1. 微量元素地球化学数据处理方法

    1. 微量元素地球化学对

在将微量元素资料用于地球化学问题研究时,常将两个元素的关系、或将两个元素比值的关系、或两组元素和比值的关系进行对比,可统称为微量元素对,或微量元素地球化学对。一般说来,微量元素对常常是地球化学性质相近的元素,如 Nb/Ta,Zr/Hf,Sr/Ba,Th/U,Cr/Ni,Cl/Br 等,也可以其中一个是主元素,另一个是与其他化性质相似的微量元素,如 K/Rb, Mg/Li,Ca/Sr,Fe/V,Al/Ga,S/Se 等。前述各单个稀土元素比值(如 La/Ce) 也常用作元素对。

应该根据研究目的选择不同的元素对。如研究岩浆形成机制和过程鉴别要选择分配性质相同或相反的元素对,如 Ba/Nb,Nb/Th,以及 Ce-Ni,Cr

-Ta 等。要讨论氧化、还原状态,要选择变价元素对,如 Fe2+/Fe3+,V3+/V5+, Eu2+/Eu3+,以及 Mn/Mg 等。要研究岩体剥蚀深度,要选择元素浓度随深变而增减的,如 Li/Sc,Rb/Bi,Sb/Bi 等。而要进行变质岩原岩恢复,则需选择对变质作用较稳定的元素,如 Zr/Ti,Zr/Ni,Cr/Ti,Zr/Mg 等等。

有时为了加强元素对比值的指示意义,所选择的往往不是二个元素的比值,而是二组元素含量和的比值、或含量积的比值。如(Li+Rb+Cs)/(Sc

+Zn)或(Li×Rb×Cs)/(Sc×Zn),也可以是一个元素对与第三个元素的比值,如 K/Rb-Ti 等。

  1. 微量元素组合关系图解

除元素对关系外,多种微量元素的组合关系也是经常采用的一种方法。如塔乌松等在研究花岗岩分类时选用 Rb,Zr,Zn,Li,Nb,Pb,Cu,Be,Cs, Ta,Sn,W,Mo 等十三种元素,还有采用 25 种元素关系来进行分类的。但比较多的是采用三元素的图解法。如玄武岩类型划分的 Ti/100-Zr-Sr/2, Ti/100-Zr-Y×3 图解。花岗岩类型划分的 F-Sr+Ba-Li+Rb 三角图解。海陆相地层划分的 Ga-Ba-Rb 图解。稀土元素的球粒陨石标准化丰度图、不相容元素的蜘蛛图也可属于这一类。

  1. 微量元素组合的多元统计分析

微量元素在矿物、岩石中浓度频率分布类型。元素浓度的频率分布是自然体系形成时的化学状态(化学反应的可逆性)、形成的地质时代等各种因素的函数。Ahrens 首先指出,微量元素在矿物岩石中呈对数正态分布。当几何平均值接近算术平均值时,表示元素在岩石中的均匀分布。当二者差异较大时,元素的分布不均一,可能集中在个别矿物内。后来的研究表明皮尔逊分布可能是更为一般的分布类型。我国华南花岗岩中 Nb,Ta,Be,W,REE 等微量元素的研究表明,它们多属对数分布。沉积岩地层中元素一般为正态

分布,但当某种成矿过程或其他地质过程迭加后。就会使微量元素偏离正态分布而出现对数正态分布。各种元素浓度的分布类型对地质作用有一定的指示意义。

定量研究微量元素之间、微量元素和主元素之间的相关性是微量元素组合的另一类统计分析方法。最简单的就是相关系数的计算,它反映了元素之间关系的密切程度。但在复杂的地质、地球化学过程中,单纯的相关系数不能反映元素之间的客观关系,因而就出现了逐步回归分析,群分析和因子分析等复杂统计分析。逐步回归分析帮助人们在数目众多的变量中找出关系最密切的元素,并给出定量关系表达式。群分析和因子分析则是将元素含量或样品数等作为一个多维空间进行含量投影,关系最密切的元素或标本,其投影点将最靠近。回归分析、因子分析和群分析是微量元素数据处理中最常用的统计方法。