Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Σχετικά έγγραφα
Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Μάθημα 2 ο ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας

1. Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα)

ΑΣΚΗΣΗ 2. Σπάνιες Γαίες (Rare Earth Elements, REE) Εφαρμογές των κανονικοποιημένων διαγραμμάτων REE

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Υποκαταστάσεις μεταξύ κυρίων στοιχείων (στερεά διαλύματα)

Αρχές Κρυσταλλοχημείας: Ιοντικές υποκαταστάσεις. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

ΑΣΚΗΣΗ 1 η. Ολική πυριτική Γη = ο σύγχρονος μανδύας + πρωτο-φλοιός = πρωταρχικός μανδύας

C L = συγκέντρωση ιχνοστοιχείου στο υγρό C O = συγκέντρωση ιχνοστοιχείου στο αρχικό πέτρωμα πριν την έναρξη της τήξης F = κλάσμα του τήγματος που

I. Προέλευση μαγμάτων ΙΙ.Μαγματικές σειρές. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΓΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΑΝ. Εικόνα 1. Φωτογραφία του γαλαξία μας (από αρχείο της NASA)

Μάθημα 1 ο. - Κατανομή των χημικών στοιχείων - Ταξινομήσεις. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας. Γεωχημεία Δ εξάμηνο 1

Η δομή και η σύσταση της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Na/K (mole) A/CNK

Sample BKC-10 Mn. Sample BKC-23 Mn. BKC-10 grt Path A Path B Path C. garnet resorption. garnet resorption. BKC-23 grt Path A Path B Path C

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Ενότητα 2: Εφαρμογές ραδιενεργών ισοτόπων στην προέλευση των πετρωμάτων & ιζημάτων. Γεωχημεία (Υ 4203)

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

SUPPLEMENTAL INFORMATION. Fully Automated Total Metals and Chromium Speciation Single Platform Introduction System for ICP-MS

Χημικές αναλύσεις Κύρια στοιχεία (major) major): >1wt% Επουσιώδη στοιχεία (minor): wt% Ιχνοστοιχεία (trace): <0.1 wt% Χημικές αναλύσεις Κύ

Θεωρητικό υπόβαθρο Αρχές που διέπουν την χημική διαφοροποίηση της γης (F. Albarede, Geochemistry an Introduction, 2003)

Supplementary Figure 1 Compositional change of REE of weathering profiles with

ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΦΛΟΙΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ.

Χημικές αναλύσεις Κύρια στοιχεία (major) major): >1wt% (π.χ. SiO2, Al2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O) Επουσιώδη στοιχεία (minor): wt% (TiO2,

Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ. Παππάς Χρήστος Επίκουρος Καθηγητής

Πετρολογία Μαγματικών & Μεταμορφωμένων μ Πετρωμάτων Μέρος 1 ο : Μαγματικά Πετρώματα

Καλή Τσικνοπέμπτη!!! Καλή Τσικνοπέμπτη!!! 2

Πετρογένεση Πυριγενών Πετρωμάτων και Οφιολιθικών Συμπλεγμάτων

Νόµοςπεριοδικότητας του Moseley:Η χηµική συµπεριφορά (οι ιδιότητες) των στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατοµικού τους αριθµού.

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ (1) Ηλία Σκαλτσά ΠΕ ο Γυμνάσιο Αγ. Παρασκευής

ΑΣΚΗΣΗ 2 η Εφαρμογή Βασικών Αρχών Θερμοδυναμικής - Διαγράμματα Φάσεων Δύο Συστατικών

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ Δ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ- ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Χριστίνα Στουραϊτη

τροχιακά Η στιβάδα καθορίζεται από τον κύριο κβαντικό αριθµό (n) Η υποστιβάδα καθορίζεται από τους δύο πρώτους κβαντικούς αριθµούς (n, l)

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟ ΙΚΟΤΗΤΑΣ : Οι ιδιότητες των χηµικών στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατοµικού τους αριθµού.

