矿床地化2010-9

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1、矿床地球化学AppliedGeochemistry授课教师：谢玉玲北京科技大学第九讲第九讲、稳定同位素地球化学、稳定同位素地球化学((2)2)S,H,O,C同位素STABLEISOTOPEGEOCHEMISTRY(2)SHOCS,H,O,C1一、硫同位素地球化学1.概述（1））丰度丰度(Abundance)硫有4个稳定同位素：32S、33S、34S和36S其相对丰度为:32S95.02％33S0.75％34S4.21％36S0.02％（2））组成表示组成表示343432δS值定义:样

2、品S／S值相对于CanyonDiablo富铁陨石中的陨硫铁(CDT)34S／32S值的千分值。δ34S(‰)＝[(34S／32S)Sample／(34S／32S)CDT-1]×1000(34S／32S)CDT=22.2202.硫同位素分馏（1））平衡分馏平衡分馏含硫原子团富34S的顺序SO42-≈HSO4-＞SO32-＞SO2＞SCO＞H2S≈HS-＞S2-在平衡共生的矿物中：硫酸盐>辉钼矿>黄铁矿>闪锌矿>磁黄铁矿>黄铜矿>方铅矿>辉铜矿>辉银矿>辰砂（2）化学动力学分馏H

3、234S+32SO42-=H232S+34SO42-25℃时α=(34S/32S)SO42-/(34S/32S)H2S=1.07534S趋向富集于SO42-中32S趋向富集于H2S中2不同含硫相与H2S的硫同位素分馏FromWhite,Geochemistry,硫化物与H2S之间的硫同位素分馏FromWhite,Geochemistry,33.地球物质的δ34S变化大约在90‰左右,（1））地幔岩石和陨石地幔岩石和陨石δ34S变化限于-5‰～+10‰。Ohmoto(()1986)认为，在

4、过去2.5Ga间尽管地幔的硫同位素已经局部不均一化，正常地幔岩的δ34S值应不超出-3‰~+3‰这个范围。陨石中大多数硫化物的硫同位素组成与CDT相似，因此陨石的δ34S值为0‰±2‰。这个值也被假设为全球的δ34S平均值。（2）未蚀变的洋中脊玄武岩(MORB)δ34S值接近于0‰。一般假定，大陆和海洋之下亏损上地幔的硫同位素组成与陨石值一致，表明地幔软流圈的δ34S值也在0‰左右。（3））大陆岩石圈地幔大陆岩石圈地幔–δ34S值变化比陨石或大洋玄武岩大的多，其范围是-5‰～+11‰。（4）

5、）消减消减洋壳：洋壳：–δ34S值在0‰附近变化。（5）大多数块状硫化物矿床–δ34S值为+10‰,与沉积物中硫的δ34S平均值相同。4（6）现代海水硫酸盐–现代海水硫酸盐的δ34S值在+20‰左右，但地质历史上海水硫酸盐的δ34S值随时间(HooselseranddpKaplan，1966)、地域而变化。–太平洋+18.9~+20.7‰–北大西洋+20.7~+19.75‰–墨西哥湾+20.22~+19.3‰–黑海+19.3‰–波罗的海+18.3‰（7））地表水地表水北京地区硫同位素的研究5

6、4、硫同位素组成在矿床研究中的应用(1)成矿物质来源示踪（内蒙某铅锌矿矿床的硫内蒙某银铅锌矿硫同位素分布同位素组成直方图616141210S348δ64A正常岩浆水溶液B变质水溶液（据石准立，1989）20ⅠⅡⅢⅣ蚀变围岩西坝岩体图4-5西坝岩体、矿体及蚀变围岩中黄铁矿硫同位素分布（据本文及石准立等，1989，Ⅰ～Ⅳ-为成矿阶段）FromWhite,IsotopeGeochemistry,7FromWhite,IsotopeGeochemistry,FromWhite,IsotopeGeoche

7、mistry,8多种因素影响同位素组成FromCODESshortcoursesnotesFromCODESshortcoursesnotes9（（22）硫同位素地质温度计）硫同位素地质温度计1）原理：当矿物对之间达到平衡时，平衡矿物之间的稳定同位素分馏值是温度的函数，如果这种关系明显的话则可用于地质温度计。2）常用的硫同位素地质温度计不同的硫化物矿物对其硫同位素分馏与温度的关系不同：常用的硫同位素地质温度计：Py-Gn（黄铁矿——方铅矿）Sph-Pyh-Gn（闪锌矿—磁黄铁矿—方铅矿）Py-C

8、py（黄铁矿—黄铜矿）Py-Pyh-Sph（黄铁矿—磁黄铁矿—闪锌矿）10硫同位素地质温度与包裹体测温结果比较FromWhite,IsotopeGeochemistry,11通过一系列实验数据得出的回归方程：Py-Gn:T=[(1.010.04)103]/(34SPy-34SGal)1/2Sph-Pyh-Gn:T=[0.850.03)103]](/(34SSph-34SGal)1/2Py-Cpy:T=[(0.670.04)103]/(34SPy-34SCpy)1/2Py-