硫同位素地球化学特征分析
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新疆可可塔勒铅锌矿床形成硫铅同位素地球化学证据新疆可可塔勒铅锌矿床是世界上著名的铅锌多金属矿床之一,是中国最大的硫铅锌矿床之一。
近年来,对针对该矿床的形成机理进行了多方面的研究和探索,其中,硫铅同位素地球化学证据是早期研究中的重要内容之一。
本文将从硫铅同位素地球化学证据角度来探讨该矿床的形成机制。
在新疆可可塔勒铅锌矿床中,硫铅同位素组成较为复杂,不同矿物中的硫铅同位素比值存在着一定的差异。
研究表明,矿床中的矿物硫铅同位素组成既与原始岩石有关,也与成矿作用有关。
具体而言,矿床中的硫铅同位素比值受到了热液流体来源、温度、压力等多种因素的控制。
加之可可塔勒矿床的成矿年代背景较为复杂,该矿床的铅锌矿物形成时间跨度较大,基于硫铅同位素的研究还能对可可塔勒矿床的成矿时代和成矿作用机制等方面信息提供一定的指导和帮助。
通过研究矿床中的硫铅同位素组成,可以得出以下几点结论:首先,可可塔勒矿床的铅锌矿物形成时间跨度比较大。
硫铅同位素的研究发现,该矿床中的铅锌矿物形成的时代跨度多达3亿年以上,主要的成矿时代为志留纪晚期至泥盆纪。
同时,矿床中形成的不同铅锌矿物硫铅同位素比值也存在明显差异。
其次,可可塔勒矿床的原始矿物来源复杂。
硫铅同位素的研究发现,在可可塔勒矿床中,不同矿物中的硫铅同位素组成差异明显,显示出不同的物源来源。
可可塔勒矿床蚀变-代谢岩中的硫铅同位素组成显示出与海相变质岩的相似性,而矿床中的硫铅同位素组成则显示出热液流体的特征,表明可可塔勒矿床的矿物来源比较复杂,包括了多种物源。
最后,可可塔勒矿床的成矿作用机制主要受到热液流体的影响。
因为硫铅同位素主要受到热液流体影响,所以可以发现矿床中的硫铅同位素组成与热液流体相似。
矿床中的硫铅同位素比值显示出了明显的硫铅交换作用,这反映了成矿流体的流动和充满不同的开采空间。
总之,硫铅同位素地球化学证据为我们了解新疆可可塔勒铅锌矿床的形成机制提供了重要的信息。
实际在矿床的原始岩石、孔隙水以及古流体等多个方面的数据证明了可可塔勒矿床的成矿机制主要受到热液流体控制,这种基于硫铅同位素的研究表明新疆可可塔勒铅锌矿床的成矿机制较为复杂,需要进一步深入探索和研究。
矿床地质云南金顶铅锌矿成矿硫同位素地球化学示踪*尹静(昆明理工大学,云南昆明650093)对金顶矿区硫同位素,前人作了大量研究,代表性的有施加辛等(1983)获金顶矿床中方铅矿、闪锌矿和黄铁矿3种硫化物δ34S均为负值,变化于-0.29‰~-30.43‰之间,赵兴元(1989)获矿区54件硫化物δ34S平均值为-13.27‰,周维全等(1992)等所认识矿床的硫化物硫的来源相对较一致,具有δ34S 大的负值的沉积硫特征。
本次以不同矿段、不同期次、不同矿石类型、不同矿物分别在北厂-架崖山、跑马坪、蜂子山和兔子山等矿段补充采集了砂岩型、膏溶角砾岩型、灰岩型3种矿石39件样品。
1 各矿段δ34S组成①蜂子山矿段:δ34S在-3.2‰~+11.3‰之间,样品少,仅2件,平均值为4.05‰,极差14.5‰。
②北厂-架崖山:δ34S 在-28.9‰~+10.4‰之间,30件平均为-16.9‰,极差39.3‰。
出现三个主要峰值带,分别集中为-22‰、-14‰和-4‰附近。
③跑马坪矿段:δ34S在-17.1‰~+3.3‰之间,4件平均为-11.25‰,极差20.4‰。
④兔子山矿段:δ34S在+0.6‰~+1.1‰之间,2件平均为0.85‰,极差0.5‰。
