铕异常在地质学中的应用

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作者：

郑方顺，宋国学

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摘要：

Eu是地学界最受关注的变价稀土元素(Eu,Eu^(2+)和Eu^(3+)).长期以来,"Eu异常"(δEu)作为重要的地球化学参数而被广泛应用于刻画精细地质过程.一般认为,Eu^(2+)的存在及其在自然环境中的稳定性是造成"Eu异常"的主要原因,但查阅近期有关文献显示,很多关于"Eu异常"的成因解释存在模棱两可甚至相互矛盾的情形.本文在梳理"Eu异常"的定义以及计算公式的基础上,总结了不同地质过程中Eu异常的应用现状及相关的实验地球化学成果,包括岩浆演化,热液作用,沉积作用,变质作用,风化作用等.综合研究表明,造成不同地质过程中"Eu异常"差异的主要因素有:(1)母岩浆(熔/流体)的Eu含量;(2)不同矿物相的晶体化学效应(离子半径);(3)温度-压力条件;(4)氧化-还原条件(氧,硫逸度);(5)水-岩作用;(6)流体酸碱度(pH值);(7)络合作用;(8)吸附作用;(9)风化作用;以及(10)星云冷凝与挥发等.其中,"Eu异常"的定量表述和应用均涉及到岩浆,熔/流体或矿物中Eu^(2+)和Eu^(3+)的精确测定.但纵观当前应用于地球科学的众多测试手段,除X射线吸收光谱(XAS)可以原位测定Eu^(2+),Eu^(3+)的相对含量外,尚缺乏精确测定研究对象中Eu^(2+),Eu^(3+)含量的可行方法.由此提出,实验地球化学将是解决"Eu异常问题"的新途径,利用已知Eu^(2+),Eu^(3+)含量的熔/流体开展重要地质过程的模拟,可有效揭示"Eu异常"变化的关键制约因素.

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关键词：

铕异常 地质过程 氧化还原条件 晶体化学效应 实验地球化学

年份：

2023