GasBench Ⅱ-IRMS水平衡氢氧同位素分析方法研究

考察了参考气信号强度、样品水体积和水平衡时间对水平衡氢、氧同位素组成分析的影响,建立了GasBench Ⅱ-IRMS连续流稳定同位素质谱仪、CO2-H2O平衡在线连续分析水样中氧同位素组成、疏水铂催化H2-H2O平衡在线连续分析水样中氢同位素组成的分析方法。分析实验室和标准水样,测量值在误差允许范围内与推荐值一致;实验室水标准氢同位素组成分析精度(1σ)为1‰,氧同位素组成分析精度(1σ)为0.1‰。方法能减少样品的损失,提高分析速度和稳定性。     

湖南柏坊铜矿床稳定同位素地球化学初步研究

对湖南柏坊铜矿床矿石和脉石矿物进行矿物包裹体、碳、氧、氢和硫同位素测定,获得成矿均一温度约为182℃～192℃,盐度为1．2～4．7wt％。方解石的δ^13C为-2．0‰～3．1‰,δ^18Osmow为12．6‰～20．9‰,δD为-67．3‰～-131．6‰,氢、氧和碳同位素数值随矿体浅部到深部由小到大的变化,显示出热液可能是多来源的。硫化物中辉铜矿的δ^34S为-31．8‰～2．9‰,黄铁矿的δ^34S为-2．1‰～＋2．9‰。黄铁矿的硫同位素组成大于辉铜矿的硫同位素组成,表明硫同位素达到平衡,并估算出δ^34S∑s为0‰,δ^34S∑s值小,指示出硫可能是岩浆来源。     

广西高龙微细浸染型金矿床同位素地球化学研究

对广西高龙微细浸染型金矿床矿石和脉石矿物进行硫、铅、氢、氧同位素测定,获得沉积岩中黄铁矿的δ34S为-15.3‰～+13.6‰,含矿层中的黄铁矿δ34S值为+0.4‰～+15.6‰,硅质岩中黄铁矿的δ34S为+1.7‰～+9.7‰,硅质岩中辉锑矿的δ34S值为-15.3‰～+0.1‰.从含矿层到硅质岩的黄铁矿,再到硅质岩的辉锑矿,硫同位素组成有降低趋势.黄铁矿的206Pb/204Pb值为8.270～18.470;207Pb/204Pb值为5.620～15.710;208Pb/204Pb值为8.310～38.740.矿床石英的氧同位素为+11.3‰～+23.9‰,水的氧同位素为-4.2‰～+14.4‰,矿物包裹体的氢同位素为-53.4‰～-77.1‰,方解石的氧同位素为+10.5‰～+18.6‰,换算成水中氧同位素为-3.2‰～+10.7‰,氢同位素为-54.5‰～-30.5‰,表明热液可能来源于岩浆热液与大气降水和海水混合.     

广东大宝山多金属矿床成矿物质来源同位素证据

笔者对大宝山多金属矿床矿石和脉石矿物进行铅、硫、氢和氧同位素组成测定,获得硫化物的206Pb/204Pb值为17.930～18.785;207Pb/204Pb值为15.491～15.772;208Pb/204Pb值为37.990～40.990,并组成良好的线性关系。泥盆系地层中黄铁矿的δ34S为-22.5‰～+17.9‰,矿床硫化物的δ34S为-2.4‰～+4.6‰。黄铁矿、闪锌矿和方铅矿共生矿物对,具有δ34Spy>δ34Ssp>δ34Sgn,用磁黄铁矿的硫同位素组成估算出δ34S∑S为2‰±3‰。硫化物包裹体的氢同位素在-101‰～-123‰之间,与硫化物共生石英的氧同位素为+9.3‰～+17.9‰,换算成水的氧同位素为+0.3‰～+3.9‰,表明成矿热液来源较为复杂。     