2 三种矿石类型δ34S组成砂岩侵染状矿石δ34S在-28.8‰~-4.2‰之间,15件平均为-17.63‰;②灰岩角砾岩型矿石δ34S在-28.9‰~+11.6‰之间,18件平均为-13.10‰;③膏溶角砾岩δ34S在-26.10‰~+10.4‰之间,6件平均为-12.38‰。
δ34S具有膏溶角砾岩矿石>灰岩角砾岩型矿石>砂岩侵染状矿石。
3 不同种类矿物δ34S组成硫化物①方铅矿δ34S在-26.1‰~+0.6‰之间,18件平均为-13.10‰;②闪锌矿δ34S在-22.2‰~+1.1‰之间,5件平均为-14.82‰;③黄铁矿δ34S在-28.9‰~-4.2‰之间,12件平均为-18.00‰;④天青石δ34S在3.3‰~+ 18.79‰之间,8件平均为+8.30‰;⑤石膏δ34S在-13.72~14.59之间,2件平均为+0.44‰;各矿物硫同位素组成具天青石>石膏>方铅矿>闪锌矿>黄铁矿。
硫同位素测定-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硫同位素测定是一种用于确定样品中硫同位素含量及其比例的分析方法。
硫同位素指的是硫元素的不同原子核含有的中子数不同,从而形成了不同的同位素。
硫同位素的测定在地球科学、环境科学、生物科学等领域具有重要的应用价值。
概述部分将介绍硫同位素测定的原理、方法以及其在科学研究和实践中的应用。
本文的目的是通过对硫同位素的测定,探讨样品的地质成因、环境演化过程及生物地球化学过程等问题,为相关领域的研究提供支持和参考。
硫同位素测定是基于同位素的稳定性原则来进行的。
硫同位素的稳定性使得它们在自然界中相对稳定存在,并且在地质、生物和环境过程中具有可追踪性。
通过测定样品中硫同位素的含量和比例,可以了解样品来源、地质成因以及生物地球化学循环等过程。
同时,硫同位素测定还可以用于研究环境污染、地质资源勘探和生物地球化学过程等方面的问题。
硫同位素测定的方法主要包括质谱法、光谱法和化学分离法等。
其中,质谱法是应用最为广泛的方法之一。
质谱法通过测定样品中硫同位素的质量分布,根据同位素丰度比来计算硫同位素的含量和比例。
光谱法和化学分离法则可以通过物理或化学性质的差异来分离和测定硫同位素。
在实验总结部分,将对硫同位素测定的结果进行分析和总结。
通过对实验结果的分析,可以评估测定的准确性和可靠性,并对实验中的优化和改进提出建议。
此外,对硫同位素测定在特定领域的应用及其价值进行讨论,可以为相关领域的研究提供一定的参考和启示。
综上所述,硫同位素测定是一种重要的分析方法,可以用于研究地球科学、环境科学和生物科学等领域的问题。
本文将通过介绍硫同位素测定的原理、方法和应用,为读者提供对该技术的全面了解和认识。
文章结构部分的内容可以描述整个文章的组织和安排。
下面是文章结构部分的内容示例:"1.2 文章结构本文按照以下结构进行组织和安排:引言部分将概述硫同位素测定的背景和意义,介绍硫同位素测定的原理和方法,并说明本文的目的。
矿床地质东昆仑肯德可克铁多金属矿区地质特征及硫同位素地球化学特征肖晔(中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037)肯德可克铁多金属矿位于青海省西部格尔木市以西340 km处的狼牙山-景忍一带,与新疆维吾尔自治区东南部毗邻。
行政区划隶属于青海省格尔木市茫崖行委管辖,距青海省省城西宁市约1200 km。
沿新修建的格茫公路从格尔木行驶235 km 到甘森后,沿2009年修建的甘森-格尔木庆华公司公路向南西行驶110 km 可抵工区,交通非常方便。
