高温下地幔矿物之间的Cr同位素分馏
铬(Cr)是过渡金属元素,其同位素主要有50Cr、52Cr、53Cr和54Cr.与其它变价元素(Fe、Se、Cu)的同位素类似,生物作用和低温氧化还原过程是目前已知的导致Cr同位素分馏的主要因素,这使得Cr同位素常被用作示踪古大气氧化还原环境以及地表水系统中Cr(VI)污染的还原和沉降.到目前为止，高温地质过程中Cr同位素行为研究非常有限。本工作选择了华北北岩地区橄榄岩包体全岩和主要单矿物（橄榄石、辉石和尖晶石），以及西藏罗布莎橄榄岩和铬铁矿进行了Cr同位素研究。获得了以下结果：地幔橄榄岩中共生矿物对之间存在明显的Cr同位素分馏，从总体上看，矿物的Cr同位素组成遵循该规律Spl>Cpx、Opx>O1。该结果与近期高温矿物对Fe同位素分馏结果的规律基本一致（Spl>Cpx>Opx>O1）。随着(Fe/Mg)值升高，单斜辉石Cr同位素表现出明显变重的趋势，可能反映了交代作用影响，且交代熔体具有重的Cr同位素组成特征。罗布莎地区橄榄岩及铬铁矿的Cr同位素结果表现出如下规律：不含铬铁矿橄榄岩(δ53Cr=-0.205‰～-0.110‰)<含铬铁矿橄榄岩（δ53Cr=一o.070‰±0.035‰）<铬铁矿（δ53Cr=-0.056‰±0.035‰）。这一结果暗示岩浆演化过程中铬铁矿的分离结晶可能会导致Cr同位素的分馏。本工作首次发现了在高温矿物之间存在明显的Cr同位素分馏，主要控制因素是Cr在晶格中位置（配位数）及氧化还原状态，这一特征与高温Fe同位索行为类似。与Fe相比，Cr除了+2和+3外，在较高的氧化条件下还可以以+6价（具流体活动性）形式存在，且Cr6+更富集重Cr同位素特征。Cr元素和同位素的这一性质使其具有示踪中一高温地质过程氧逸度环境的潜在能力（如俯冲带），这可能成为中-高温Cr同位素研究和发展中一个重要的应用方向。
地幔矿物 高温地质过程 铬同位素 分馏规律
沈骥 秦礼萍 于慧敏 黄方 肖燕 李曙光
中科院壳幔物质与环境重点实验室/中国科学技术大学地球与空间科学学院,合肥 230026 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029 地质过程与矿产资源国家重点实验室/中国地质大学(北京),北京 100083
国内会议
长沙
中文
1-2
2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）