黄钾铁矾中溴氯的配分行为及对火星沉积岩的启示

美国国家航空航天局机遇号火星车在火星子午线平原的原位样品中探测到Br元素和Br/Cl比值超过3个数量级的波动,但Br的赋存状态和富集机制却不清楚.已有的研究发现黄钾铁矾形成时会选择性地富集Br从而造成Br和Cl的分异,然而对于该过程中Br~-和Br~-的地球化学行为还缺乏系统研究.我们通过25℃下氧化亚铁硫酸盐的方法,合成了系列具有Br~-和Cl~-浓度梯度的黄钾铁矾,获取了Br~-和Cl~-在黄钾铁矾~-溶液中的分配规律以及卤素置换对黄钾铁矾结构的影响.实验结果表明,在黄钾铁矾生成时Br~-和Cl~-具有截然不同的分配行为,即Br~-倾向于进入固相而Cl~-倾向于留存在溶液中.在相同起始浓度下,进入黄钾铁矾的Br~-比Cl~-高约2个数量级;当Br~-和Cl~-共存于起始溶液时,Br~-会明显干扰黄钾铁矾对Cl~-的纳入.Br~-和Cl~-置换黄钾铁矾中的羟基位置,不改变其基本结构.黄钾铁矾中的Br/Cl比值较初始溶液高约2个数量级.火星子午线平原富含铁镁硫酸盐矿物的沉积岩中,Br/Cl比值的变化不单受到卤盐蒸发沉淀的影响,还可能受到成岩过程中铁硫酸盐(例如黄钾铁矾)沉淀及其溶解的控制.纳入卤素的黄钾铁矾在溶液中的稳定性及其对卤素的释放,有待进一步研究.