Cerium Oxidation State in Silicate Melts and the Application to Ce-in-Zircon Oxygen Barometry
Notice bibliographique
Résumé
Through measurements of cerium redox equilibrium in silicate melts, and an internally-consistent model for zircon-melt partitioning of Ce, a calibration for estimating the redox conditions during zircon crystallization is presented. To quantify Ce4+/Ce3+ in natural magmas, Ce doped silicate glasses ranging in composition from basalt to rhyolite (± H2O) at 0.001 and 1 GPa, under fO2 conditions varying from FMQ –6.0 to +8.4 (where FMQ is the fayalite-magnetite-quartz oxygen buffer), and temperatures from 1200 to 1500°C were synthesized. \nSamples were analyzed using both synchrotron-based Ce M4,5-edge x-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy and traditional wet chemical techniques. Based on comparison to potentiometric determinations of Ce4+/Ce3+ in digested portions of our samples, Ce4+ was found to have a greater fluorescence yield (FLY) response to the incident radiation in the M4,5-edge XANES region than Ce3+. A correction to M-edge determined Ce4+/Ce3+ ratios as follows: \nCe4+/Cetotal=587.7[Ce4+/Cetotal+/-5%]XANES^A(+/-0.004) (0<Ce4+/Cetotal<0.4) \nwhere the exponent A is a function of the number of non-bridging oxygens per tetrahedrally-coordinated cation (NBO/T) for a given glass composition, [Ce4+/Cetotal]XANES is the contribution from Ce4+ to the M4,5-edge area over the total area of the M4,5-edge, and Ce4+/Cetotal is the actual fraction of Ce4+ in the sample. \nFor a given melt composition, the change in Ce4+/Ce3+ with fO2 follows the thermodynamically predicted trend assuming simple oxides as melt species. In addition to fO2, melt composition and water content have been found to be secondary controls on Ce4+/Ce3+, with more depolymerized melts and hydrous compositions favoring the stabilization of Ce3+. The Ce4+/Ce3+ ratio can be expressed through the equation, \nlog(Ce4+/Ce3+)=1/4logfO2+5705(+/-257)/T-0.8694(+/-0.005)NBO/T-3.856(+/-0.049)xH2O-3.889(+/-0.102) \nwhere T is in Kelvin, and xH2O is the mole fraction of water in the melt. \nUsing this model, fO2 for samples from the Bishop tuff (USA), Toba tuff (Indonesia) and Nain plutonic suite (Canada), have been calculated and are in excellent agreement (typically within 0.5 log units) with independent estimates. Using the composition of the Jack Hills Hadean zircons, combined with estimates of parental magma composition, the fO2 during zircon crystallization was determined to be between FMQ -1.0 to +2.5, suggesting that relatively oxidized magmatic source regions, similar to 3.5 Ga komatiite suites, existed by ~4.4 Ga.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».