Исследованиях, по Склярову (2001), с добавлениями

Группа	Подгруппа	Компоненты
Главные элементы	Породообразующие оксиды	SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O, п.п.п.
	Летучие компоненты	H2O, CO2, SO2, H2S
Элементы-примеси	Крупные литофильные элементы	Rb, Cs, Ba, Sr
	Транзитные элементы	Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn (Ti, Mn, Mn. Fe)
	Редкоземельные элементы	La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
	Благородные металлы (платиноиды и золото)	Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au
	Высокозарядные Элементы	Y, Th, U, Pb, Zr, Hf, Nb, Ta, REE
Стабильные изотопы		O, C, H, S
Радиогенные изотопы	Радиогенные изотопные системы	K–Ar, Rb–Sr, Sm–Nd, Re–Os, U–Pb, Th–Pb, Pb–Pb, 14C–14N

П р и м е ч а н и е. В скобках указаны элементы с промежуточными свойствами.

Главные (породообразующие) элементы определяют петрографический вид породы. Их получают при полном химическом анализе породы, а концентрацию выражают в массовых процентах оксидов. Сумма петрогенных оксидов обычно составляет 100 %. Они перечислены в табл. 2. Обычно определяют отдельно двух- и трехвалентное железо в виде Fe₂O₃ и FeO, а иногда их сумму (Fe₂O₃+ FeO), которая обозначается как Fe₂O₃ или Fe₃O₄.

Летучие компоненты также вклю­чают в состав группы главных элементов при анализе пород (Н₂О, СО₂, S). Вода, входящая в решетку минералов и высвобождаемая при температу­ре > 110 °С, обозначается как Н₂О⁺. В ряде случаев летучие компоненты определяются не отдельно, а в составе пробы при прокаливании последней до 1000 °С и обозначаются как «потери при прокаливании» (п. п. п). В публикациях и отчетах при составлении таблиц составов пород или минералов общепринятым является порядок главных элементов, приведенный в табл. 2.

В ряде случаев возникает необходимость перехода от оксидных содержаний к концентрациям элементов и наоборот. Это легко сделать с помощью пересчета пропорции или используя коэффициенты, приведенные в табл. 3.

Элементы-примеси присутствуют в пробе в количестве <0,1 %. Их концентрации выражаются в граммах на тонну (г/т или ррm), реже в граммах на тысячу тонн (мг/т или ppb). Можно произвести переход от граммов на тонну к процентам по массе: 1 г/т соответствует 0,0001 %.

На начальных этапах геохимических исследо­ваний чтобы охарактеризовать объект в целом пробы анализируют с помощью полуколичественных методов анализа на 40–50 химических элементов. В дальнейшем, при решении конкретных задач изучают распределение в породах отдельных групп элементов, которые имеют близкие свойства и (или) характеризуются сходным поведением в геологических процессах. Эле­менты с близкими значениями ионных радиусов и зарядов обычно обна­руживают одинаковое поведение в геохимических процессах. Выделяются три основные группы элементов: крупные литофильные элементы – LIL (large ion lithophyls), высокозарядные эле­менты – HFS (high field strength elements) и переходные (тран­зитные) элементы.

Среди элементов-примесей выделяют группу редкоземельных элементов (rare earth elements, REE), которая включает La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Редкоземельные элементы имеют близкие химические и физические свойства и являются стабильными в трехва­лентном состоянии.

