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不相容元素

鎖定
不相容元素,即總分配係數D<1的元素(Incompatible elements),在硅酸鹽熔體中相對富集(如Rb、Ba等)。
中文名
不相容元素
外文名
Incompatible elements
又    稱
濕親岩漿元素
元素類型
微量元素
學    科
地球化學

不相容元素簡介

總分配係數描述了在岩漿形成(部分熔融作用)或結晶過程中,微量元素在固體相與熔體相間的分配特徵。因此,根據元素在相平衡條件下優先進入固體或熔體相的趨向,即D值的大小,將微量元素劃分為相容元素和不相容元素。不相容元素的D值<1,在礦物結晶過程中趨向於在硅酸鹽熔體中富集。因其濃度低,不能形成獨立礦物相。因受其離子半徑電荷和化合鍵所限,很難進入造岩礦物晶體結構中,而在殘餘岩漿或熱液中相對富集。其固—液相分配係數近於零。 [1] 

不相容元素典型元素

大離子親石元素(Large Ion lithophile elements, LILE):K, Rb, Cs, Sr, Ba;
高場強元素(High field strength elements, HFSE):Nb, Ta, Zr, Hf。 [2] 

不相容元素分類

Saunders et al.(1980)在元素的地球化學分類中引入了“場強”的概念,定義為:場強(Field Strength)=離子半徑/離子電價。將場強>0.2的不相容元素稱為低場強元素(Low field strength elements,LFSE);而將場強<0.2的不相容元素稱為高場強元素(High field strength elements,HFSE)。 [2] 
另一種分類標準是,元素的電荷(Z)與其半徑(r)比值稱為離子電位,相當於電離勢。如果Z/r <3.0,稱為低場強元素;如果Z/r>3.0 (2.0),稱為高場強元素。 [2] 

不相容元素低場強元素

大離子親石元素(Large Ion lithophile elements,LILE)為典型代表。這類元素的活動性較強,尤其是有流體相存在的環境中容易發生遷移,是地殼演化及作用發生的示蹤劑
LILE:K、Rb、Cs、Ba、Sr、Pb2+、Eu2+、(Th4+、U4+)。 [2] 

不相容元素高場強元素

以離子半徑小和高離子電荷為特徵,在變質和蝕變過程中相對穩定,是原始物質組成的示蹤劑。典型的元素有:Nb、Ta、Zr、Hf和Ti、P(REE、Pb4+、Th6+、U6+) 、Ce )。 [2] 
參考資料
  • 1.    黃錦江. 相容元素——不相容元素協變圖在岩石成因研究中的意義[J]. 現代地質,1988,(04):474-479.
  • 2.    張宏飛,高山.地球化學:地質出版社,2012:117-119