矿物/熔体分配系数的测定-以锆石为例
矿物/熔体分配系数是地球化学重要参数,它能够应用于反演岩石的热力学历史,获知矿物的形成条件及岩浆组成等.目前,分配系数的测定手段主要分为两种:(1)研究自然岩石中矿物和包裹体,假设两相平衡,计算分配系数;(2)高温高压实验合成矿物和熔体,通过控制实验参数,使两相达到平衡,再进行分析测试,计算分配系数.对于自然矿物,由于难以找到与某一矿物平衡的母岩或熔体包裹体,使得所测分配系数有很大的不确定性,最大变化可达4个数量级.同时,实验合成矿物又受到实验时间等条件限制,矿物粒径通常小于20微米,而且通常存在环带.常规原位分析手段,如:电子探针,激光等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)受限于检测限及空间分辨率,难以对合成矿物进行微量元素分析.离子探针相对于常规原位分析手段具有较高的空间分辨率及较低的检测限，适用于分配系数的测量。纳米离子探针不仅具有高的质量分辨、低的检测限，同时具有高的空间分辨能力，能够对小粒径合成矿物和微细平衡边界处的稀土元素等微量元素含量进行准确分析。由于实验中点分析区域大小为2-3微米，可以采用临界锆石／熔体边界处点分析的结果的来计算分配系数，结果显示P，Y，Ho，Lu的分配系数的RSD降低到10％以下，Sm与Ce的RSD也有所降低。但是，考虑到锆石与熔体的边界处可能具有窄至l微米以下的平衡边界，而实验中点分析的区域大小为2-3微米，不能准确确定并分析到这个边界。所以，直接在二次离子图像上的锆石／熔体的边界处进行图像线分析。线分析的积分矩形宽度为100-200纳米，长度试环带长度而定，通常为5-10微米，剖线路径垂直锆石／熔体边界。所获得的图像线分析结果经过Savitzky-Golay滤波器降噪滤波，一阶偏导高斯拟合之后，确定锆石与熔体边界，通过RSF校正之后，获得环带锆石最外部边界处与平衡熔体的分配系数。基于这一方法，将分配系数测量的空间分辨率提高到l微米以下，微量元素分配系数的RSD进一步降低，尤其是P降低l%以下。
地球化学 分配系数 矿物 熔体 纳米离子探针
郝佳龙 杨蔚 Yan LUO 胡森 Qing-Zhu YIN 林杨挺
中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室,朝阳区北土城西路19号,北京 100029 Department of Earth Sciences,The University of New Brunswick,Fredericton,NB E3B 5A3,Canada Department of Geology,University of California at Davis,Davis,CA 95616,USA
国内会议
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51-53
2014-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）