Cerium anomali

Ceriumanomali , i geokemi , är fenomenet varvid cerium (Ce)-koncentrationen antingen utarmas eller anrikas i en sten i förhållande till de andra sällsynta jordartsmetallerna (REE) . En Ce-avvikelse sägs vara "negativ" om Ce är utarmad i förhållande till de andra REEs och sägs vara "positiv" om Ce är anrikad i förhållande till de andra REEs.

Ceriumoxidationstillstånd

Cerium är ett sällsynt jordartsmetall ( lantanid ) som kännetecknas av två olika redoxtillstånd : III och IV. I motsats till andra lantanidelement, som endast är trevärda (med det anmärkningsvärda undantaget för Eu ²⁺ ), kan Ce ³⁺ oxideras av atmosfäriskt syre (O ₂ ) till Ce ⁴⁺ under alkaliska förhållanden.

Ceriumanomalin hänför sig till minskningen i löslighet , som åtföljer oxidationen av Ce(III) till Ce(IV). Under reducerande förhållanden är Ce3 ⁺ relativt lösligt, medan CeO2 fälls ut under oxiderande _{förhållanden} . Sediment som avsatts under oxiska eller anoxiska förhållanden kan på lång sikt bevara den geokemiska signaturen av Ce ³⁺ eller Ce ⁴⁺ vid reserv att ingen tidig diagenetisk transformation förändrade den.

Cerium anomalier i zirkon

Kristallstruktur av Ceria-zirconia. Ce ⁴⁺ har samma laddning och liknande jonradie som Ze ⁴⁺ vilket resulterar i elementär substitution och därför en positiv ceriumanomali.

Zirkon (ZrSiO ₄ ) finns vanligen i felsiskt magmatiskt berg. Eftersom både Ce ³⁺ och Ce ⁴⁺ kan ersätta zirkonium , har zirkon ofta en positiv Ce-anomali. Ce ⁴⁺ ersätter Zr mycket lättare än Ce ³⁺ eftersom Ce ⁴⁺ (jonradie 0,97Å) har samma laddning och en liknande jonradie som Zr ⁴⁺ (jonradie 0,84Å). Därför är magmans oxidationstillstånd det som bestämmer Ce-anomali i zirkon. Om syreflykten är hög kommer mer Ce ³⁺ att oxidera till Ce ^{4+ och skapa en större positiv Ce} - anomali i zirkonstrukturen. Vid lägre nivåer av syrefugacity kommer nivån av Ce-anomali också att vara lägre.

Ceriumanomalier i kol

Negativa ceriumanomalier

Cerium i kol är vanligtvis svagt negativt, vilket betyder att det finns i något lägre koncentrationer än de andra sällsynta jordartsmetallerna . Ceriumanomalier i kol påverkas av sedimentkällans region. Kol som utvinns från maffiska regioner dominerade av basalter , som platsen för Xinde-gruvan i Kina, har ingen Ce-anomali. Däremot har kol som bryts i felsiska bergarter, såsom Guxu Coalfield i Kina, svagt negativa Ce-avvikelser. Negativa Ce-anomalier kan också tillskrivas vittring och oxidation av kolbrytningsregionen. Under oxidation faller Ce ³⁺ ut som CeO ₂ , vilket lämnar mindre Ce i kolet.

Positiva ceriumanomalier

Medan ceriumavvikelser i kol vanligtvis är negativa, kan de också sällan vara positiva. Detta kan inträffa under vulkanutbrott när vulkanaska förvittras till maffiska tuffar med positiva Ce-anomalier. Pavlovkafyndigheten i Fjärran Östern Ryssland har stora positiva Ce-anomalier i sina Fe-Mn oxihydroxidmalmer. Eftersom cerium är en av endast två REEs som kan få ett oxidationstal på +4, absorberas Ce ^{4+ i Mn(IV)-oxider istället för andra REEs och detta resulterar i en positiv Ce-anomali.}

Se även

externa länkar

Stratigrafiska trender i ceriumanomali i autentiska marina sediment

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Thomas, JB; Bodnar, RJ; Shimizu, N.; Chesner, CA (2003). "Smält inneslutningar i zirkon" . Recensioner inom mineralogi och geokemi . 53 (1): 63–87. Bibcode : 2003RvMG...53...63T . doi : 10.2113/0530063 . ISSN 1529-6466 .
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Dai, Shifeng; Graham, Ian T.; Ward, Colin R. (2016). "En recension av anomala sällsynta jordartsmetaller och yttrium i kol" . International Journal of Coal Geology . 159 : 82–95. doi : 10.1016/j.coal.2016.04.005 . ISSN 0166-5162 .
^ ^a ^b ^c ^d Zhong, Shihua; Seltmann, Reimar; Qu, Hongying; Song, Yingxin (2019). "Karakterisering av zirkon Ce-anomali för uppskattning av oxidationstillstånd för magma: en reviderad Ce/Ce*-metod" . Mineralogi och petrologi . 113 (6): 755–763. doi : 10.1007/s00710-019-00682-y . ISSN 0930-0708 . S2CID 201713664 .
^ ^a ^b ^c Laveuf, C.; Cornu, S. (2009). "En översyn av potentialen hos sällsynta jordartselement för att spåra pedogenetiska processer" . Geoderma . 154 (1–2): 1–12. doi : 10.1016/j.geoderma.2009.10.002 .

[:0-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Thomas, JB; Bodnar, RJ; Shimizu, N.; Chesner, CA (2003). "Smält inneslutningar i zirkon" . Recensioner inom mineralogi och geokemi . 53 (1): 63–87. Bibcode : 2003RvMG...53...63T . doi : 10.2113/0530063 . ISSN 1529-6466 .

[:1-2] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Dai, Shifeng; Graham, Ian T.; Ward, Colin R. (2016). "En recension av anomala sällsynta jordartsmetaller och yttrium i kol" . International Journal of Coal Geology . 159 : 82–95. doi : 10.1016/j.coal.2016.04.005 . ISSN 0166-5162 .

[:2-3] Zhong, Shihua; Seltmann, Reimar; Qu, Hongying; Song, Yingxin (2019). "Karakterisering av zirkon Ce-anomali för uppskattning av oxidationstillstånd för magma: en reviderad Ce/Ce*-metod" . Mineralogi och petrologi . 113 (6): 755–763. doi : 10.1007/s00710-019-00682-y . ISSN 0930-0708 . S2CID 201713664 .

[:3-4] Laveuf, C.; Cornu, S. (2009). "En översyn av potentialen hos sällsynta jordartselement för att spåra pedogenetiska processer" . Geoderma . 154 (1–2): 1–12. doi : 10.1016/j.geoderma.2009.10.002 .