1 区域地质概况肯德可克铁多金属矿与野马泉铁多金属矿(张爱奎等,2010)虎头崖铅锌多金属矿(丰成友等,2011)和尕林格大型铁多金属矿(陈世顺等,2009)相邻,具有相同的地质构造背景和成矿地质条件。
肯德可克矿区在大地构造位置上处于柴达木准地台的南缘西段,在构造区划上属昆北火山-侵入杂岩带,北邻柴达木准地台,南以昆中断裂为界与昆中花岗-变质杂岩带相接。
其基底为早元古代和中元古代地层,呈残块出露于西部;早古生代,在前寒武纪结晶基底基础上发生强烈拉伸作用,形成了厚逾1000 m的滩间山群(前人称铁石达斯群,根据《青海省岩石地层》清理结果改称滩间山群),该套地层主要分布于昆北西段,总体上具三分,其下部为碎屑岩组,中部为火山岩组,上部为碳酸盐岩组,构成一夹持于北部柴达木古陆和南部昆中微陆块之间的裂陷槽。
泥盆纪-二叠纪地层为海相、海陆交互相沉积,岩性以碎屑岩、碳酸盐岩为主夹火山岩、火山碎屑岩。
早古生代,区内广泛出露晚三叠世陆相火山岩。
带内岩浆侵入活动强烈,主要发生在早古生代和晚华力西-印支期,尤以后者规模大,岩石组合复杂,构成了规模巨大的构造-岩浆岩带。
昆北构造带经历了加里东期裂解-闭合和晚华力西期-印支期陆缘-陆内碰撞、复合造山演化,形成了一系列与裂陷-火山作用和构造-岩浆作用有关的铁、钻、金及多金属矿产。
2 矿区地质特征矿区主要出露地层为上奥陶统铁石达斯群火山岩,局部见有上泥盆统火山岩及上石炭统结晶灰岩。
硫同位素地球化学硫有四种稳定同位素:32S,33S,34S,36S,其大致丰度为95.02%,0.75%,4.21%,0.02%。
以S34S/32S来表示硫同位素的分馏。
硫同位素标准是CDT。
自然界硫同位素组成范围大,最重的硫酸盐的δ34S为95‰,最轻的硫化物为-65‰。
等亚稳定络合物,不同价态含硫原子团富集34S的能力不同。
硫化物和硫酸盐之间的氧化还原作用,地表条件下微生物的还原作用,以及硫酸盐和硫化物的溶解度的极大差异,是造成硫的轻、重同位素分馏的重要原因。
7.4.1硫同位素分馏硫同位素的分馏过程主要有:各种硫化合物(硫酸盐、硫化物)之间的同位素交换反应,是一种平衡的同位素分馏;硫化合物发生价态改变的单向化学反应,是一种不可逆的氧化还原反应,具有动力分馏的性质,它既可是无机环境改变引起,也可是生物细菌的有机作用,而且生物细菌的作用往往能引起大的动力分馏。
岩浆环境和250℃以上热液流体中的硫酸盐和溶解的硫化氢、火山喷气口的二氧化硫和硫化氢气体、热液流体中溶解的硫化氢和沉淀的硫化物等是同位素平衡交换的典型体系,平衡条件下硫的重同位素倾向于富集在具有较强硫键的化合物中,由高价到低价,δ34S依次降低,因此各种含硫原子团7.3表示了一些含硫化合物和H2S之间的同位素分馏曲线,硫化物—H2S达到平衡时各种硫化物富34S的顺序大致如下:辉钼矿>黄铁矿>闪锌矿(磁黄铁矿)>H2S>黄铜矿>(HS1-)>铜蓝>方铅矿>辰砂>辉铜矿(辉锑矿)>辉银矿>S2-。
实测数据和理论计算结果大致相符。
低很小。
硫化合物的无机氧化还原作用是一种非平衡的单向化学反应。
硫化物氧化为硫酸盐是一种动力分馏过程,但分馏不明显。
硫酸盐无机还原为硫化物制,它的同位素效应比较明显。
但硫酸盐的无机还原作用需要较高的活化能,低温下参与反应的物质数量很少,因而有实际意义的反应多发生在约250℃以上的热液体系和地壳深部环境,如热液流体中水溶性硫酸盐被还原成水溶硫化物,火山气体中SO2被H2S还原底火山作用条件下,反应是海水演化成为成矿热液的重要反应。
硫的四种稳定同位素的丰度
硫是一种重要的化学元素,它在地球上存在着四种稳定同位素,分别是硫-32、硫-33、硫-34和硫-36。
