Аномалия европия — это явление, при котором концентрация европия (Eu) в минерале либо обогащена, либо обеднена относительно некоторого стандарта, обычно хондрита или базальта срединно-океанического хребта (MORB). В геохимии аномалия европия называется «положительной», если концентрация Eu в минерале обогащена относительно других редкоземельных элементов (РЗЭ), и «отрицательной», если Eu обеднен относительно других РЗЭ.
В то время как все лантаноиды образуют относительно большие трехвалентные (3+) ионы, Eu и церий (Ce) имеют дополнительные валентности , европий образует ионы 2+, а Ce образует ионы 4+ , что приводит к различиям в химических реакциях в том, как эти ионы могут разделяться по сравнению с 3+ РЗЭ. В случае Eu его восстановленные двухвалентные (2+) катионы схожи по размеру и несут тот же заряд, что и Ca 2+ , ион, обнаруженный в плагиоклазе и других минералах. В то время как Eu является несовместимым элементом в своей трехвалентной форме (Eu 3+ ) в окислительной магме , он предпочтительно включается в плагиоклаз в своей двухвалентной форме (Eu 2+ ) в восстановительной магме, где он заменяет кальций (Ca 2+ ). [2]
Обогащение или обеднение обычно приписывается тенденции европия преимущественно включаться в плагиоклаз по сравнению с другими минералами. Если магма кристаллизует стабильный плагиоклаз, большая часть Eu будет включена в этот минерал, вызывая более высокую, чем ожидалось, концентрацию Eu в минерале по сравнению с другими РЗЭ в этом минерале (положительная аномалия). Остальная часть магмы будет тогда относительно обеднена Eu с концентрацией Eu ниже ожидаемой по сравнению с концентрациями других РЗЭ в этой магме. Если обедненная Eu магма затем отделяется от кристаллов плагиоклаза и впоследствии затвердевает, ее химический состав будет демонстрировать отрицательную аномалию Eu (потому что Eu заперт в плагиоклазе, оставшемся в магматической камере). И наоборот, если магма накапливает кристаллы плагиоклаза до затвердевания, ее состав породы будет демонстрировать относительно положительную аномалию Eu. [3] [4]
Известный пример аномалии Eu можно увидеть на Луне . Анализы РЗЭ светлых лунных возвышенностей Луны показывают большую положительную аномалию Eu из-за богатого плагиоклазом анортозита, составляющего возвышенности. Более темное лунное море , состоящее в основном из базальта , показывает большую отрицательную аномалию Eu. Это заставило геологов задуматься о генетической связи между лунными возвышенностями и морем. Возможно, что большая часть лунного Eu была включена в более ранние, богатые плагиоклазом возвышенности, оставив позднее базальтовое море сильно обедненным Eu. [5]