CHƯƠNG III. CÁC NGUYÊN TỐ CHALCOPHIL

Trong phân loại Goldschmidt, các nguyên tố chalcophil là những nguyên tố có ái lực thấp với oxy và ưu tiên liên kết với lưu huỳnh để tạo thành các sulfid. Tên của chúng không phải bắt nguồn từ lưu huỳnh, mà từ đồng, nó cũng tạo thành các sulfid. Nhóm này bao gồm các nguyên tố chuyển tiếp (Cu, Zn, Cd, Ag, Hg), kim loại nặng (Ga, In, Sn, Pb, Po, Bi, Tl) và các á kim (Ge, S, Sb, Se, Te, As). Do nhiệt độ ngưng tụ tương đối thấp của chúng (500–1100 K), hầu hết các nguyên tố này bị nghèo kiệt trong các hành tinh giống Trái đất so với chondrit.

Độ phổ biến tương đối của chúng trong manti và vỏ Trái đất so với các thiên thạch cũng cung cấp những hiểu biết quan trọng về sự tiến hóa của hành tinh chúng ta. Tuy nhiên, sự hiểu biết về hành vi của chúng trong các quá trình địa chất khác nhau (ví dụ, sự hình thành nhân, nóng chảy manti, kết tinh phân đoạn, phân giải chất lưu) từ lâu đã bị cản trở do thiếu dữ liệu thực nghiệm về ái lực của chúng với các pha khác nhau. Chỉ gần đây, những tiến bộ trong phương pháp phân tích, chẳng hạn như khối phổ plasma kết hợp cảm ứng cắt bỏ tia laser (LA-ICP-MS), đã cho phép phân tích tại chỗ các nguyên tố chalcophil có hàm lượng thấp, nhiều trong số đó bị ảnh hưởng bởi sự giao thoa nguyên tố (ví dụ, Se). Những tiến bộ phân tích này, kết hợp với các phương pháp thực nghiệm cải tiến, đã cho thấy rằng ái lực của các nguyên tố đối với các pha khác nhau phụ thuộc nhiều vào áp suất, nhiệt độ, khả năng thoát oxy và thành phần của hệ (như hàm lượng FeO của dung thể silicat). Ví dụ, nhiều nguyên tố siderophil thể hiện xu hướng của nguyên tố chalcophil khi không có pha kim loại trong hệ và nhiều nguyên tố chalcophil thể hiện xu hướng bay hơi trong quá trình hình thành hành tinh và hoạt động núi lửa trên cạn. Do đó, cách phân loại ban đầu do Goldschmidt phát triển có khả năng ứng dụng rộng rãi và điều này cho thấy các giới hạn của cách phân loại địa hóa này. Thuật ngữ chalcophil chủ yếu là một chỉ số định tính cho hành vi địa hóa của các nguyên tố trong một môi trường cụ thể. Từ đó cần nhấn mạnh rằng ái lực của một số nguyên tố đối với các pha khác nhau phải được đánh giá ở các điều kiện quan tâm để hiểu đầy đủ các quá trình địa chất mà chúng ghi lại.