Estimation of grain boundary segregation enthalpy and its role in stable nanocrystalline alloy design

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΑΣΚΗΣΗ 2 η. Σχήμα 1. Γεωλογικός Χάρτης της Σαντορίνης (Zellmer 1998) Μάρτιος 2015 Χ. ΣΤΟΥΡΑΪΤΗ

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Στοιχεία Θερμοδυναμικής. Ι. Βασικές αρχές. Χριστίνα Στουραϊτη

Πετρογένεση Πυριγενών Πετρωμάτων και Οφιολιθικών Συμπλεγμάτων

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Μαγματικά, πλουτώνια πετρώματα ΓΡΑΝΙΤΕΣ ΚΑΙ ΓΡΑΝΙΤΟΕΙΔΗ ΡΥΟΛΙΘΟΣ

Το άτομο του Υδρογόνου

Είναι μίγματα ορυκτών φάσεων Οι ορυκτές φάσεις μπορεί να είναι ενός είδους ή περισσότερων ειδών Μάρμαρο

Geological and geochemical characteristics of Kanchuangou Mo -Cu deposit in Muling of Heilongjiang

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ Δ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ- ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Χριστίνα Στουραϊτη

Διαγράμματα φάσεων-phase Diagrams

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ (Υ4203) ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η 1. Χημικοί δεσμοί και θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου (crystal field theory)

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ Δ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ- ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Αριάδνη Αργυράκη, Χριστίνα Στουραϊτη

ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΟΡΥΚΤΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ ΜΑΓΜΑΤΙΚΩΝ & ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΖΩΝΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΕΔΑΦΩΝ. Ε. Κελεπερτζής

Μέθοδος χρονολόγησης Rb-Sr

ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ. Αριάδνη Αργυράκη

Αλληλεπίδραση ακτίνων-χ με την ύλη

ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΟΡΥΚΤΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ ΜΑΓΜΑΤΙΚΩΝ & ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ

Πετρογένεση Πυριγενών Πετρωμάτων & Οφιολιθικών Συμπλεγμάτων

ΛΥΣΕΙΣ. 1. Χαρακτηρίστε τα παρακάτω στοιχεία ως διαµαγνητικά ή. Η ηλεκτρονική δοµή του 38 Sr είναι: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2

Συχνή παρουσία ολιβίνη λβί με διαβρωμένου, με σχηματισμούς ζώνωση, απουσία ορθοπυρόξενου, παρουσία πλαγιόκλαστου (πρώιμη

Πετρολογία Μαγματικών & Μεταμορφωμένων μ Πετρωμάτων Μέρος 1 ο : Μαγματικά Πετρώματα

Μέθοδος Γεωχρονολόγησης Lu-Hf

Κεφάλαιο 1 Δομή της Γης

Γένεση μάγματος στον ηπειρωτικό φλοιό. 1. Γενικά 2. Τήξη αφυδάτωσης 3. Υπολειμματικό υλικό στην πηγή 4. Μετανάστευση των υγρών

Τι είναι. Πηγή του υλικού Μάγμα Τήξη πετρωμάτων στο θερμό κάτω φλοιό ή άνω μανδύα. ιαδικασία γένεσης Κρυστάλλωση (στερεοποίηση μάγματος)

Αναλυτικά Εργαστήρια: Η συμβολή της Χημείας στην κοιτασματολογική έρευνα και στην υποστήριξη της δραστηριότητας του μεταλλευτικού κλάδου"

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

ГАЗАР ЗҮЙН БАЙРШИЛ. Региональ геологийн танилцуулга Геологийн тогтоц чулуулгийн геохими ГХШЭ-ийн хүдэржилт. Жаргалан.С*, Гарамжав.Д**, Ватанабэ.

Πετρογένεση Πυριγενών Πετρωμάτων και Οφιολιθικών Συμπλεγμάτων

Quantitative chemical analyses of rocks with X-ray fluorescence analyzer: major and trace elements in ultrabasic rocks

Supporting information. An unusual bifunctional Tb-MOF for highly sensing of Ba 2+ ions and remarkable selectivities of CO 2 /N 2 and CO 2 /CH 4

Στοιχεία Θερμοδυναμικής. Ι. Βασικές αρχές. Χριστίνα Στουραϊτη

Δύο προσεγγίσεις Ποιοτική εκτίμηση: για τη μελέτη ενός γεωλογικού συστήματος ή την πρόβλεψη της επίδρασης φυσικοχημικών μεταβολών (P/T/ P/T/Χ) σε ένα

Στοιχεία Θερμοδυναμικής. Ι. Θερμότητα. Χριστίνα Στουραϊτη

Πετρογένεση Πυριγενών Πετρωμάτων και Οφιολιθικών Συμπλεγμάτων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 4: Περιοδικό σύστημα των στοιχείων

