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中科院大化所王军虎课题组和南开大学罗景山课题组综述：原位电化学穆斯堡尔谱及其应用实例介绍

来源：时间：2023-12-14 11:16:58 浏览：1126次

利用地幔橄榄岩包体中平衡矿物对的氧逸度计可以有效限定岩石圈地幔的氧化-还原状态.本文使用中国地质大学（武汉）新购置的WSS-10型常温穆斯堡尔光谱仪对华北地块西北部狼山地区橄榄岩包体的四相矿物开展了铁价态的直接测定.结果显示，斜方辉石Fe3+/∑Fe为0.05~0.11，单斜辉石的为0.16~0.25，尖晶石的为0.16~0.22，橄榄石为0.利用橄榄石-斜方辉石-尖晶石氧逸度计，获得狼山地区岩石圈地幔氧逸度为FMQ-0.82至FMQ-0.39（均值为FMQ-0.65）.该值略高于依据电子探针测试数据计算获得的氧逸度值（FMQ-1.49至FMQ-0.8，均值为FMQ-1.25），造成这一差异的原因可能是后者忽略了尖晶石晶格中Fe3+过剩和阳离子空位导致的非化学计量比.与全球克拉通岩石圈地幔氧逸度值（均值为FMQ-0.35）相比，华北地块西北缘狼山地区岩石圈地幔整体表现为较还原状态，推测与深部地幔低fO2熔体上升交代有关.

本文结论如下：

（1）根据电子探针分析获取矿物的Fe3+/∑Fe比值与穆斯堡尔谱仪测定值有一定偏差.不同温度计与氧逸度计受到矿物中Fe3+的影响不同.电子探针数据可获取可靠的TBKN90（℃）温度值，但当尖晶石Fe3+/∑Fe < 0.15时会降低氧逸度值估计的可靠性.

（2）使用中国地质大学（武汉）WSS-10 Mössbauer光谱仪可准确获取样品中的Fe3+/∑Fe比值.通过穆谱测定矿物Fe3+/∑Fe值计算的华北克拉通西北缘氧逸度值为FMQ-0.82至FMQ-0.39，相比于其东部岩石圈地幔氧逸度值（FMQ-0.1至FMQ+0.35），华北克拉通西北缘岩石圈地幔稍显还原.

（3）华北西北部岩石圈地幔与全球克拉通地幔相比，仍表现出较还原状态，而且橄榄岩fO2和部分熔融没有明显相关性，而与交代作用有关，推测交代熔体可能起源于氧逸度值相对较低的更深部地幔.