应用地球化学元素丰度数据手册－迟清华.pdf

应用地球化学 元素丰度数据手册 迟清华 鄢明才 编著 地 质 出 版 社 北 京 内 容 提 要 本书汇编了国内外不同研究者提出的火成岩、沉积岩、变质岩、土壤、水系沉积物、泛滥平原沉积物、浅海沉积物和 大陆地壳的化学组成与元素丰度，同时列出了勘查地球化学和环境地球化学研究中常用的中国主要地球化学标准物质的标 准值，所提供内容均为地球化学工作者所必须了解的各种重要地质介质的地球化学基础数据。 本书供从事地球化学、岩石学、勘查地球化学、生态环境与农业地球化学、地质样品分析测试、矿产勘查、基础地质 等领域的研究者阅读，也可供地球科学其它领域的研究者使用。 图书在版编目（（CIP））数据 应用地球化学元素丰度数据手册/迟清华，鄢明才编 著. －北京地质出版社，2007.12 ISBN 978－7－116－05536－0 Ⅰ. 应 Ⅱ. ①迟 ②鄢 Ⅲ. 地球化学丰度－化学元 素－数据－手册 . P59Ⅳ5－62 中国版本图书馆 CIP数据核字（2007）第 185917 号 责任编辑王永奉 陈军中 责任校对李 玫 出版发行地质出版社 社址邮编北京市海淀区学院路 31 号，100083 电 话（010）82324508（邮购部） 网 址 电子邮箱zbs 传 真（010）82310759 印 刷北京地大彩印厂 开 本889mm1194mm 1/16 印 张10.25 字 数260 千字 印 数1－3000 册 版 次2007 年 12 月北京第 1 版第 1 次印刷 定 价28.00 元 书 号ISBN 978－7－116－05536－0 （如对本书有建议或意见，敬请致电本社；如本社有印装问题，本社负责调换） I 关于应用地球化学 元素丰度数据手册（代序） 关于应用地球化学 元素丰度数据手册（代序） 地球化学元素丰度数据，即地壳五个圈内多种元素在各种介质、各种尺度内含 量的统计数据。它是应用地球化学研究解决资源与环境问题上重要的资料。将这些 数据资料汇编在一起将使研究人员节省不少查找文献的劳动与时间。这本小册子就 是按照这样的想法编汇的。它主要收集中国东部地壳与岩石化学组成的成果，兼及 中国土壤、水系沉积物、泛滥平原沉积物、浅海沉积物中多种元素的丰度数据。为 了读者使用的便利，还列出我国主要地球化学标准物质的标准值。这本小册子并不 求全，只求今后的一个宏伟计划有个开始。今后随着国内外地球化学填图的发展， 大量新数据的涌现，可以不断修订，补充，再版，使此手册一直紧跟应用地球化学 的发展步伐。 谢学锦 2007.11 II 前 言 前 言 地壳、岩石和疏松沉积物的化学组成与元素丰度是人类开展地质与地球化学调 查、生态环境与农业地球化学调查需要了解的必不可少的最基础和最常用的地球化 学数据。本书汇集的应用地球化学基础数据以岩石的化学组成和元素丰度为主体， 同时汇集了疏松沉积物与大陆地壳的化学组成与元素丰度及常用地球化学标准物质 标准值的数据，力求实用和全面，以供不同行业工作者和研究者参考选用。 岩石是地壳和岩石圈组成的基本单元。研究各种地质体中元素的分布、迁移和 富集规律，确定地球化学异常下限及评估地质体的含矿性与成矿条件，都需要与相 应的岩石化学组成与元素丰度数据对比。岩石中的元素丰度资料，除主成分和稀土 元素外，系统的微量元素尤其是痕量元素含量的新资料目前很少。迄今人们仍常引 用 20 世纪 60 年代 Turekian and Wedepohl（1961）和 Vinogradov（1962）根据选取 散见于文献上不同研究者给出的不同岩类、不同元素的含量资料发表的 4 种火成岩 和 3 种沉积岩的元素丰度数据，在早期地球化学研究中曾起了重要作用，但受制于 当时的测试技术条件或样品的代表性，其中的一些元素尤其是测试困难的痕量元素 和贵金属元素与实际偏离较大。如 Vinogradov（1962）给出的酸性岩和基性岩中 Au 丰度分别为4.510-9和410-9；Hg 丰度分别为8010-9和9010-9；Pd 的丰度估 计值更高，分别为1010-9和1910-9，实际上这样的含量值已达异常或强异常， 与目前实测的元素含量难以进行对比和地球化学解释。实际上 Turekian and Wedepohl（1961）在其论文中亦曾客观地指出，他们的汇编数据中的一些岩类和元 素，在元素含量的测试、取样的代表性和岩性的描述上存在着不确定性。对另一重 要岩类变质岩，则几乎见不到综合性的元素丰度数据。因此，迫切需要充实新的岩 石化学组成，特别是痕量和超痕量元素丰度资料。本书在第一章、第二章、第三章 汇编了国内外有代表性的火成岩、沉积岩和变质岩的岩石元素丰度，收集了近十几 年来中国不同类型火成岩、沉积岩和变质岩的最新地球化学研究成果，其中包括了 数十种岩石 70 余种元素的实测丰度数据，信息丰富，期望其对地球化学的定量研究 和科学比对有所助益。 地壳的化学组成和元素丰度研究经历了一个多世纪，大体可分为 3 个阶段，最 早以大陆地壳出露的结晶岩石成分的平均值估计地壳元素丰度（Clarke，1889， 1908；Clarke and Washington，1924）；然后以酸性岩和基性岩的平均化学组成按不 III 同比例估计大陆地壳元素丰度（Vinogradov，1962；Taylor，1964），目前则通过对 出露有下地壳岩石的某些有代表性的大构造单元的陆壳实测元素丰度研究来估计大 陆地壳元素丰度（Shaw et al.，1986；Wedepohl，1991，1995；鄢明才和迟清华， 1997；Yan and Chi，2005）。地壳元素丰度的资料已日臻完善，除个别难测痕量、 超痕量元素外，不同作者新近的估计值已相当接近。本书第五章列出了不同时期国 内外研究者给出的具代表性的大陆地壳元素丰度数据，提供读者选用。 近年来不同研究者提出的不同国度大陆地壳化学组成与元素丰度数据及先后研 究发表的中国东部和中国花岗岩元素丰度的相似性表明，涵盖5个一级大地构造单 元的中国（东部）岩石和地壳的元素丰度数据具有良好的代表性，可作为不同区域 元素丰度对比的基础；较前人收集不同来源数据估计的值，特别在研究元素相关性 和比值时，应更具可比性和适用性。 中国东部大陆地壳和岩石化学组成与元素丰度的研究成果鄢明才和迟清华， 1997；Yan and Chi, 2005）是本书岩石和大陆地壳元素丰度数据的重要来源。1986～ 1995 年，中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所与中国地质大学（武汉）、 长春地质学院以及中国东部 9 省区区域地质调查队或地球物理地球化学勘查院合 作，在中国东部东经105o以东、面积330104 km2涵盖17省（市、区）5个一级 大地构造单元的广大地区，系统采集了500余条标准地层剖面、800余个代表性的 火成岩体和变质杂岩体的总计28253个样品，组合成2718件分析样；与国内众多 有经验的地质分析实验室合作，采用以中子活化法、X-射线荧光光谱法、等离子体 光谱法与质谱法为主的10余种配套分析方法进行准确测试，以相应的国际公认的国 家一级地球化学标准物质严格监控分析质量，准确测定了每个岩石组合样品中62种 元素的含量；同时按构造单元和岩类组合成 150 件大组合样准确测定了Br、I、 In、N、Os、Ir、Rh、Ru、Re、Te、Pr、Dy、Ho、Er、Tm等15种元素的 含量。以中国东部区域地质、地球化学和地学断面资料为基础获得的中国东部大陆 地壳和岩石 76 种元素的化学组成与元素丰度，是迄今为止跨越一级大地构造单元最 多、通过系统测定每件岩石组合样品得到的元素最为齐全的大陆地壳和岩石的化学 组成与元素丰度研究成果。 疏松沉积物（主要是水系沉积物和土壤）是勘查地球化学和生态环境地球化学 研究的主要对象，但国际上与之相关的地球化学元素含量背景资料不多。自 20 世纪 80 年代开始，中国相继开展的全国土壤环境地球化学背景值调查、水系沉积物区域 化探全国扫面、全国泛滥平原沉积物地球化学填图、中国浅海沉积物地球化学调查 以及中国东部平原土壤生态地球化学基准值研究；20 世纪 60～80 年代美国开展的土 壤环境地球化学元素背景值调查；1996～2005 年欧洲地球化学基准填图计划进行的 IV 土壤、水系沉积物和泛滥平原沉积物地球化学调查，积累了丰富的疏松沉积物元素 含量资料。据此本书第四章汇集了中国和其它国家土壤、水系沉积物和浅海沉积物 元素含量的新资料，这些基础地球化学数据可供生态环境与农业地球化学调查、地 球化学勘查等领域的研究进行对比应用。 