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΝΑΓΩΓΗ

Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

ΥΛΙΚΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΙΙ: ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΧΗΜΕΙΑ-ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ. Εργαστήριο 2 o ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΟ ΦΥΛΛΑ ΙΟ ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΦΑΣΕΩΝ

Πετρογένεση Πυριγενών Πετρωμάτων και Οφιολιθικών Συμπλεγμάτων

ΓΕΩΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΑ. Β) Τι ονομάζουμε μαζικό αριθμό ενός στοιχείου και με ποιο γράμμα συμβολίζεται;

Γεωχημεία. Ενότητα 1: Γεωχημικές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Χριστίνα Στουραϊτη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

26/5/2016. Fig showing the three major types of metamorphic

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Διαγράμματα Φάσεων Callister Κεφάλαιο 11, Ashby Οδηγός μάθησης Ενότητα 2

ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Για τη A τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ

Š ˆ ˆ ˆ Š ˆ ˆ Œ.. μ É Ó

7.14 Προβλήματα για εξάσκηση

ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ - ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 2. ΟΡΥΚΤΑ - ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη

Ατομικό βάρος Άλλα αμέταλλα Be Βηρύλλιο Αλκαλικές γαίες

Appendix B Table of Radionuclides Γ Container 1 Posting Level cm per (mci) mci

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΛΙΚΩΝ ΟΜΑΔΑ /19

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΖΩΝΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΕΔΑΦΩΝ. Ε. Κελεπερτζής

ΧΗΜΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΩΝ

Μάγμα. Το μάγμα, όπως είναι γνωστό, είναι το μητρικό υλικό των πυριγενών πετρωμάτων και το τμήμα του που εκχύνεται σαν λάβα από τα ηφαίστεια είναι

Διαδικασίες Υψηλών Θερμοκρασιών

ΑΡΧΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΧΗΜΕΙΑΣ. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

1 s.e. 1 s.e. 1 s.e. 1 s.e. 1 s.e. 1 s.e.

Transcript:

Γεωχημεία Ιχνοστοιχείων Συντελεστής Κτανομής Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Ο υπολογισμός του Συντελεστή Κατανομής D To D συσχετίζει την συγκέντρωση ενός στοιχείου σε δύο διαφορετικές φάσεις (a,b), D a-b i = C a i/c b i ή πχ. κρύσταλλο τήγμα (solid s liquid l) D s/l i = C s i/c l i Το D μπορεί να μετρηθεί είτε πειραματικά, πχ. Όταν υπάρχουν δύο φάσεις σε ισορροπία σε δεδομένη P, T τότε μετράμε τη συγκέντρωση του στοιχείου και στις δύο φάσεις είτε με απλή παρατήρηση, πχ. εφόσον διαπιστώσουμε σε ένα πέτρωμα ότι δύο ορυκτά βρίσκονται σε ισορροπία (δεν αντιδρούν), τότε μετράμε τη συγκέντρωση του και στα δύο ορυκτά. 2

Συντελεστής Κατανομής Απλή περίπτωση: Τήγμα <-> ορυκτό Σύνθετη περίπτωση: Τήγμα <-> διάφορα ορυκτά Ολικός Συντελεστής Κατανομής (Bulk k d ή Κ d ή D A ) 3

Ο Συντελεστής Κατανομής D είναι μια μορφή (ισοδυναμεί) Σταθεράς Ισορροπίας (Κ) i (liquid) = i (solid) a i solid a i liquid eq. 9.2 K = = X solid i X liquid i i i K = Σταθερά Ισορροπίας (σταθερός αριθμός), επηρεάζεται από την Θερμοκρασία

Η τιμή του D ορίζει την ανταγωνιστηκότητα ενός ιχνοστοιχείου σε σχέση με ένα ορυκτό D s/l << 1 Το στοιχείο είναι μη ανταγωνιστικό - incompatible (ελεύθερο - released ) D s/l >1 Tο στοιχείο ονομάζεται ανταγωνιστικό - compatible (συλλαμβάνεται - captured ) Ni, Cr, Co, etc. Ο συντελεστής κατανομής ενός στοιχείου μπορεί να διαφέρει αρκετά μεταξύ διαφορετικών φάσεων και μπορεί να είναι <1 για ένα ορυκτό ή >1 για ένα άλλο. Οι όροι «ανταγωνιστικό» και «μη ανταγωνιστικό» έχουν νόημα μόνο όταν ορίζονται οι φάσεις του συστήματος. Στην πετρολογία των πυριγενών πετρωμάτων η κατανομή αυτή αναφέρετε μεταξύ των πυριτικών τηγμάτων & των κοινών πετρογενετικών ορυκτών των μαφικών και υπερμαφικών πετρωμάτων 5

