论文推介 | 铕异常在地质学中的应用

在地质学研究中，Eu元素因其在地质过程中能以Eu²⁺的形式存在并与其他三价稀土元素发生星散形成“Eu非常”而受到学者们的普遍存眷。自Goldschmidt（1958）提出Eu的二价不乱性或者导致“Eu非常”的概念以来，浩瀚学者对Eu的元素地球化学行为及其氧化还原态进行了大量研究，“Eu非常”由此被作为一个具有固定界说和较量的地球化学参数在地质学范畴的相关研究中普遍使用，首要应用于精美描绘岩浆演化、热液感化、沉积感化、变质感化、风化感化、行星演化过程。然而，分歧地质过程中“Eu非常”成因错综复杂，导致了相关文献中关于“Eu非常”的成因注释存在含糊其词甚至互相矛盾的景遇。

图1 Eu³⁺/Eu²⁺氧化还原均衡作为氧逸度、温度、压力和pH的函数相关图 （据Bau，1991）

个中，关于“Eu进入矿物晶格的晶体化学效应”和“约束铕元素Eu²⁺/ Eu³⁺比值的氧化还原前提”这两个问题的最终解决，是将来提拔“Eu非常”对象性价格的要害地点。20世纪60年月在对“Eu非常”的研究中，Towell与Philpotts两位学者已经就“晶体化学效应”和“氧化还原前提”两个身分谁占主导开展了激烈的商议，问题至今没有解决。

针对上述问题，中国科学院大学地球与行星科学学院郑方顺博士研究生、宋国粹副传授在综合梳理“Eu非常”的界说以及较量公式的根蒂上，总结了分歧地质过程（包罗岩浆演化、热液感化、沉积感化、变质感化、风化感化、行星演化等）中Eu非常的应用近况及相关的实验地球化学研究进展。综合研究表明，造成分歧地质过程中“Eu非常”差别的首要身分有：(1)母岩浆（熔/流体）的Eu含量，(2)分歧矿物相的晶体化学效应（离子半径），(3)温度–压力前提（图1），(4)氧化–还原前提（氧、硫逸度）（图1），(5)水–岩感化，(6)流体酸碱度（pH值）（图1），(7)络合感化，(8)吸附感化，(9)风化感化，(10)星云冷凝与挥发等。

在综合梳理Eu非常应用近况的根蒂上，作者们发现“Eu非常”的定量表述和应用均涉及到岩浆、熔／流体或矿物中Eu²⁺和³⁺的正确测定，进而提出行使已知Eu²⁺、Eu³⁺含量的熔/流体开展主要地质过程的模拟将是解决“Eu非常问题”的新途径。

作者简介:

郑方顺（中国科学院大学地球与行星科学学院）：硕士生，矿物学、岩石学、矿床学专业。

宋国粹（中国科学院大学地球与行星科学学院，中国科学院矿产资源研究重点实验室，中国科学院地质与地球物理研究所，北京） ：副传授，从事金属矿床学与矿物学研究。

基金项目：

本文受国度天然科学基金面上项目(42073040)和中国科学院大学精良青年教师科研能力提拔项目结合帮助。

本研究登载在《岩石学报》2023年第39卷第9期：

郑方顺, 宋国粹. 2023. 铕非常在地质学中的应用. 岩石学报, 39(9): 2832-2856.