Trace element partitioning between minerals and liquids provides crucial constraints on igneous processes. We quantified trace element concentrations in clinopyroxene (Cpx) phenocrysts and their phonolite melt inclusions from the 2007–08 eruption of Oldoinyo Lengai (Tanzania), and report Cpx-melt partition coefficients ( D ) and corresponding partitioning equations for rare earth elements (REE) and high field strength elements (HFSE) in alkaline magmas. Heavy REE (HREE: Er, Tm, Yb, Lu) are enriched relative to middle REE in alkaline Cpx and display a specific partitioning behavior that is characteristic of alkaline systems. HFSE (Ti, Zr, Hf) and HREE have similar D values ( D Hf = 0.25; D Lu = 0.4) that are significantly higher than MREE ( D Sm = 0.06). High D HREE / D MREE are strongly correlated with the high values of D Zr and D Hf relative to the low D MREE values. In this study, REE partitioning between phonolite melt and Cpx is not consistent with standard models assuming incorporation of all REE in the Cpx M2 site, but rather highlights HREE substitution in both the M1 and M2 sites. Here we highlight the preferential incorporation of HREE in the VI-coordinated M1 site, whereas light REE and MREE remain mostly distributed in the VIII-coordinated M2 site. REE partitioning is strongly dependent on Cpx chemistry: the ideal ionic radius and HREE incorporation in the M1 site increase with increasing Fe 3+ content and decrease with increasing Mg 2+ and Al VI content. In our study, we focus on alkaline evolved magmas, and update existing models to obtain adequate D HREE for alkaline evolved melts. We provide equations to quantify REE and HFSE partitioning, and HREE enrichment in Cpx that are based on Cpx major element composition and temperature. We propose a new model based on the lattice strain approach that predicts HREE partitioning between Cpx and alkaline magmas. The knowledge of the melt composition or of the trace element contents is not required to obtain D REE from the new model. An improved parameterization of HFSE partitioning between Cpx and phonolite and trachy–phonolite melts is also provided herein. We discuss the potential implications of the new data on our understanding of REE deposits that are commonly associated with igneous alkaline complexes.

中文翻译：

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单斜辉石和碱性岩浆之间的微量元素分配：参数化和 M1 位点对斜辉石中 HREE 富集的作用

矿物和液体之间的微量元素分配对火成岩过程提供了关键的限制。我们量化了 2007-08 年 Oldoinyo Lengai（坦桑尼亚）喷发的单斜辉石 (Cpx) 斑晶及其响岩熔体包裹体中的微量元素浓度，并报告了 Cpx-熔体分配系数 (D) 和相应的稀土元素 (REE) 分配方程和碱性岩浆中的高场强元素 (HFSE)。重稀土（HREE：Er、Tm、Yb、Lu）在碱性 Cpx 中相对于中 REE 富集，并显示出碱性系统特有的特定分配行为。HFSE（Ti、Zr、Hf）和 HREE 具有相似的 D 值（D Hf = 0.25；D Lu = 0.4），明显高于 MREE（D Sm = 0.06）。相对于低 D MREE 值，高 D HREE / D MREE 与高 D Zr 和 D Hf 值密切相关。在这项研究中，音沸石熔体和 Cpx 之间的 REE 分配与假设所有 REE 都掺入 Cpx M2 位点的标准模型不一致，而是突出了 M1 和 M2 位点中的 HREE 替代。在这里，我们强调了 HREE 在 VI 协调的 M1 位点中的优先掺入，而轻 REE 和 MREE 仍然主要分布在 VIII 协调的 M2 位点中。REE 分配强烈依赖于 Cpx 化学：理想的离子半径和 M1 位点中的 HREE 掺入随着 Fe 3+ 含量的增加而增加，并随着 Mg 2+ 和 Al VI 含量的增加而减少。在我们的研究中，我们专注于碱性演化的岩浆，并更新现有模型以获得足够的 D HREE 用于碱性演化的熔体。我们提供了基于 Cpx 主要元素组成和温度的方程来量化 REE 和 HFSE 分配以及 Cpx 中的 HREE 富集。我们提出了一种基于晶格应变方法的新模型，该模型可以预测 Cpx 和碱性岩浆之间的 HREE 分配。从新模型中获取 D REE 不需要了解熔体成分或微量元素含量。本文还提供了改进的 Cpx 和 phonolite 和 trachy-phonolite 熔体之间 HFSE 分配的参数化。我们讨论了新数据对我们理解通常与火成碱性复合物相关的 REE 矿床的潜在影响。我们提出了一种基于晶格应变方法的新模型，该模型可以预测 Cpx 和碱性岩浆之间的 HREE 分配。从新模型中获取 D REE 不需要了解熔体成分或微量元素含量。本文还提供了改进的 Cpx 和 phonolite 和 trachy-phonolite 熔体之间 HFSE 分配的参数化。我们讨论了新数据对我们理解通常与火成碱性复合物相关的 REE 矿床的潜在影响。我们提出了一种基于晶格应变方法的新模型，该模型可以预测 Cpx 和碱性岩浆之间的 HREE 分配。从新模型中获取 D REE 不需要了解熔体成分或微量元素含量。本文还提供了改进的 Cpx 和 phonolite 和 trachy-phonolite 熔体之间 HFSE 分配的参数化。我们讨论了新数据对我们理解通常与火成碱性复合物相关的 REE 矿床的潜在影响。此处还提供了 Cpx 和 phonolite 和 trachy-phonolite 熔体之间的 HFSE 分配的改进参数化。我们讨论了新数据对我们理解通常与火成碱性复合物相关的 REE 矿床的潜在影响。本文还提供了改进的 Cpx 和 phonolite 和 trachy-phonolite 熔体之间 HFSE 分配的参数化。我们讨论了新数据对我们理解通常与火成碱性复合物相关的 REE 矿床的潜在影响。