Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
3.4.5. Распределение редкоземельных элементов представляет значительный интерес, так как между спектрами распределения редкоземельных элементов (р.з.э.) морских и материковых пород наблюдаются заметные различия. Если концентрации р.з.э. в лунных образцах нормализовать по содержанию р.з.э. в хондритах (или по «космической» распространенности; см. гл. 2), можно легко распознать любое происшедшее химическое фракционирование. Диаграммы зависимости нормализованных по хондритам содержаний элементов от их атомного номера для лунных образцов приведены на рис. 3.4 и 3.5. Ряд особенностей этих графиков заслуживает внимания:
62 Часть I
а) все лунные образцы, кроме анортозитов, обогащены р.з.э. по сравнению с хондритами, причем некоторые из них более чем в 200 раз;
б) все морские базальты обнаруживают дефицит (в различной степени) Ей относительно смежных с ним редких земель— и Ос1 (так называемая отрицательная европие-вая аномалия);
—I—| | | г.....и |-1 | I | | 1111 ¦ I 1 I | I 1111 ~
Барий, млн-1
РИС. 3.3. Корреляция между содержаниями летучего (ИЬ) и нелетучего (В а) элементов в морских и материковых образцах [392].
в) многие материковые образцы показывают обогащение ЕЙ по сравнению с Бт и Оа (положительная европиевая аномалия) ;
г) спектры распределения для морских базальтов не всегда параллельны. Для титанистых базальтов наблюдается относительное обогащение тяжелыми р.з.э. (от ТЬ доЬи) по сравнению с легкими р.з.э. (от Ьа до N(3).
Обогащение образцов с поверхности Луны р.з.э. по сравнению с хондритами (пункт «а») можно частично объяснить селективной концентрацией этих элементов у поверхности (см. разд. 3.4.3). Однако если такие относительно высокие концентрации имеют место во всей коре, то Луна в целом примерно в
100
из
О Е
Е 3
"ГГТ
Высококалиевый базальт „Аполлона-/!"
Низкокалиевый базальт „Аполлона- \\" Глиноземистый морской \ о"азальт Высокотитанистый базальт „Аполлона-17"
Ояиаиноеый базальт „Аполлона-іа"
Кварцевый базальт ..Аполлона-(5"
Оливиновый 6"азальт „Аполлона-І5"
Изумрубно-зеленые стекла
Морские базальты
1-а Се Рг Ыс1 Еа Ы ТЬ НоУЕг Тт УЬ Ш
Рис. 3.4. Спектры распространенности элементов в морских базальтах (нормировано на содержание в хондритах) [392].
500
3 ^
сх. -
х Є
Ъ => = ,5"
с- О
со
а
з: Е
СИ 2
200
100 50
а =
3,5
0.2
СреЭнекалиевые базальты Фра-Мауро
Низкокал^евые базальты Фрс-Мауро
СреЗний состав пороЭ материка Троктолит
Материковый базальт
Габбро-анортозит
Анортозит
1.а Се Рг Ш Бт Ей Єсі ТЬ Оу Но У Ег Тт УЬ
Рис. 3.5. Спектры распространенности редкоземельных элементов в типах материковых пород (нормировано на содержание в хондритах) [392].
со X
І-І50
€4 Часть I
три раза богаче р.з.э., чем хондриты. Обогащение могло произойти в результате процессов многостадийного фракционирования, в которых за первичной дифференциацией и консолидацией расплавленной Луны последовали повторяющиеся эпизоды частичного плавления и кристаллизационного фракционирования вещества коры. Это приводит к обогащению магмы теми элементами, которые не входят в главные породообразующие минералы. Вариации в наклонах спектров распределения (пункт «г») могут быть обусловлены теми же причинами, но незначительность этих вариаций и пологая форма нормализованного спектра распределения р.з.э. позволяют предположить, что во время образования морских лав фракционная кристаллизация не была интенсивной. Например, интенсивная кристаллизация клинопироксена будет порождать остаточную магму с распределением р.з.э., характеризующимся обогащением легкими р.з.э. относительно тяжелых р.з.э. (см. разд. 5.4).
Особенно интригующей является европиевая аномалия (пункты «б» и «в»). Во-первых, она показывает, что исходная магма как для морских, так и для материковых пород не была первичной, поскольку нет признаков, указывающих на то, что европий обладает отличным от других р.з.э. поведением при конденсации во время остывания солнечной небулы, т. е. Луна не обеднена Ей относительно других р.з.э. Во-вторых, тот факт, что аномалии в морском и материковом веществе противоположны, наводит на мысль, что у них может быть общая причина. Кажется, однако, невероятным, что этой общей причиной является простая одностадийная кристаллизация плагиоклаза (который обычно обогащен европием относительно других р.з.э.; см. гл. 5 и 6) из морских базальтов. Расчеты показывают, что для появления измеренной отрицательной аномалии требуется очень значительное и необычное количество плагиоклаза, выкристаллизовавшегося и удаленного из магмы (примерно от 60 до 90%). Более вероятно многостадийное фракционирование, вызывающее образование обогащенной европием материковой коры и обедненного европием остатка, из которого позже, при его частичном плавлении, произошло отделение морских базальтов.
3.5. Состав Луны. Было предпринято множество попыток оценить общий состав Луны. Чтобы проиллюстрировать методы приближения, которые можно использовать при решении этой проблемы, обсудим три из них. Они изложены в работах Венке с сотрудниками /[416], Ганапати и Андерса [И25] и Тейлора [392].
