銪異常是指礦物中的(Eu)濃度相對於某些標準(通常是球粒隕石大洋中脊玄武岩(MORB))富集或虧損的現象。在地球化學中,如果礦物中的銪含量相對於其他稀土元素(REE) 更高,則銪異常被稱為「正異常」,如果銪含量相對於其他稀土元素更低,則銪異常被稱為「負異常」。

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地球和月球的玄武岩的稀土元素豐度[1]

銪異常的大小以δEu值度量,它是銪標準化值與其相鄰的(Sm)與(Gd)標準化值平均值的比值,δEu大於1為銪正異常;δEu小於1為銪負異常。

雖然所有鑭系元素都能夠形成較大的三價 (3+) 離子,但銪和(Ce)元素的電子層結構不同,從而具有額外的化合價,銪能夠形成二價 (2+) 離子,而鈰能形成四價 (4+) 離子,這兩種離子與三價的稀土元素離子在化學反應中的分配方式不同。就銪來說,其還原態的二價 (2+) 陽離子與 Ca2+ 離子大小相似並攜帶相同的電荷, Ca2+ 存在於斜長石及其他礦物中。雖然銪在氧化岩漿中是三價形式 (Eu3+ ) 的不相容成分,但在還原岩漿中它優先以二價形式 (Eu2+) 結合到斜長石中取代(Ca2+) 。 [2]

銪的富集或虧損通常是因為銪比其他礦物更易摻入斜長石中。如果岩漿使穩定的斜長石結晶,則大部分銪將留在其中,導致該礦物中的銪濃度高於其他稀土元素的預期濃度(即正異常)。然而其餘部分岩漿中的銪濃度則會因此而降低,如果這部分貧銪的岩漿隨後與富銪的斜長石晶體分離並隨後凝固,其化學成分將顯示負銪異常(因為銪富集在前述岩漿房的斜長石中)。反之,如果岩漿在凝固前富集了斜長石晶體,則其岩石成分會呈現銪的正異常。 [3] [4]

銪異常的一個著名例子是在月球上。對月球淺色月球高地的稀土元素分析顯示,由於高地富含斜長斜長岩,因此存在較大的正銪異常。主要由玄武岩組成的較暗的月海顯示出較大的負銪異常。這導致地質學家推測月球高地和海馬之間的遺傳關係。很可能月球的大部分銪都被併入了早期富含斜長石的高地,從而使後來的玄武岩母海中的銪嚴重虧損。 [5]

參考

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