本书第六章还汇集了常用的岩石、土壤、水系沉积物、生物地球化学多元素标 准物质的标准值以及痕量超痕量、矿石金和铂族元素标准物质的标准值等，可供地 质、地球化学和地质测试工作者参考使用。 此外，本书还将中国有代表性的主要类型岩石、土壤、水系沉积物、浅海沉积 物和大陆地壳的化学组成与元素丰度、地球化学勘查样品分析方法检出限以及重要 地球化学勘查计划中采用的检出限和分析方法分列于附录 1、附录 2 和附录 3。 随着区域地质、地球化学和全球地学断面资料的不断积累与地质分析测试技术 的进步，有关地壳及不同地质介质的化学组成与元素丰度的数据必将日臻完善。 衷心感谢中国科学院院士、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所名誉 所长谢学锦教授为本书作序 谨以此书献给中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所成立 50 周年，献给 致力于应用地球化学和地质分析测试的广大工作者 由于水平所限，缺点、疏漏和错误在所难免，敬请读者批评指正。 编著者 2007 年 10 月 V 目 次 目 次 关于应用地球化学元素丰度数据手册（代序） 前言 第一章 火成岩化学组成与元素丰度................................................................................................................................. 1 1.1 酸性岩化学组成与元素丰度.................................................................................................................2 表 1.1.1 酸性岩化学组成与元素丰度.............................................................................................................................. 2 表 1.1.2 花岗岩和流纹岩化学组成与元素丰度.............................................................................................................. 3 表 1.1.3 高钙酸性岩化学组成与元素丰度...................................................................................................................... 4 表 1.1.4 中国各类花岗岩化学组成与元素丰度.............................................................................................................. 5 表 1.1.5 中国东部各构造单元花岗岩化学组成与元素丰度.......................................................................................... 6 表 1.1.6 中国东部各构造单元碱正长花岗岩化学组成与元素丰度............................................................................ 7 表 1.1.7 中国东部各构造单元二长花岗岩化学组成与元素丰度 .................................................................................. 8 表 1.1.8 中国东部各构造单元花岗闪长岩化学组成与元素丰度 .................................................................................. 9 表 1.1.9 中国东部各构造单元酸性火山岩化学组成与元素丰度 ................................................................................ 10 表 1.1.10 中国各构造单元花岗岩化学组成和元素丰度.............................................................................................. 11 表 1.1.11 中国各构造单元碱长花岗岩化学组成和元素丰度...................................................................................... 12 表 1.1.12 中国各构造单元正长花岗岩化学组成和元素丰度...................................................................................... 13 表 1.1.13 中国各构造单元二长花岗岩化学组成和元素丰度...................................................................................... 14 表 1.1.14 中国东部太古宙和后太古宙酸性岩化学组成与元素丰度 .......................................................................... 15 1.2 中性岩化学组成与元素丰度...............................................................................................................16 表 1.2.1 闪长岩和安山岩化学组成与元素丰度............................................................................................................ 16 表 1.2.2 中国各类闪长岩和安山岩化学组成与元素丰度............................................................................................ 17 表 1.2.3 中国东部各构造单元闪长岩化学组成与元素丰度........................................................................................ 19 表 1.2.4 中性火山岩化学组成与元素丰度.................................................................................................................... 20 表 1.2.5 二长岩、正长岩和粗面岩化学组成与元素丰度............................................................................................ 21 表 1.2.6 中国各类正长岩化学组成与元素丰度............................................................................................................ 23 表 1.2.7 中国东部各构造单元正长岩类化学组成与元素丰度.................................................................................... 