这四种同位素的丰度对地球科学和地质学研究具有重要意义。
首先,硫同位素的丰度与地质过程密切相关。
硫同位素在地壳和地幔中的分布和丰度变化可以揭示地球内部物质循环和地质过程。
例如,硫同位素可以用来研究火山喷发活动、地质沉积过程和地质构造演化等地质事件。
同时,硫同位素的丰度也可以作为环境污染和资源勘探的重要指标,对于矿产资源的勘探和环境保护具有重要意义。
其次,硫同位素的丰度变化还可以用来追溯古地球的气候变化和生态系统演化。
地球历史上的气候变化和生态系统演化对于人类文明和生存环境都具有重要影响。
硫同位素可以记录古地球大气和海洋的化学组成和气候变化,研究古地球的气候和环境演化,为当今地球气候变化和环境保护提供重要参考。
此外,硫同位素的丰度还可以应用于生物地球化学研究。
硫同位素在生物体内的丰度变化可以揭示生物体的生态位和生物地球化学循环过程,为生态学和生物地球化学研究提供了重要工具和依据。
总之,硫的四种稳定同位素的丰度在地球科学和地质学研究中发挥着重要作用。
它们不仅可以用来研究地质过程和环境变化,还可以用来追溯古地球的气候变化和生态系统演化,为人类文明和生存环境提供重要参考。
因此,加强对硫同位素丰度的研究和应用具有重要意义。
越东北Hat Han金锑矿地质、地球化学及硫同位素特征摘要Song Hien 裂谷盆地是越南北东部最重要的金矿区之一。
矿区中金矿主要赋存在上三叠统沉积地层中。
然而,Hat Han金矿赋存在细粒基性岩中,与赋存在三叠系沉积物中的金矿特征相似。
硫化物的硫同位素组成与炭质页岩中的相似,表明硫是从裂谷盆地沉积岩中提取。
含金硫化物(黄铁矿和砷黄铁矿)是金在矿体中的主要形式。
黄铁矿中金呈Au+1,少量呈纳米级的自然金(Au0);而砷黄铁矿中,金呈八面体的化合物AuAs2。
地质分析,地球化学和同位素研究表明,Hat Han金矿与Cao Bang基性岩浆作用无关;它只是作为围岩。
地球化学结果表明围岩辉长岩只是提供了硫化物形成所需的Fe。
对于矿体形成来说,Hat Han 金矿与沉积岩中金矿相似。
Hat Han 金矿与中国西南的卡林型金矿具有相同的标型特征。
关键词:Hat Han 金矿硫同位素地球化学Song Hien 裂谷越东北1.简介北越南的地质研究只有二十世纪中期由一群俄罗斯和越南地质学家汇编的1:500 000 地质图。
尽管进行了很多区域地球动力学和岩浆事件的工作,但成矿系统的研究却是很少。
最值得成矿研究的区域是Song Hien裂谷盆地。
该盆地包括了三叠系富硫化物黑色页岩层,该层中赋存了很多重要的多金属矿物,例如Sb,Hg,含Au硫化物矿床。
三叠系Song Hien 沉积盆地,沿着中越边界呈NW-SE向,是一个陆内裂谷,它的形成可能与峨眉山地幔柱有关。
北西的中国广西和云南省的南盘江盆地(右江盆地)与其具有相似的沉积,该盆地内有多个金矿床,有―金三角‖之称。
金矿主要赋存在中生代(少量古生代)泥质岩、砂岩、一部分灰岩和火山碎屑岩。
Song Hien裂谷盆地具有相似的岩石圈,金矿赋存在下三叠统地层。
但是,Hat Han金矿赋存在细粒基性岩,具有与三叠系沉积岩中金矿相似的特征。
矿体赋存在辉长岩-粗玄岩-辉绿岩的Cao Bang杂岩中。
δ34s范围及其意义【引言】δ34s是指硫同位素的相对变化,它是用来描述地球上硫同位素组成变化的一种方法。
在地质学、地球化学和环境科学等领域中,δ34s 范围的研究具有重要的意义。
本文将从不同角度阐述δ34s范围的意义及其在各个领域中的应用。
【一、δ34s的定义】δ34s是指硫同位素34S相对于标准硫同位素32S的相对变化。
