岩浆过程中铁同位素的地球化学行为

铁同位素在岩浆过程中可以发生明显的分馏。相对于地幔橄榄岩(δ56 Fe平均值约为0‰),玄武岩略微富集铁的重同位素(δ56 Fe平均值约为0.1‰)。相对于中基性岩浆岩,酸性岩浆岩更加富集铁的重同位素。岩浆过程中的铁同位素分馏主要受铁的价态或氧逸度所控制。通常岩浆岩中的三价铁矿物(如磁铁矿等)相对于二价铁矿物(如橄榄石、辉石等)富集铁的重同位素。地幔橄榄岩部分熔融过程中,由于Fe3+比Fe2+更加不相容,熔体比固体相更加富集Fe3+,因而部分熔融产物(通常为玄武岩)相对富集铁的重同位素。在结晶分异过程及低氧逸度条件下,橄榄石、辉石等含Fe2+的矿物结晶导致熔体更加富集Fe3+,熔体铁同位素组成变重;在高氧逸度条件下,磁铁矿等含Fe3+的矿物结晶促使熔体更加富集Fe2+,熔体铁同位素组成变轻。在流体出溶过程中,出溶的流体相对富集铁的轻同位素,残余的岩浆铁同位素组成变重。现有研究表明,铁同位素在示踪岩浆作用方面具有很大潜力。