微量元素分配演化的计算实例

这里以批次熔融过程为例来定量模拟微量元素的分配演化。假定有一辉长岩的原岩经历了部分熔融春坦作用,该岩石含有51%的斜长石、33%的单斜辉石和16%的橄榄石,我们可以使用批次熔融方程式(5-26)来计算熔融度F值相应为0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8和0.9时Rb和Sr元素的C l/C 0值,然后绘制出每个元素的Cl/C0对F图,并用线连接这些点。

计算Rb 和Sr的分配系数DRb和DSr值,为此必须先将岩石中矿物的体积百分数转换为质量份数。先将每种矿物的体积百分数乘以矿物的密度,得到总质量,然后标准化为数判1,通过与总质量相除获得质量份数 (表5-3)。

表5-3 从矿物体积百分数转换为质量份数

(据 Winter,2001,有修改)

使用Winter (2001)提供的元素在矿物/熔体之间分配系数数据,根据方程式 (5-6)求得Rb和Sr的总分配系数:

DRb =(0.45 ×0.071)+(0.36 ×0.031)+(0.19 ×0.010)=0.045

DSr =(0.45×1.830)+(0.36×0.060)+(0.19×0.014)=0.848

由此可知,Rb 是一个不相容元素,而Sr,由于含有斜长石,因而只是弱不相容元素 (分配系数接近 1)。然后使用批次部分熔融方程计算上述给定不同F值时的C l/C0值。计算结果见表5-4 和图5-21。

图5-21 由斜长石、单斜辉石和橄榄石组成的玄武岩批次部分熔融形成熔体中Rb和Sr浓度的变化

(据 Winter,2001)

由图5-21可知,不相容元素 Rb强烈富集于熔融早期形成的少量熔体中(低F值),这就提供了一个对于部分熔融程度的敏感测量 (至少直到岩石一半熔融时)。由于DSr接近于1,Rb/Sr比值对F的变化与Rb单独的变化几乎相同,因此任何扒毕桐不相容元素对相容元素的比值都对部分熔融程度很敏感 (至少在初始阶段)。

表5-4 批次熔融模型计算获得的 Rb 和 Sr 的C l /C 0 值

演化算法:是应用数学的一个分支.组合数学中的优化筛选理论和算法.它广泛应用于科研:科学实验,工业:工程策划 方陵扮拿案筛选 能源分配 资源调度等,

医学:基因分析 药物配组 药理分析等,农业:种子筛选 种植区划 水土改良等.[演化算法]是一个通用名词缺友.泛指按达尔文理论来模拟自然界的演化过程所建立的计算模式.这些模式又称为演化式演算法.实例列举如下:

(1)旅游组团策划

(2)邮政编码方案求尺搭索

(3)河流水质变化参数的识别

(4)电力系统负荷配置优化

(5)求解函数运算优化方法等.

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