铕异常

铕异常是指矿物中的铕(Eu)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，如果矿物中的铕含量相对于其他稀土元素(REE) 更高，则铕异常被称为“正异常”，如果铕含量相对于其他稀土元素更低，则铕异常被称为“负异常”。

地球和月球的玄武岩的稀土元素丰度^[1]

铕异常的大小以δ_Eu值度量，它是铕标准化值与其相邻的钐(Sm)与钆(Gd)标准化值平均值的比值，δ_Eu大于1为铕正异常；δ_Eu小于1为铕负异常。

虽然所有镧系元素都能够形成较大的三价 (3+) 离子，但铕和铈(Ce)元素的电子层结构不同，从而具有额外的化合价，铕能够形成二价 (2+) 离子，而铈能形成四价 (4+) 离子，这两种离子与三价的稀土元素离子在化学反应中的分配方式不同。就铕来说，其还原态的二价 (2+) 阳离子与钙 Ca²⁺ 离子大小相似并携带相同的电荷， Ca²⁺ 存在于斜长石及其他矿物中。虽然铕在氧化岩浆中是三价形式 (Eu³⁺ ) 的不相容成分，但在还原岩浆中它优先以二价形式 (Eu²⁺) 结合到斜长石中取代钙(Ca²⁺) 。 ^[2]

铕的富集或亏损通常是因为铕比其他矿物更易掺入斜长石中。如果岩浆使稳定的斜长石结晶，则大部分铕将留在其中，导致该矿物中的铕浓度高于其他稀土元素的预期浓度（即正异常）。然而其余部分岩浆中的铕浓度则会因此而降低，如果这部分贫铕的岩浆随后与富铕的斜长石晶体分离并随后凝固，其化学成分将显示负铕异常（因为铕富集在前述岩浆房的斜长石中）。反之，如果岩浆在凝固前富集了斜长石晶体，则其岩石成分会呈现铕的正异常。 ^{[3] [4]}

铕异常的一个著名例子是在月球上。对月球浅色月球高地的稀土元素分析显示，由于高地富含斜长石斜长岩，因此存在较大的正铕异常。主要由玄武岩组成的较暗的月海显示出较大的负铕异常。这导致地质学家推测月球高地和海马之间的遗传关系。很可能月球的大部分铕都被并入了早期富含斜长石的高地，从而使后来的玄武岩母海中的铕严重亏损。 ^[5]

• 铈
• 铈异常
• 铕
• 镧系元素
• 稀土元素

参考

1. Claire L. McLeod 1, Mark. P. S. Krekeler. Sources of Extraterrestrial Rare Earth Elements: To the Moon and Beyond. Resources (MDPI). August 2017, 6 (3): 40. Bibcode:2017Resou...6...40M. doi:10.3390/resources6030040 .
2. Sinha, Shyama P.; Scientific Affairs Division, North Atlantic Treaty Organization. https://books.google.com/books?id=OmUXW8pqUe8C&pg=PA550 |chapterurl=缺少标题 (帮助). Systematics and the properties of the lanthanides. 1983: 550–553. ISBN 978-90-277-1613-2.
3. D. F. Weill, M. J. Drake. Europium Anomaly in Plagioclase Feldspar: Experimental Results and Semiquantitative Model. Science. 1973, 180 (4090): 1059–1060. Bibcode:1973Sci...180.1059W. PMID 17806582. doi:10.1126/science.180.4090.1059.
4. Bau M. Rare-earth element mobility during hydrothermal and metamorphic fluid-rock interaction and the significance of the oxidation state of europium. Chemical Geology. 1991, 93 (3–4): 219–230. Bibcode:1991ChGeo..93..219B. doi:10.1016/0009-2541(91)90115-8.
5. Harry Y. Mcsween, Jr.; Huss, Gary R. https://books.google.com/books?id=385nPZOXmYAC&pg=PA456 |chapterurl=缺少标题 (帮助). Cosmochemistry. 2010-06-30: 456–460. ISBN 978-0-521-87862-3.