Μη ανταγωνιστικά στοιχεία δύο υποομάδες μικρότερα, υψηλού φορτίου high field strength (HFS) elements (REE, Th, U, Ce, Pb 4+, Zr, Hf, Ti, Nb, Ta) Μεγαλύτερα ιόντα, χαμηλού δυναμικού πεδίου ή large ion lithophile (LIL) elements (K, Rb, Cs, Ba, Pb 2+, Sr, Eu 2+ ) πιο ευδιάλυτα.

Συντελεστής Κατανομής Ο αυστηρός ορισμός, για ένα πολυφασικό πέτρωμα όπου, α, β, γ,..χ είναι οι αναλογίες των ορυκτών στο πέτρωμα και k a, k b, k c K j είναι οι συντελεστές κατανομής των διαφόρων ορυκτών που συνιστούν το πέτρωμα, τα οποία είναι σε ισορροπία με το τήγμα. Xj είναι το γραμμομοριακό κλάσμα του κάθενός ορυκτού 7

Rare Earth Elements Table 9-1. Partition Coefficients (C S /C L ) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks Olivine Opx Cpx Garnet Plag Amph Magnetite Rb 0.010 0.022 0.031 0.042 0.071 0.29 Sr 0.014 0.040 0.060 0.012 1.830 0.46 Ba 0.010 0.013 0.026 0.023 0.23 0.42 Ni 14 5 7 0.955 0.01 6.8 29 Cr 0.70 10 34 1.345 0.01 2.00 7.4 La 0.007 0.03 0.056 0.001 0.148 0.544 2 Ce 0.006 0.02 0.092 0.007 0.082 0.843 2 Nd 0.006 0.03 0.230 0.026 0.055 1.340 2 Sm 0.007 0.05 0.445 0.102 0.039 1.804 1 Eu 0.007 0.05 0.474 0.243 0.1/1.5* 1.557 1 Dy 0.013 0.15 0.582 1.940 0.023 2.024 1 Er 0.026 0.23 0.583 4.700 0.020 1.740 1.5 Yb 0.049 0.34 0.542 6.167 0.023 1.642 1.4 Lu 0.045 0.42 0.506 6.950 0.019 1.563 Data from Rollinson (1993). * Eu 3+ /Eu 2+ Italics are estimated 8

Παράγοντες που επηρεάζουν την τιμή του Συντελεστή Κατανομής Παράγοντες που επηρεάζουν το k d : 1) Συνθήκες Πίεσης (P) και Θερμοκρασίας (T) βάση των θερμοδυναμικών τύπων 2) Ακτίνα ιόντος 3) Φορτίο 4) Ηλεκτραρνητικότητα 5) Η δομή της κρυσταλλικής κυψελίδας επιτρέπει από ενεργειακή άποψη συγκεκριμένες ιοντικές υποκαταστάσεις. 9

Σειρά κρυστάλλωσης συγκεκριμένων ορυκτών Ni μεγάλη προτίμηση (κλασμάτωση) ολιβίνη > πυρόξενο Cr και Sc πυροξένους >> ολιβίνη Με βάση το λόγο Ni/Cr ή Ni/Sc μπορούμε να διακρίνουμε την σειρά κρυστάλλωσης των ορυκτών (ολιβίνη ή αυγίτη) σε ένα μάγμα ή σε μια μαγματική σειρά πετρωμάτων 10

Sr και Ba (μη ανταγωνιστικά στοιχεία) Sr αποκλείεται από τα περισσότερα κοινά ορυκτά, εκτός από το πλαγιόκλαστο (plagioclase) Ba ομοίως, αποκλείεται από τα περισσότερα κοινά ορυκτά εκτός από τον αλκαλικό άστριο (alkali feldspar) ο λόγος Ba/Sr μας βοηθά να διακρίνουμε εάν κρυσταλλώνεται Κ-ουχος άστριος (Kspar) ή Πλαγιόκλαστο (Plag) 11

