铈异常

铈异常是指矿物中铈(Ce)浓度相对于某些标准（通常是球粒陨石或大洋中脊玄武岩(MORB)）富集或亏损的现象。在地球化学中，如果铈相对于其他稀土元素(REE)富集，则铈异常被称为“正”，如果铈相对于其他稀土元素亏损，则铈异常被称为“负”。^[1]

铈异常的大小以δCe值度量，通常使用铈的标准化值与其相邻的镧(La)与镨(Pr)元素标准化值平均值的比值，δCe大于1为铈正异常；δCe小于1为铈负异常。

铈氧化态[编辑]

铈是一种稀土元素（镧系元素），镧系元素都能够形成三价(3+)离子，但铈与铕元素具有额外的化合价。铈能够形成四价(4+)离子。三价的Ce³⁺可在碱性条件下被大气中的氧气 (O₂) 氧化为四价的Ce⁴⁺ 。^[2]

铈异常与溶解度降低有关，伴随着 Ce(III) 氧化为 Ce(IV)。在还原条件下，Ce³⁺相对可溶，而在氧化条件下，四价铈生成的CeO₂则会沉淀。^[1]在含氧或缺氧条件下沉积的沉积物可以长期保留Ce³⁺或Ce⁴⁺的地球化学特征，因为其没有被早期成岩作用所影响。^[1]

锆石中的铈异常[编辑]

锆石(ZrSiO₄) 常见于长英质火成岩中。 ^[3]由于Ce³⁺和Ce⁴⁺都可以取代锆，所以锆石常呈正铈异常。 ^[3] Ce⁴⁺比 Ce³⁺更容易取代锆，因为Ce⁴⁺（离子半径 0.97Å）与Zr⁴⁺（离子半径 0.84Å）具有相同的电荷和相似的离子半径。 ^[1]因此，岩浆的氧化态决定了锆石中的Ce异常。 ^[3]如果氧逸度高，更多的Ce³⁺将氧化成Ce⁴⁺并取代Zr⁴⁺，从而在锆石结构中产生更大的正铈异常。在较低的氧逸度水平下，铈异常的程度也会较低。 ^[3]

煤中的铈异常[编辑]

负铈异常[编辑]

煤中的铈通常呈现较弱的负异常，即铈的浓度略低于其他稀土元素。 ^[2]煤中铈异常受沉积源区的影响。 ^[2]在以玄武岩为主的镁铁质地区，如中国的新德煤矿所在地区，开采的煤炭未发现铈异常。 ^[2]而在长英质岩区开采的煤炭，如中国的古叙煤田，呈现弱的负铈异常。 ^[2]负铈异常也可归因于采煤区的风化和氧化。 ^[2]在氧化过程中，Ce³⁺被氧化为四价成为CeO₂沉淀析出，从而在煤中留下较少的铈。 ^[1]

正铈异常[编辑]

虽然煤中的铈异常通常为负值，但极少情况下也可能存在正值。^[4]这种情况通常见于在火山喷发时，火山灰被风化成具有正铈异常的镁铁质凝灰岩。 ^[1]俄罗斯远东地区的巴甫洛夫斯克矿床在其铁-锰氢氧化物矿石中即存在明显的正铈异常。^[4]铈可被氧化为四价的Ce⁴⁺，从而富集到四价的Mn(IV) 氧化物中，而其他稀土元素则不会取代锰离子，导致这类矿石中出现正铈异常。 ^[4]

也可以看看[编辑]

外部链接[编辑]

自生海相沉积物中铈异常的地层趋势

参考[编辑]

^ ^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. 引证错误：带有name属性“:0”的<ref>标签用不同内容定义了多次
^ ^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  （英语）.
^ ^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. （原始内容存档于2022-08-15）（英语）.

[:0-1] 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. 引证错误：带有name属性“:0”的<ref>标签用不同内容定义了多次

[:1-2] 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.

[:2-3] 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  （英语）.

[:3-4] 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. （原始内容存档于2022-08-15）（英语）.

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