24 表 1.2.8 中国东部太古宙和后太古宙中性岩化学组成与元素丰度 ............................................................................ 25 1.3 基性岩和超镁铁质岩化学组成与元素丰度 .......................................................................................26 表 1.3.1 基性岩化学组成与元素丰度............................................................................................................................ 26 表 1.3.2 中国各类辉长岩化学组成与元素丰度............................................................................................................ 28 表 1.3.3 中国东部各构造单元辉长岩和辉绿岩化学组成与元素丰度 ........................................................................ 29 表 1.3.4 中国东部各构造单元玄武岩化学组成与元素丰度........................................................................................ 30 表 1.3.5 中国东部太古宙和后太古宙基性岩化学组成与元素丰度 ............................................................................ 31 表 1.3.6 超镁铁质岩化学组成与元素丰度.................................................................................................................... 31 1.4 火山碎屑岩及其它火成岩化学组成与元素丰度 ...............................................................................34 表 1.4.1 中国火山碎屑岩化学组成与元素丰度............................................................................................................ 34 表 1.4.2 中国东部各构造单元火山碎屑岩化学组成与元素丰度 ................................................................................ 35 表 1.4.3 中国其它火成岩化学组成与元素丰度............................................................................................................ 36 第二章 沉积岩化学组成与元素丰度...............................................................................................................................38 VI 2.1 砂岩化学组成与元素丰度...................................................................................................................39 表 2.1.1 砂岩化学组成与元素丰度.................................................................................................................................... 39 表 2.1.2 中国东部各类杂砂岩化学组成与元素丰度........................................................................................................ 41 表 2.1.3 中国东部各构造单元砂岩化学组成与元素丰度................................................................................................ 43 2.2 泥岩化学组成与元素丰度...................................................................................................................45 表 2.2.1 泥岩化学组成与元素丰度.................................................................................................................................... 45 表 2.2.2 中国东部各类泥岩化学组成与元素丰度............................................................................................................ 46 表 2.2.3 中国东部各构造单元泥岩化学组成与元素丰度................................................................................................ 48 2.3 碳酸盐岩化学组成与元素丰度 ...........................................................................................................50 表 2.3.1 碳酸盐岩化学组成与元素丰度............................................................................................................................ 50 表 2.3.2 中国东部石灰岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 51 表 2.3.3 中国东部白云岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 52 表 2.3.4 中国东部泥灰岩和泥云岩化学组成与元素丰度................................................................................................ 53 表 2.3.5 中国东部各构造单元碳酸盐岩化学组成与元素丰度........................................................................................ 54 2.4 硅质岩化学组成与元素丰度...............................................................................................................56 表 2.4.1 中国东部硅质岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 56 表 2.4.2 中国东部不同区域硅质岩化学组成与元素丰度................................................................................................ 