第五章同位素基础.ppt

第五章(3)??稳定同位素地球化学 硫同位素 一、硫同位素的组成及比值 1、硫的四种稳定同位素 自然界中硫由S32、S33、S34和S36四种稳定同位素组成，其一般同位素成分是： S32：95.018％；S33：0.75％；S34：4.215％；S36：0.017％ 由于S33和S36 含量极小，在一般研究中只考虑S32 与 S34的含量。 2、 S32 与 S34的比值 研究自然界硫的同位素成分一般采用canyon Diablo铁陨石中硫铁矿(Fes) 同位素成分作为标准 S32/S34 ＝22.22 S34/S32 ＝0.0450045 δS34CD =0‰ δS34＜0‰称为轻硫，即(S34/S32)样品＜(S34/S32)CD δS34＞0‰称为重硫，即(S34/S32)样品＞(S34/S32)CD 二、地质体中硫同位素的组成 1、幔源的基性、超基性岩及其衍生矿床中的硫化物 ■δS34值均匀，变化范围窄，平均值接近于零 ■即使侵入体具有分异现象，同位素分馏程度也较小，从早期到晚期，其分异产物稍显富集S34重硫，即δS34值稍变大 2、花岗岩的硫化物 ■由于花岗岩成因复杂、多样，故其硫化物的δS34值也不相同 ■一般由幔源衍生而来的花岗岩，其硫化物中的δS34值在-3~+8‰之间，且单个岩体中δS34值变化范围窄，说明成岩物质比较均匀 ■ S花岗岩δS34值为-9.4~+7.6 ‰ ■ I花岗岩δS34值为-3.6~+5.0 ‰ 3、沉积物和沉积岩中的硫化物 （1）近代沉积物 近代沉积物（生物沉积）： δS34= -7.7~-34.6 ‰ 近代盐类沉积（化学沉积）： δS34= +3.1~+9.8 ‰ （2）古代沉积物 δS34值变化范围极大（多为-5~-35 ‰），明显富集轻硫（ S32 ） 三、硫同位素的地质应用 1、判别成岩物质来源 ■在地质作用过程中，由于各种硫化物的形成条件不同，相应的硫同位素组成也不同，因此硫同位素组成也就可以用来判别成岩物质来源。 ■如：幔源的基性、超基性岩及其衍生矿床中的硫化物δS34值均匀，变化范围窄，平均值接近于零 2、判断成矿物质来源和矿床成因 ■凡整个矿床δS34平均值接近于零，而δS34在矿床内部变化又不大，或者即使有变化，其变化与矿物中富集规律顺序相一致（Mb＞Py＞Po＞Sp＞Cp＞Gn＞Bn＞Cc），则表明是热液成因的 ■凡整个矿床δS34为负值，而且δS34在矿床内部变化范围很大，或者变化与地层层序一致，则表明是沉积成因的 3、硫同位素温度计 ZnS32+PbS34=ZnS34+PbS32 △Sp-Gn= δ34SSp- δ34SGn =8.9×105T-2-0.57 硫同位素温度计的使用条件： ■两种矿物相为一共生组合（在平衡中生成的矿物对） ■共生矿物对形成之后，未再发生同位素交换 ■可分离出纯的单矿物供同位素分析用 氧同位素 一、氧同位素的组成和比值 氧有三种稳定同位素，其组成为： 16O：99.763%；17O：0.0375%；18O：0.1995% δ18O（ ‰） I型花岗岩 S型花岗岩 全岩 7.9~9.4 9.9~10.5 石英 9.12~10.5 11.11~12.58 黑云母 3.04~3.99 5.61~6.09 2、判断成矿溶液的来源 （1）自然界各种氧同位素的组成 水类型 δ18OH2O 海水 -0.5~+0.3 ‰ 雨水 +10~-50 ‰ 雪和冰 -50~-20 ‰ 地下热雨水 -16~+3 ‰ 变质水 -16~+10 ‰ 岩浆水 +6~+9.5 ‰ （2）判别海相石灰岩和淡水相石灰岩 Z=2.048(δ13C+50)+0.498(δ18O+50) 式中，Z为判别值 若Z＞120 海相 若Z＜120 淡水相 氢同位素 一、氢同位素组成 氢有三种同位素，即H1氢、H2（D）氘和H3（T）氚，其中H1和 D为稳定同位素， H3为放射性同位素，半衰期为12.5年 自然界氢同位素的丰度: H1 99.9844% D 0.0156% 氢同位素组成，以D/H比值表示，或δD值表示 碳同位素 一、碳同位素组成 碳的稳定同位素有C12和C13，其丰度分别为98.89%和1.11%。此外，还有一种放射性C14，含量极微，它的半衰期为5730±40