《岩石》期刊发表了一项研究，利用原子探针断层扫描技术对阿曼蛇纹岩中的铂族矿物进行了纳米尺度的锇同位素定量分析。研究表明该矿物起源于地幔，并受到后期蛇纹石化作用的影响。这项研究为理解地幔过程和蛇纹石化作用对元素迁移的影响提供了新视角。
详细阐述研究采用的方法，包括利用原子探针断层扫描技术进行纳米尺度的锇同位素定量分析，研究对象为阿曼Wadi Tayin蛇纹岩中的铂族矿物颗粒。
介绍研究发现，包括PGM颗粒的Os同位素比值与地幔橄榄岩一致，表明其起源于地幔；蛇纹石化作用对Os同位素组成影响有限；观察到PGM颗粒中存在As富集现象等。
阐述研究的意义和影响，包括为理解地幔过程和蛇纹石化作用对元素迁移的影响提供新视角，APT技术的应用填补了传统技术的空白。
【导读】
近日《岩石》期刊发表文章，利用原子探针断层扫描技术，对阿曼蛇纹岩中的铂族矿物进行了纳米尺度的锇同位素定量分析。研究结果表明，该矿物起源于地幔，并受到后期蛇纹石化作用的影响。这项研究为理解地幔过程和蛇纹石化作用对元素迁移的影响提供了新认识。研究表明
原子探针断层扫描
技术可以用于
纳米尺度
锇
同位素定量
分析。
地球的地幔是位于地壳和地核之间的一层厚厚的岩石圈层，其成分和演化过程对理解地球的形成和演化至关重要。蛇纹石化作用（Serpentinization）是地幔橄榄岩与水反应，形成蛇纹石等含水矿物的地质过程。这一过程不仅改变了岩石的矿物组成和物理性质，还会影响元素在地幔和地壳之间的循环。
铂族元素（PGEs），包括锇（Os）、铱（Ir）、钌（Ru）、铑（Rh）、铂（Pt）和钯（Pd），在地幔中含量极低，但它们是重要的地球化学示踪剂，可以用来研究地幔的组成、演化和熔融过程。其中，锇-铼（Re-Os）同位素体系是研究地幔演化的重要工具。锇在地幔矿物中相对富集，而铼则在地幔熔融过程中更倾向于进入熔体。因此，通过测量岩石中锇同位素的比值，可以推断地幔熔融事件的时间和程度。
然而，蛇纹石化作用对Re-Os同位素体系的影响一直存在争议。一些研究认为蛇纹石化作用不会改变锇同位素比值，而另一些研究则认为蛇纹石化作用会导致锇的迁移和再分配，从而影响Re-Os同位素定年的准确性。
为了深入研究蛇纹石化作用对PGEs和Os同位素体系的影响，本研究选择阿曼Wadi Tayin蛇纹岩中的一个铂族矿物颗粒作为研究对象。Wadi Tayin蛇纹岩是阿曼蛇绿岩套的一部分，保存了完整的地幔橄榄岩序列，是研究地幔过程的理想场所。
研究人员首先利用自动矿物填图技术在岩石薄片中识别出
铂族矿物
（Platinum Group Minerals, PGMs）
颗粒。然后，利用
原子探针断层扫描技术（Atom Probe Tomography, APT）
对该颗粒进行纳米尺度的Os同位素定量分析。APT是一种先进的材料分析技术，可以提供三维的、定量的、亚微米尺度的元素和同位素组成信息。
研究结果表明，该PGM颗粒的Os同位素比值（¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os）为0.126 ± 0.003，与Wadi Tayin蛇绿岩套中地幔橄榄岩的Os同位素比值一致。这表明该PGM颗粒起源于地幔，并且其Os同位素组成未受到后期蛇纹石化作用的显著改变。
此外，研究人员还观察到该PGM颗粒中存在As富集现象，这可能暗示了地壳来源流体参与了蛇纹石化作用。同时，岩石中全岩Re含量随着LOI（烧失量，Loss on Ignition，指示蛇纹石化程度）的增加而降低，表明在蛇纹石化过程中发生了Re的迁移和流失。
这项研究表明，APT技术可以用于对微米级天然合金进行¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os同位素比值的定量分析。尽管APT的分析精度低于传统的全岩分析技术，但其空间分辨率更高，可以分析微米尺度的颗粒，弥补了传统技术的不足。
参考文献
：
Stefano Tenuta et al. 2024.
Nanoscale Os isotopic quantification of Wadi Tayin dunite platinum group minerals by atom probe tomography. Lithos Volumes 488–489, 1 December 2024, 107841.
本文由"地刊速览"创作，转载请在文章开头醒目位置标注"
本文来源：地刊速览
"。