它通常用‰(千分之一)表示,计算公式为:δ34s = [(34S/32S)sample/(34S/32S)standard - 1] × 1000【二、地质学中的意义】在地质学中,δ34s范围常被用来探索地质历史和地球化学循环。
例如,通过研究古代岩石和沉积物中的δ34s值,可以揭示地球上不同时间和地点的硫同位素组成变化,从而了解古环境演变、古气候变化以及古生物活动等。
另外,δ34s还可以用于探索矿床的形成和演化过程。
不同矿床中硫同位素的变化特征可以揭示矿床的成因类型和物质来源,对矿产资源勘探和开发具有重要的指导意义。
【三、环境科学中的意义】在环境科学领域,δ34s范围的研究可以用来追踪和评估不同环境系统中的硫循环过程。
例如,通过分析河流、湖泊、海洋等水体中的δ34s值,可以了解水体中硫的来源和转化过程,进而评估水体的污染程度和生态系统的健康状况。
此外,δ34s还可以应用于大气环境研究中,通过分析大气中的硫同位素组成,可以揭示大气污染源和传输途径,为大气污染治理提供科学依据。
【四、地球化学中的意义】在地球化学研究中,δ34s范围的研究可以用来追踪和解释不同地球化学过程中的硫同位素分馏效应。
例如,在岩浆活动和火山喷发过程中,硫同位素34S和32S之间的分馏效应会导致岩浆和火山气体中的δ34s值发生变化。
通过分析这些变化,可以揭示地球内部物质循环和地球化学过程的机制,为地球演化和地质灾害的研究提供参考。
【五、应用前景和展望】随着科学技术的不断发展,对于δ34s范围的研究也将得到更加广泛和深入的应用。
硫同位素地球化学特征分析
1硫同位素特征
1.1样品及测试方法本次共采集9件硫化物样品,分别挑选单矿物进
行S同位素测试,样品采自野马泉矿区、尕林格矿区、卡而却卡矿区
的矽卡岩及原生矿石。
硫同位素分析方法及步骤如下:选取具代表性
样品,经手工进行逐级破碎、过筛,在双目镜下挑选粒度0.2~0.4mm,纯度>98%,2g以上的单矿物。
单矿物的挑选在廊坊科大完成的。
最后
选500mg以上的样品送核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成,仪器型号为Deltavplus,检测方法和依据为DZ/T0184.14-1997《硫化
物中硫同位素组成的测定》。
1.2测试结果根据野马泉矿区的9个硫同位素样,共9个分析结果
(表1),可以看出δ34S的值为1.5‰~4.9‰,其中集中于3.3‰~4.9‰,变化范围窄,平均值为3.73‰。
黄铁矿、黄铜矿的δ34S的特征如图2所示。
其中6件黄铁矿的δ34S变化范围为1.5‰~4.9‰,
平均值为3.8‰;3件黄铜矿的δ34S变化范围为2.4‰~4.3‰,平均值为3.6‰。
黄铁矿δ34S的平均值略大于黄铜矿,符合矿物与H2S之间硫同位素的平衡分馏系数。
因此各硫化物晶出过程中矿区中的硫化
物34S的分配已处于平衡状态。
2讨论
2.1硫同位素特征硫同位素是矿床成因和成矿物理化学条件的指示剂,金属矿床中硫的来源主要有原生硫、地壳硫和混合硫(王奎仁等,1989)主要有3个储存库,即幔源硫(δ34S=0±3‰)、海水硫
(δ34S=20‰)和沉积物中还原硫。
野马泉矿区硫同位素特征如图2所示,δ34S值为1.5‰~4.9‰,集中于3.3‰~4.9‰,变化范围窄,
全是正值,偏重硫同位素。
说明硫同位素均一化水准高,而硫来源比
较稳定。
根据硫化物的δ34S平均值估计成矿热液的δ34S值为
3.73‰。
地幔δ34S值通常为-2‰~2‰的范围内(Thode等,1961),
大洋岛弧玄武岩硫化物δ34S值在-0.9‰~2.9‰范围内(Seal,2006),