Таблица 3. Коэффициенты пересчета элементных и оксидных

Содержаний

Элемент → оксид	Коэффициент	Оксид → элемент	Коэффициент
Аl→Аl2О3	1,88988	Аl2О3 →AI	0,52913
Ва→ВаО	1,11648	ВаО→Ва	0,89567
Са→СаО	1,39920	СаО→Са	0,71469
Са→СаСО3	2,29726	СаСО3 →Са	0,40044
Со→СоО	1,27146	СоО→Со	0,78650
Сг→Сг2О3	1,46145	Сг2О3→Сг	0,68425
Cs→CsO2	1,06020	CsO2 →Cs	0,94323
Fe+2 →FeO	1,28648	FeO→ Fe+2	0,77731
Fe+3 →Fe2O3	1,42972	Fe2O3 → Fe+3	0,69944
FeO→ Fe2O3	1,11135	Fe2O3 →FeO	0,89981
		FeS→Fe	0,63327
К→K2O	1,20462	K2O →K	0,83013
Li→Li2O	2,15274	Li2O →Li	0,46452
Mn→MnO	1,29128	MnO→Mn	0,77443
Mg→MgO	1,65789	MgO→Mg	0,60317
Na→Na2O	1,34787	Na2O →Na	0,74191
Ni→ NiO	1,27262	NiO→Ni	0,78578
P→P205	2,29116	P205 →P	0,43646
Rb→Rb2O	1,09359	Rb2O →Rb	0,91442
Si→SiO2	2,14041	SiO2→Si	0,46720
Sr→SrO	1,18259	SrO→Sr	0,84560
Ti→TiO2	1,66806	TiO2→Ti	0,59950
Zr→ZrO2	1,35080	ZrO2→Zr	0,74030

Кроме того, церий проявляет валентность Сe⁴⁺, а европий – Eu²⁺. В ряде случаев из-за близости химических свойств в эту группу включают иттрий. Редкоземельные элементы подразделяются на легкие (LREE) с низким атомным номером (La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu) и тяжелые – HREE (Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Иног­да отдельно рассматривается группа промежуточных REE (Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho). При построе­нии графиков распределения REE пользуются процедурой норма­лизации к стандарту. Для сглаживания резкого различия концентраций используется логарифмический масштаб. На бинарные диаграммы на вертикальной оси графика откладыва­ются не абсолютные значения концентраций, а их десятичные логарифмы отношения порода/стандарт, а по горизонтальной оси – ред­коземельные элементы (рисунок).

 

Примеры кривых распределения редкоземельных элементов, нормированные по хондриту.

1 – горизонтальная кривая; 2 – Eu -максимум при преобладании тяжелых REE; 3 – Eu -минимум при преобладании легких REE;

4 – Eu -минимум при одинаковом уровне легких и тяжелых REE.

 

Точки для отдельных элементов соединяются линиями. В каче­стве стандарта могут быть использованы данные о распределении REE в хондритовых метеоритах, прими­тивных базальтах срединно-океанических хребтов (MORB) (табл. 4, 5).

В ряде случаев с целью стандартизации геохимических данных для осадочных и метаморфи­ческих пород в качестве стан

Таблица 4. Значения, используемые при нормализации содержаний

REE по хондриту, г/т.

Эле­мент	Bard,	Wakita e.a., 1971	Evensen e.a.,	Taylor e.a.,
La	0,310	0,34	0,245	0,367
Се	0,808	0,91	0,637	0,957
Рг	0,122	0,121	0,096	0,137
Nd	0,600	0,64	0,473	0,711
Sm	0,195	0,195	0,154	0,231
Eu	0,074	0,073	0,058	0,087
Gd	0,259	0,26	0,204	0,306
Tb	0,047	0,047	0,037	0,058
Dy	0,322	0,30	0,254	0,381
Ho	0,072	0,078	0,056	0,085
Er	0,210	0,02	0,166	0,249
Tm	0,032	0,032	0,026	0,056
Yb	0,209	0,22	0,017	0,248
Lu	0,032	0,034	0,025	0,038

дарта удобно использовать результаты анализа составных проб: глинистого сланца Северной Америки (NASC – North American shale composite), постархейского австралийского глинистого сланца (PAAS – Post Arhean Australian Shale) или по генеральной пробе глин Русской платформе (RPSC – Russian Platform Shale Composite) (табл. 6).

Цериевая и европиевая точки нередко отскакива­ют от плавной части кривой и именуются цериевой и европиевой аномалиями (рисунок). Если точка рас­положена выше кривой, то аномалия поло­жительная, а если ниже – отрицательная. Для того чтобы

Таблица 5. Значения, используемые для нормализации