(通讯员 陈思钰)近日,成人网
21级本科生(现在读大四)黄月在中文核心(EI)期刊《地学前缘》上发表了题为《铈(Ce)的地球化学特征与同位素分馏效应及其在地球科学中的应用》的论文(共24页)。本科生黄月为论文第一作者,其导师朱光有教授为通讯作者,该论文还有四位本科生作者。论文分析了铈(Ce)及其同位素的地球化学行为、富集机制、同位素分馏效应及控制因素;梳理了其在地质测年、示踪物质来源与氧化还原环境中的应用。

图1 论文成人网
铈(Ce)是唯一具有三价和四价氧化态的稀土元素,也是丰度最高的稀土元素。铈在自然界中以氧化态和其它稀土元素共同成矿。铈异常被广泛应用于氧化还原环境的示踪。近年来,铈同位素有关的地球化学指标在地球科学领域也逐渐被重视。铈同位素因其对氧化还原环境和配位条件的敏感性,呈现出特有的分馏效应,成为研究古海洋氧化还原环境的关键指标之一。
本文在总结铈及铈同位素地球化学行为的基础上,重点阐述了铈元素富集和铈异常形成的三个机制(微生物细胞表面吸附、铁锰结核的氧化吸附、有机质络合效应),并归纳了不同地质体(太阳系、地壳、海洋)的铈同位素组成特征,以及铈同位素的分馏效应和主要控制因素,最后梳理了铈异常和铈同位素比值在地质测年、示踪物质来源和示踪氧化还原环境中的应用。

图2 不同地质体中的ε138Ce值
Fe在相对还原条件下沉淀,而Mn在相对氧化条件下沉淀。连续形成的铁锰矿床中轻的Ce同位素先吸附在Fe沉淀上,此时水体中相对富集重的142Ce;然后Ce自发沉淀形成Ce(OH)4或CeO2,Ce沉淀中δ142Ce值高于Fe沉淀;最后在富氧的水体中Mn析出,吸附在Mn沉淀上的Ce具有最高的δ142Ce值(图3)。142Ce同位素从Fe到Mn沉淀物中逐级富集能够清楚地观察到δ142Ce值的变化,同时反映了沉积环境的氧化还原波动。

图3 海洋中Fe、Ce、Mn连续沉淀过程Ce同位素分馏示意简图
有关铈同位素的研究还处于起步阶段,许多地质体的铈同位素组成数据不足,对不同地质过程中的铈同位素分馏效应还不清楚,铈稳定同位素比值在古海洋环境示踪方面的应用实例较少。未来的研究方向应侧重于发展精细化的铈稳定同位素分析技术,完善地质体的铈同位素数据,探讨沉积岩中的铈同位素分馏效应以及铈异常与铈同位素比值的综合分析应用。
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第一作者简介:黄月,中共党员,长江大学成人网
资源勘查工程专业22101班学生。入学以来连续三年获国家励志奖学金,多次参与院级、校级专业竞赛获奖5项,被评为“优秀共青团员”、“三好学生”称号;学期最高绩点4.52,去年9月,获研究生保送名额,以92.50的复试成绩推免至长江大学成人网
攻读硕士研究生学位。
(审核 朱光有 编辑 韩静)