鈰異常

鈰異常是指礦物中鈰(Ce)濃度相對於某些標準（通常是球粒隕石或大洋中脊玄武岩(MORB)）富集或虧損的現象。在地球化學中，如果鈰相對於其他稀土元素(REE)富集，則鈰異常被稱為「正」，如果鈰相對於其他稀土元素虧損，則鈰異常被稱為「負」。^[1]

鈰異常的大小以δCe值度量，通常使用鈰的標準化值與其相鄰的鑭(La)與鐠(Pr)元素標準化值平均值的比值，δCe大於1為鈰正異常；δCe小於1為鈰負異常。

鈰氧化態

鈰是一種稀土元素（鑭系元素），鑭系元素都能夠形成三價(3+)離子，但鈰與銪元素具有額外的化合價。鈰能夠形成四價(4+)離子。三價的Ce³⁺可在鹼性條件下被大氣中的氧氣 (O₂) 氧化為四價的Ce⁴⁺ 。^[2]

鈰異常與溶解度降低有關，伴隨着 Ce(III) 氧化為 Ce(IV)。在還原條件下，Ce³⁺相對可溶，而在氧化條件下，四價鈰生成的CeO₂則會沉澱。^[1]在含氧或缺氧條件下沉積的沉積物可以長期保留Ce³⁺或Ce⁴⁺的地球化學特徵，因為其沒有被早期成岩作用所影響。^[1]

鋯石中的鈰異常

氧化鈰-氧化鋯的晶體結構。 Ce⁴⁺與 Zr⁴⁺具有相同的電荷和相似的離子半徑，導致元素取代，因此出現正鈰異常。 ^[1]

鋯石(ZrSiO₄) 常見於長英質火成岩中。 ^[3]由於Ce³⁺和Ce⁴⁺都可以取代鋯，所以鋯石常呈正鈰異常。 ^[3] Ce⁴⁺比 Ce³⁺更容易取代鋯，因為Ce⁴⁺（離子半徑 0.97Å）與Zr⁴⁺（離子半徑 0.84Å）具有相同的電荷和相似的離子半徑。 ^[1]因此，岩漿的氧化態決定了鋯石中的Ce異常。 ^[3]如果氧逸度高，更多的Ce³⁺將氧化成Ce⁴⁺並取代Zr⁴⁺，從而在鋯石結構中產生更大的正鈰異常。在較低的氧逸度水平下，鈰異常的程度也會較低。 ^[3]

煤中的鈰異常

負鈰異常

煤中的鈰通常呈現較弱的負異常，即鈰的濃度略低於其他稀土元素。 ^[2]煤中鈰異常受沉積源區的影響。 ^[2]在以玄武岩為主的鎂鐵質地區，如中國的新德煤礦所在地區，開採的煤炭未發現鈰異常。 ^[2]而在長英質岩區開採的煤炭，如中國的古敘煤田，呈現弱的負鈰異常。 ^[2]負鈰異常也可歸因於採煤區的風化和氧化。 ^[2]在氧化過程中，Ce³⁺被氧化為四價成為CeO₂沉澱析出，從而在煤中留下較少的鈰。 ^[1]

正鈰異常

雖然煤中的鈰異常通常為負值，但極少情況下也可能存在正值。^[4]這種情況通常見於在火山噴發時，火山灰被風化成具有正鈰異常的鎂鐵質凝灰岩。 ^[1]俄羅斯遠東地區的巴甫洛夫斯克礦床在其鐵-錳氫氧化物礦石中即存在明顯的正鈰異常。^[4]鈰可被氧化為四價的Ce⁴⁺，從而富集到四價的Mn(IV) 氧化物中，而其他稀土元素則不會取代錳離子，導致這類礦石中出現正鈰異常。 ^[4]

也可以看看

外部連結

自生海相沉積物中鈰異常的地層趨勢

參考

^ ^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. 引用錯誤：帶有name屬性「:0」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
^ ^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  （英語）.
^ ^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. （原始內容存檔於2022-08-15）（英語）.

[: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. 引用錯誤：帶有name屬性「:0」的<ref>標籤用不同內容定義了多次

[: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  （英語）.

[: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. （原始內容存檔於2022-08-15）（英語）.

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