Λόγος δύο ιχνοστοιχείων Sr και Ba είναι μη ανταγωνιστικά στοιχεία: εισέρχονται στα πρώτα τήγματα κατά τη διεργασία της μερικής τήξης, ή εμπλουτίζονται συνεχώς στα υπολειματικά ρευστά της κλασματικής κρυστάλλωσης. Ο λόγος είναι σταθερός μέχρι τη στιγμή που αρχίζει να κρυσταλλώνεται το Πλαγιόκλαστο ή/και Κ-άστριος. Επειδή η σειρά κρυστάλλωσης είναι Πλαγιόκλαστο > Ορθόκλαστο, ο λόγος Ba/Sr θα αυξάνεται όσο διαρκεί η κρυστάλλωση του πλαγιόκλαστου και εν συνεχεία όταν αρχίζει να κρυσταλλώνεται ορθόκλαστο θα αρχίζει να μειώνεται 12

Kd s για το Πλαγιόκλαστο REEs συνήθως έχουν σθένος 3+ (La 3+, etc.) Eu: μπορεί να είναι ως Eu 3+ ή Eu 2+ Eu 2+ πολύ ανταγωνιστικό 13

Συντελεστές Κατανομής για τις REEs K d = C s /C l = concentration in mineral/concentration in melt 14

Συμπεριφορά ιχνοστοιχείων κατά την τήξη και κρυστάλλωση Μοντέλα Μερικής Τήξης: α) Ευτηκτική τήξη (Batch melting) (Απλή περίπτωση ) το τήγμα παραμένει μέχρι να ολοκληρωθεί η τήξη και μετά αποχωρίζεται από το αρχικό στερεό (πηγή) β) Μη ευτηκτική τήξη (περίπλοκη περίπτωση) 15

Μερική τήξη α) Ευτηκτική τήξη Η σχετική αναλογία των ορυκτών στο αρχικό στερεό και στο τήγμα (liquid), παραμένει ίδια κατά τη διάρκεια της τήξης. D, (Ολικό Συντελεστή Κατανομής) ιχνοστοιχείου = σταθερό, κατά τη διάρκεια της τήξης. Ο λόγος Cl/Co, μας δείχνει τη μεταβολή στη συγκέντρωση του ιχνοστοιχείου στο τήγμα. Fraction of melt (F): ο βαθμός μερικής τήξης (πχ. 0.4 ή 40%). Αλλαγή στο D, σημαίνει μεταβολή στην ανταγωνιστικότητα του ιχνοστοιχείου. 16

Α) Ανταγωνιστικό Β) Μη-Ανταγωνιστικό 17

Εάν F 0 C L /C O 1/D i (πολύ μικρός βαθμός μερικής τήξης) C C L O = D i (1 1 - F) + F Γνωρίζοντας το C L και το D i μπορούμε να υπολογίσουμε την συγκέντρωση του αρχικού πετρώματος Χαρακτηρισμός της πηγής του μάγματος 18

EYTHKTIKH ΤΗΞΗ Rb και Sr Basalt Table 9.2. Conversion from mode to weight percent Mineral Mode Density Wt prop Wt% ol 15 3.6 54 0.18 cpx 33 3.4 112.2 0.37 plag 51 2.7 137.7 0.45 Sum 303.9 1.00 1. Μετατροπή βάρος (weight) % ορυκτά (W ol W cpx etc.)

Worked Example of Batch Melting: Rb and Sr Basalt with the mode: Table 9.2. Conversion from mode to weight percent Mineral Mode Density Wt prop Wt% ol 15 3.6 54 0.18 cpx 33 3.4 112.2 0.37 plag 51 2.7 137.7 0.45 Sum 303.9 1.00 1. Convert to weight % minerals (W ol W cpx etc.) 2. Use equation eq. 9.4: D i = W A D i and the table of D values for Rb and Sr in each mineral to calculate the bulk distribution coefficients: D Rb = 0.045 and D Sr = 0.848

