的构造环境有一定的关系。其中，稀土元素(REE)丰度及其配分形式是地幔源区、部分熔融程度、分异结晶程度的综合指标，并进而反映地幔热状态。

(1)稀土元素丰度(∑REE)

研究区玄武岩和辉长岩稀土元素丰度较高，最高为206.98×10^-6，最低为77.38×10^-6(表2-5，图2-35)，一般高于玄武岩的平均值(85×10^-6)^［8，9］。

图2-35 东营凹陷火成岩稀土元素总量分布图

(2)稀土元素配分型式

对火成岩稀土元素进行球粒陨石标准化后作出稀土元素配分曲线(图2-36)。从中发现各地区、各层位火成岩稀土曲线型式基本一致，均为轻稀土富集，并具有相似的Eu正异常(δEu大于1.05为正异常，δEu小于0.95为负异常)，这种特征反应了研究区火成岩来自一个相对比较固定的、具有相似地球化学特征的地幔源区。另外，稀土元素分配曲线也显示出这些火成岩大陆裂谷的成因特征。

(3)稀土元素参数特征

(La/Yb)_n比值较高，但变化不大，在8.51～18.76之间，反映轻稀土元素明显富集。

LREE/HREE(轻重稀土元素之比)均大于1，且较高，在9.92～18.58之间，也表

表2-5 东营凹陷火成石及周围烃源岩稀土元素组成（w_B/10^-6）

图2-36 东营凹陷火成岩稀土元素配分曲线

明轻稀土元素明显富集。

(La/Sm)_n比值反映了轻稀土元素之间的分馏程度，该比值越大，轻稀土元素越富集。研究区火成岩的(La/Sm)_n比值在2.49～5.75之间，反映岩浆在深部发生一定的结晶分异作用。

δEu值在0.85～1.20之间，在1左右波动，说明火成岩源于较深部位，且在形成过程中分异作用不明显。

(4)微量元素特征

研究区火成岩均为强不相容元素富集型的配分型式(表2-6，图2-37)，Ba、Th、K、P、Ti较为富集，Yb、Y亏损，Rb/Yb大于1，且Hf高、Zr低等特征。根据Pearce(1982)^{［10，11］}火成岩构造背景判别研究区内新生代玄武岩为板内碱性玄武岩，具上地幔起源特征。而且火成岩微量元素成分变化从古新统到渐新统逐渐增加，强不相容元素的增加量最为明显。由此可见，研究区火成岩岩浆的熔融程度从古新统到渐新统逐渐降低，反映出岩浆的地幔源深度在逐渐加大。

表2-6 东营凹陷火成岩向量元素组成（w_B/10^-6）

图2-37 东营凹陷火成岩微量元素配分曲线

---

东辽县13191156424： 稀土元素有哪些主要性质和用途 - ？
黎媚磷霉： 而铈?,即镧元素最活泼.由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大,按金属的活泼次序排列,促进根系生长,则可作为反应堆燃料的稀释剂?稀土元素具有未充满的4f电子层结构,由钪.稀土元素能形成化学稳定的氧化物,并由此而产...

东辽县13191156424： 稀土元素的基本性质 - ？
黎媚磷霉： 稀土元素是从稀少的矿物中发现的,人们常把不溶于水的固体氧化物称为土,所以称之稀土.一般可以把稀土分为:轻稀土或铈组稀土(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕);重稀土或钇组稀土(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇).根据稀土...

东辽县13191156424： 稀土是什么啊有哪些元素啊 - ？
黎媚磷霉：[答案] 一、稀土元素 稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称,包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu,共17个元素. “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名...

东辽县13191156424： 稀土是什么? - ？
黎媚磷霉：[答案] 稀土一词是历史遗留下来的名称.稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土.稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土.通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把...

东辽县13191156424： 微量元素和稀土元素什么区别 - ？
黎媚磷霉： 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素...

东辽县13191156424： 稀有元素、微量元素的区别是什么? - ？
黎媚磷霉：[答案] 稀有元素定义:在自然界中含量稀少或分布稀散以及研究和应用较少的一类元素的总称.约占周期表元素的三分之二. 自然界中含量很少或分布稀散以及研究得较少的元素,根据性质的不同可分为以下6类: (1)稀有轻金属:锂、铷、铯、钫、铍. ...

东辽县13191156424： 什么是稀土元素怎么样组成 - ？
黎媚磷霉：[答案] 稀土元素又称稀土金属,稀有元素的一类.周期表第三类副族中的钪、钇和镧系元素的总称.共有钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等十七种元素.其中钷是人造元素的放射性元素,尚未在天然矿物中发现,其余...

东辽县13191156424： 什么叫稀土?谢谢! - ？
黎媚磷霉： 稀土简介稀土就是化学元素周期表中镧系元素―镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15...

东辽县13191156424： 稀土指的是什么? - ？
黎媚磷霉：[答案] 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切...

东辽县13191156424： 稀土元素是什么? - ？
黎媚磷霉： 稀土元素是镧系元素(15个)和钇、钪共17个元素的总称,属于周期表中第ⅢB族元素.它们由于原子结构具有相同性而表现出相近的性质. 稀土发光材料具有很多的优点:吸收能力强,转换效率高,可发射从紫外线到红外光的光谱,特别在可...