什么是高场强和大离子亲石元素或者HFSE &李尔LILE (HFS)元素?

Question

有两组元素经常提到当讨论不兼容的微量元素。他们是高场强元素(HFS中或HFSE)和大离子亲石元素(LIL或LILE)。

这些组织是什么?他们是如何用于地球化学和岩石学吗?

Answer 1

首先,一个简短的介绍不相容元素

地幔主要是由矿物橄榄石、辉石,钙长石、尖晶石、石榴石。这些矿物质是由元素硅、铝、铁、镁和钙。下面的图我已经把它们放在MRFE字段(地幔岩石形成元素)。微量元素,元素出现在非常低的浓度,不形成自己的矿物质,而是纳入常见矿物的晶格。很容易在这样的元素共享半径和电荷的主要元素,因为它们可以很容易地适应晶格(例如倪在橄榄石、铬在斜辉石)。

然而,大多数元素情节出图中的MRFE字段,被认为是不相容元素。在地幔中融化,这些不相容元素分区到岩浆和最终迁移时形成新的岩石(例如玄武岩)。因为不同的流程和地幔熔融条件导致不同的模式和内容的不相容元素在新岩石,我们可以了解地幔过程通过研究这些元素更容易融化岩石(如玄武岩火山)。

请注意,我指的是不相容元素对地幔矿物相矛盾的。在某些地壳岩石K, Na和Ti成为主要元素。在这种情况下,MRFE应该改名为CRFE(地壳造岩元素)和扩大到包括这些元素。

HFSE和LILE

然后不相容元素分为两组:高场强元素(HFS中或HFSE)和大离子亲石元素(LIL或LILE)。

李尔名称部分赠送他们为什么叫这样:李尔确实比其他阳离子。亲石元素,它们是不相容的,通常最终浓缩在地壳(岩石圈)。

地壳中HFS中也丰富(最终),但他们的名字来源于他们的小半径相比高阳离子电荷:z / r比值。因此,他们的结合到附近的阴离子很强,这是——他们有很高的电场强度。

两组之间的细分被定义在z / r = 2.0,但这是一个连续的值,没有严格的理论可以给出定义的边界所在。从历史上看,稀土元素被认为是李尔。在更现代的时代里,讨论HFS时稀土元素可能被排除在外。

我们为什么需要两组?

尽管LILE和HFSE在地幔熔融行为以一种兼容的方式,应对post-magmatic过程有所不同。HFSE通常是固定的:也就是说,它们大多是对变质和热液蚀变。另一方面,LILE fluid-mobile和热液蚀变岩石研究可能改变其内容。

新鲜的岩石是一种稀缺的奢侈品和许多岩石,我们研究经历了某种改变。因为HFSE抵抗这些过程,其内容可能代表原始的岩石。这是非常重要的:可以看看岩石蚀变矿物组合和修改后的主要元素内容。李尔可以教会我们相反的——我们可以了解变更流程。如果我们找到新鲜的岩石和李尔分类学中我们发现异常,我们可以了解水热过程发生在地幔,否则将无法看到。

六价阳离子呢?

有人会认为,莫等六价阳离子^{6 +}、铬^{6 +},V^{6 +}和你^{6 +}也应该出现在图与性格更HFS阳离子。然而,当在六价状态形成阴离子复合物,不像图中的阳离子。

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对图

灵感来自于图2.2矿床地质/斯科特。数据的图一个地球科学家的元素周期表,元素及其离子(也doi)