3. Use the batch melting equation (9.5) to calculate C L /C O for various values of F C C L O = 1 D i (1 - F) + F Table 9.3. Batch Fractionation Model for Rb and Sr C L /C O = 1/(D(1-F)+F) D Rb D Sr F 0.045 0.848 Rb/Sr 0.05 9.35 1.14 8.19 0.1 6.49 1.13 5.73 0.15 4.98 1.12 4.43 0.2 4.03 1.12 3.61 0.3 2.92 1.10 2.66 0.4 2.29 1.08 2.11 0.5 1.89 1.07 1.76 0.6 1.60 1.05 1.52 0.7 1.39 1.04 1.34 0.8 1.23 1.03 1.20 0.9 1.10 1.01 1.09 From Winter (2010) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

Προβολή του C L /C O vs. F για καθένα στοιχείο Figure 9.3. Change in the concentration of Rb and Sr in the melt derived by progressive batch melting of a basaltic rock consisting of plagioclase, augite, and olivine. (Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall)

Παράδειγμα μερικής τήξης ανώτερου μανδύα... Μη ανταγωνιστικά στοιχεία: ό λες οι REE, και ειδικότερα οι ελαφριές (LREE) περισσότερο μη-ανταγωνιστικές από τις βαριές (HREE) 23

ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΣΗ 1. Κλασματική κρυστάλλωση (οι κρύσταλλοι είναι σε συνεχή ισορροπία με το τήγμα) 2. Κρυστάλλωση Rayleigh (οι κρύσταλλοι αποχωρίζονται αμέσως αφού σχηματιστούν από το τήγμα) 24

1. Κλασματική Κρυστάλλωση Οι κρύσταλοι παραμένουν σε ισορροπία με κάθε ποσότητα του τήγματος(melt increment) 25

Κλασματική Κρυστάλλωση Ο λόγος στοιχείων διαφορετικής ανταγωνιστικότητας (LREE/HREE) δεν διαφέρει πολύ στην κλασματική κρυστάλλωση σταθερό pattern με παράλληλη μετατόπιση (εμπλουτισμό REE, όσο αυξάνει ο βαθμός Κλ. Κρυστάλλωσης (Fractionation %). 26

Europium anomaly when plagioclase is a fractionating phenocryst or a residual solid in source Figure 9.5. REE diagram for 10% batch melting of a hypothetical lherzolite with 20% plagioclase, resulting in a pronounced negative Europium anomaly. From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

Normalized Multielement (Spider) Diagrams An extension of the normalized REE technique to a broader spectrum of elements Chondrite-normalized spider diagrams are commonly organized by (the author s estimate) of increasing incompatibility L R Different estimates different ordering (poor standardization) Fig. 9.6. Spider diagram for an alkaline basalt from Gough Island, southern Atlantic. After Sun and MacDonough (1989). In A. D. Saunders and M. J. Norry (eds.), Magmatism in the Ocean Basins. Geol. Soc. London Spec. Publ., 42. pp. 313-345.

Κατανομή των ιχνοστοιχείων: Γενικά, στα ορυκτά του μανδύα (πηγή των πρωταρχικών μαγμάτων) Μη Ανταγωνιστικά στοιχεία είναι: - K, Rb, Cs, Ta, Nb, U, Th, Y, Hf, Zr, και - Σπάνιες Γαίες [REE: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, & Lu]. Τα περισσότερα από τα παραπάνω στοιχεία έχουν μεγάλη ιοντική ακτίνα, συγκριτικά με τις διαστάσεις των θέσεων στο κρύσταλλο των κοινών ορυκτών του μανδύα: -ολιβίνης, πυρόξενος, σπινέλιος και γρανάτης Ανταγωνιστικά στοιχεία είναι: - Ni, Cr, Co, V, και Sc, Τα οποία έχουν ιοντική ακτίνα μικρότερη και ταιριάζουν ευκολότερα στις κρυσταλλογραφικές θέσεις του Mg Fe. 29

Λόγος δύο ιχνοστοιχείων με διαφορετική ανταγωνιστικότητα 30

Συνοψίζοντας... Χρησιμοποιούμε τα διαγράμματα REE (κανονικοποιημένα ως προς τη σύσταση του C1 Χονδρίτη μετωρίτη) για να: 1) Προσδιορίσουμε την προέλευση των μαγμάτων, υποθέτοντας ότι τα πρωταρχικά μάγματα σχηματίζονται στον ανώτερο μανδύα. 2) Για να διακρίνουμε διεργασίες μερικής τήξης ή κλασματικής κρυστάλλωση. 3) Να συγκρίνουμε πετρώματα διαφορετικών συστάσεων και να προσδιορίσουμε την προέλευση τους. 31