混合岩浆硫的δ34S值范围为-2.9‰~4.9‰,并且因为地壳物质的混
入使得该范围值有所提升(马圣钞,2012)。
通过δ34S的范围可以
看出野马泉矿床中的硫为混合硫。
2.2成矿物质来源对比邻区的虎头崖矿区及尕林格矿区,马圣钞(2012)得到虎头崖矿区硫化物硫中的δ34S平均值为4.4‰,雷源保(2014)得出的虎头崖矿区硫化物硫中的δ34S平均值为5.2‰,孔德峰(2013)得尕林格矿区矿石中δ34S平均值为
3.53‰。
可以看出野
马泉矿区中硫化物的δ34S平均值3.73‰与邻区硫同位素化学特征相符,矿区成矿物质主要来源于深源岩浆区,成矿物质在上移过程中混
入了围岩硫。
结合区域的区域构造演化历史来看:东昆仑花岗岩的形
成与4期构造-岩浆旋回相关,其中以早古生代和晚古生代-早中生代
这两期构造-岩浆旋回为主。
在这两期构造-岩浆旋回的末期都对应着
世洋盆闭合俯冲和碰撞造山运动并伴随着岩浆混合作用与底侵作用。
野马泉矿区与成矿相关的花岗岩体是一种富硅富钾过铝质钙碱性、具
有壳幔混合特征的I型花岗岩,形成于构造-岩浆旋回的俯冲结束-碰
撞转变期,由碰撞挤压环境转向后碰撞的伸展环境该背景之下,岩体
源区经历过板状俯冲,壳幔物质混合形成母岩岩浆,而后岩浆上侵经
分异演化并最终固结成岩(另文发表)。
矿区δ34S为1.5‰~4.9‰,平均值为3.73‰,这一范围落在花岗岩类δ34S(13.4‰~26.7‰)
(郑永飞,2000)中,且与磁铁矿系列花岗类δ34S(0.6‰~9.2‰)(SealRRII,2006)接近。
丰成友(2010)对祁漫塔格地区硫同位素
研究表明,该地区与岩浆成矿关系密切的海西印支期典型斑岩型矿床
的δ34S(0.5‰~4.5‰),矽卡岩型矿床δ34S(-2.1‰~10.1‰),其
成矿物质主要来自岩浆岩和被交代的围岩。
野马泉铁多金属矿床成矿
物质主要来源于岩浆岩,部分来源于围岩。
2.3矿床成因本次研究还对矿区内的M13中与成矿相关的花岗闪长岩
进行LA-LCP-MS锆石U-Pb测年,得到的年龄为(220.53±0.69)Ma和(400.8±1.4)Ma(另文发表),表明矿区成岩应该有两期,即加里东
晚期和印支晚期;同时高永宝对野马泉矿区M13异常内隐伏的花岗闪
长岩和二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得的年龄分别为
(386±1)Ma和(393±2)Ma,属于早中泥盆世。
结合本区的硫同位素特征,说明在早古生代和晚古生代-早中生代这两期构造-岩浆旋回的末期矿区都有岩浆侵入,深源岩浆经历板状俯冲以及岩浆混合作用和底侵作用,这种壳幔物质混合形成的岩浆在上侵过程中经分异演化及同化混染作用与围岩发生物质交换,汲取了部分地层中的成分,并最终固结成岩。
此次研究还进行了矿石Re-Os同位素测试,得到的年龄约为230Ma,因此推测野马泉铁矿区早-中泥盆世的花岗岩可能仅仅对成矿物质进行了富集或初步成矿,主成矿还是因为形成于中-晚三叠世的花岗岩,也说明野马泉铁多金属矿床可能存有两期成矿,矿床类型为矽卡岩型矿床,与深成岩浆岩源区有密切成因联系。
3结论
(1)野马泉矿区的黄铁矿、黄铜矿的硫主要来源于硫同位素比较均一的、富重硫同位素的深源岩浆源区,成矿物质在上移过程中混入了一定的围岩硫。
(2)通过对比邻区及区域构造演化,野马泉铁多金属矿床成矿物质主要来源于经历了壳幔混合的浆岩,部分来源于围岩。
(3)野马泉铁多金属矿床是可能存有两期成矿的、与深成岩浆岩源区有密切成因联系的矽卡岩型铁多金属矿床。
硫同位素地球化学特征分析。