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中科院大化所王軍虎課題組和南開大學羅景山課題組綜述：原位電化學穆斯堡爾譜及其應(yīng)用實例介紹

來源：時間：2023-12-14 11:16:58 瀏覽：2070次

利用地幔橄欖巖包體中平衡礦物對的氧逸度計可以有效限定巖石圈地幔的氧化-還原狀態(tài).本文使用中國地質(zhì)大學（武漢）新購置的WSS-10型常溫穆斯堡爾光譜儀對華北地塊西北部狼山地區(qū)橄欖巖包體的四相礦物開展了鐵價態(tài)的直接測定.結(jié)果顯示，斜方輝石Fe3+/∑Fe為0.05~0.11，單斜輝石的為0.16~0.25，尖晶石的為0.16~0.22，橄欖石為0.利用橄欖石-斜方輝石-尖晶石氧逸度計，獲得狼山地區(qū)巖石圈地幔氧逸度為FMQ-0.82至FMQ-0.39（均值為FMQ-0.65）.該值略高于依據(jù)電子探針測試數(shù)據(jù)計算獲得的氧逸度值（FMQ-1.49至FMQ-0.8，均值為FMQ-1.25），造成這一差異的原因可能是后者忽略了尖晶石晶格中Fe3+過剩和陽離子空位導致的非化學計量比.與全球克拉通巖石圈地幔氧逸度值（均值為FMQ-0.35）相比，華北地塊西北緣狼山地區(qū)巖石圈地幔整體表現(xiàn)為較還原狀態(tài)，推測與深部地幔低fO2熔體上升交代有關(guān).

本文結(jié)論如下：

（1）根據(jù)電子探針分析獲取礦物的Fe3+/∑Fe比值與穆斯堡爾譜儀測定值有一定偏差.不同溫度計與氧逸度計受到礦物中Fe3+的影響不同.電子探針數(shù)據(jù)可獲取可靠的TBKN90（℃）溫度值，但當尖晶石Fe3+/∑Fe < 0.15時會降低氧逸度值估計的可靠性.

（2）使用中國地質(zhì)大學（武漢）WSS-10 M?ssbauer光譜儀可準確獲取樣品中的Fe3+/∑Fe比值.通過穆譜測定礦物Fe3+/∑Fe值計算的華北克拉通西北緣氧逸度值為FMQ-0.82至FMQ-0.39，相比于其東部巖石圈地幔氧逸度值（FMQ-0.1至FMQ+0.35），華北克拉通西北緣巖石圈地幔稍顯還原.

（3）華北西北部巖石圈地幔與全球克拉通地幔相比，仍表現(xiàn)出較還原狀態(tài)，而且橄欖巖fO2和部分熔融沒有明顯相關(guān)性，而與交代作用有關(guān)，推測交代熔體可能起源于氧逸度值相對較低的更深部地幔.

圖 1 狼山玄武巖中橄欖巖捕擄體野外(a)及橄欖巖包體顯微鏡下礦物組合照片(b)

圖 2 狼山地區(qū)地幔橄欖巖礦物的室溫穆斯堡爾譜圖

文章來源：地球科學編輯部

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