微量元素地球化学岩浆作用模型自然体系如岩浆作用中,元素在不同相间得分配并非就是静态得分配,而就是动态演进式得分配。例如橄榄石自玄武岩浆中结晶(Ni在橄榄石与熔体间得分配系数≈14),随着晶体内部结晶Ni将在晶体核心富集,同时使与之平衡得熔体中Ni浓度降低当晶体外层依次结晶时,尽管Ni得分配系数不变,但就是在熔体中Ni浓度愈来愈低得情况下进行分配得,结果不仅橄榄石晶体核心到边缘Ni浓度逐渐变低,而且熔体中得Ni也随橄榄石晶出而愈益贫化。岩浆作用指岩浆形成、演化和固结成岩得一系列作用。岩浆作用过程中,往往经历部分熔融作用、同化混染、岩浆混合和结晶作用等过程。微量元素在矿物和熔体之间得分配可能导致在岩浆作用过程中微量元素得浓度变化达几个数量级。因此,微量元素分配得定量研究可以用来作为岩浆演化高度灵敏得指示剂。如果在开放体系中,岩浆分异通过以下两种过程进行:与其她固体混染物得同化作用(Assimilationofaninitiallysolidcontaminant)两种以上成分不同得岩浆得混合作用(Mixingoftwoormorecontrastingmagmas)研究微量元素在岩浆过程中得分配演化规律,仅仅依靠简单得分配定律显然不够,还必须研制出适用于表征地质体系各类作用过程微量元素行为得数学模型。径过努力,地球化学已径有了模拟多种岩浆作用过程中元素分配演化得定量模型。最常用得为分离结晶和部分熔融过程模型。这些模型都就是以微量元素在晶体相与熔体相之间得分配系数为基础得。4、2、1岩浆形成过程中部分熔融得定量模型10推导出批次熔融定量模型:如果熔融过程中原始固相中某一矿物质量百分数Wi0等于熔融后残余固相中该矿物得重量百分数Wi和进入到熔体中该矿物相得重量百分数Pi,Wi0＝Wi＝Pi,则D0＝D＝P,即如果各种矿物相得熔化就是按照她们在母岩中得标准比例进行,熔化过程中式D＝中得Wi保持不变,或形成得熔体与母岩具有相同成分,P＝D0,式(5、1)简化为:或D0代替了P,为模式批次熔融模型(modalmelting)。地壳中要确定一种岩浆形成得源岩及其矿物成分一般很困难,式(5、1)得应用受到很大限制。但部分熔融得残余固相往往可在岩石深源包体中找到,所以赫尔托根和吉贝尔斯(1976)考虑在方程式中只包含可能为母岩得Tr浓度,熔体自残余体移出时残余固相得矿物成分以及部分熔融程度。证明熔体移出时Tr在残余固体与熔体之间得总分配系数D由下式给出:D＝(D0－PF)/(1-F)(5、4)代入式(5、1)得:Cil/Ci0＝1/[D(1－F)+F](5、5)表明当熔体自残余体移出时,Cil/Ci0(给定微量元素在熔体中得浓度与在母岩中原始浓度得比率)只依赖于该元素在残余固体与熔体间得总分配系数D及部分熔融程度F。而Tr在残余固相中得浓度(Cis)与母岩中该元素得原始浓度(Ci0)之比值(Cil/Ci0),可以根据Cis/Ci0＝Cil/Ci0D这种关系式计算出来,因为根据分配系数得定义:D＝Cis/Cil。2025/3/72013/10/115、批次熔融实例2013/10/112013/10/11矿物从熔体中结晶得两种可能过程:a、晶体与熔体仅具表面平衡,这就是因为微量元素在晶体内部扩散速度远低于在熔体中得扩散速度,使元素在晶体边缘和核心分布不均匀,导致熔体仅与晶体边缘达到局部平衡,而与晶体内部不平衡。或者晶体形成后很快离开熔体(重力下沉等使晶体不断从熔体中移出)。b、晶体在缓慢冷凝条件下结晶并与熔体始终保持平衡,形成成分均一,没有环带得矿物。前者为分离结晶作用,又称瑞利分馏作用;后者称平衡结晶作用。