57 第三章 中国东部变质岩化学组成与元素丰度.............................................................................................................58 3.1 中国东部板岩、千枚岩和片岩化学组成与元素丰度........................................................................59 表 3.1.1 中国东部板岩化学组成与元素丰度.................................................................................................................... 59 表 3.1.2 中国东部各构造单元板岩化学组成与元素丰度................................................................................................ 60 表 3.1.3 中国东部千枚岩和片岩化学组成与元素丰度.................................................................................................... 61 表 3.1.4 中国东部各构造单元千枚岩化学组成与元素丰度............................................................................................ 62 表 3.1.5 中国东部各构造单元片岩化学组成与元素丰度................................................................................................ 63 3.2 中国东部片麻岩化学组成与元素丰度 ................................................................................................64 表 3.2.1 中国东部片麻岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 64 表 3.2.2 中国东部各构造单元片麻岩化学组成与元素丰度............................................................................................ 66 表 3.2.3 中国东部太古代和元古代花岗质片麻岩化学组成与元素丰度 ........................................................................ 67 3.3 中国东部变粒岩化学组成与元素丰度 ...............................................................................................69 表 3.3.1 中国东部酸性变粒岩化学组成与元素丰度........................................................................................................ 69 表 3.3.2 中国东部中酸性变粒岩化学组成与元素丰度.................................................................................................... 70 表 3.3.3 中国东部中性变粒岩和副变粒岩化学组成与元素丰度.................................................................................... 71 3.4 中国东部麻粒岩化学组成与元素丰度 .................................................................................................72 表 3.4.1 中国东部酸性麻粒岩化学组成与元素丰度........................................................................................................ 72 表 3.4.2 中国东部中性麻粒岩化学组成与元素丰度........................................................................................................ 73 表 3.4.3 中国东部基性麻粒岩化学组成与元素丰度........................................................................................................ 74 3.5 中国东部斜长角闪岩和绿片岩化学组成与元素丰度..........................................................................75 表 3.5.1 中国东部斜长角闪岩化学组成与元素丰度........................................................................................................ 75 表 3.5.2 中国东部各构造单元斜长角闪岩化学组成与元素丰度.................................................................................... 76 表 3.5.3 中国东部绿片岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 77 3.6 中国东部大理岩和石英岩化学组成与元素丰度 ...............................................................................78 表 3.6.1 中国东部大理岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 78 VII 表 3.6.2 中国东部石英岩化学组成与元素丰度................................................................................................................ 79 第四章 疏松沉积物化学元素平均含量..........................................................................................................................80 表 4.1 中国土壤化学元素含量........................................................................................................................................... 82 表 4.2 中国、美国和欧洲土壤元素背景值....................................................