微量水氢氧同位素在线同时测试技术——热转换元素分析同位素比质谱法

水中氢氧同位素组成的时空差异性,为水循环、古气候环境反演、水源识别等研究提供了一种非常有效的技术手段。文章采用热转换元素分析同位素比质谱法(TC/EA-IRMS),实现了在线单次分析过程中同时测定微量水的δD和1δ8O,用样量仅需0.2μL;δD和1δ8O的分析精度分别为0.81‰和0.06‰。通过分类测试(δD值相差小于50‰的水样和标准水列为同一类进行测试)等措施可消除记忆效应,同时实现对测试结果的精确校正,而无需准确标定参考气和测定H3+因子。     

柳江盆地地表水水文地球化学特征与水质评价

水文地球化学探测是研究地下水成因和评价地下水资源的有效手段。本文对柳江盆地大石河流域地表水的常规离子浓度、氢氧同位素组成和微量组分含量进行了分析,研究了水的化学类型及特征,并进行了水质评价。结果表明,该流域水的矿化度(TDS)为0.04～0.68 g/L,舒卡列夫分类表明大部分水样的化学类型为HCO_3·SO_4-Ca型,局部岩石类型影响流域水化学类型。氢、氧同位素组成分别为-7.3‰～-9.8‰和-51.8‰～-70.2‰,分布在大气降水线附近,表明研究区地表水主要来源于大气降水。水中溶解的矿物质主要来源于局域性岩石和土壤的风化溶解,并且受人为活动的影响。单因子评价指数水质评价法确定该地区地表水水质尚可。     

激光同位素光谱法测量水中氢氧同位素组成的实验室间比对研究

激光同位素光谱分析方法是近些年使用较广泛的一种便捷、快速的测试稳定同位素组成的技术,能同时分析出水中δD、δ~(18)O同位素组成,因其操作简单,检测效率高,体积小,野外现场测试携带方便,迅速在环境、地质、生态和能源等领域得到广泛应用,但是该测试分析方法尚没有相应的国家标准,测试结果得不到有效的溯源,在使用过程中缺乏规范和统一。为此,本文通过在全国范围内12家实验室选取8个比对水样(δD值在-189.1‰~-0.4‰内,δ~(18)O值在-24.52‰~0.32‰内),利用激光同位素光谱法测试比对D/H和18O/16O值,探讨激光同位素光谱仪分析水中δD、δ~(18)O值的准确度和精密度。测试结果表明:各个协作实验室数据准确、稳定,方法的重复性和再现性良好;激光光谱法测定的δD精密度为0.4‰(1σ),δ~(18)O精密度为0.05‰(1σ),与传统稳定同位素质谱的精度几乎一致,因此适用于常规水样中δD、δ~(18)O测定,可以开展野外在线实时检测水中氢氧同位素组成。本研究为开展制定激光同位素光谱法测定环境液态水中δD、δ~(18)O同位素组成标准方法的工作推广和应用提供了参考。     

下庄铀矿田成矿热液的水源研究

在分析下庄铀矿田成矿地质背景的基础上，根据包体水氢、氧同位素组成和水－岩相互作用原理对该矿田成矿热液的水源进行了详细探讨。其结果表明，下庄铀成矿热液的氢、氧同位素组成δ＾１８Ｏ＝＋６．９０‰－９．８０‰（ＳＭＯＷ）、δＯ＝－３０－８５‰（ＳＭＯＷ）位于已发生氧漂移的大气降水同位素组成范围。水－岩同位素交换后，岩石的δ＾１８Ｏ值明显降低，显著出与岩石相互作用的古地下水具有相当低的δ＾１８Ｏ值。不同水     

应用氢氧同位素研究矿床成因的一些问题探讨

成矿热液的氢、氧同位素组成与其水的类型、水/岩交换的岩石成分和同位素组成、水/岩交换时的温度及水/岩交换程度(W/R比值大小)等诸多因素有关,微生物和有机质也对其有一定的影响。因此,仅通过简单投影的方法将成矿热液的氢、氧同位素值与一些所谓的标准值进行类比,由此就推断出热液中水的来源,这种方法是不可取的;尤其当成矿热液的氢、氧同位素值介于大气降水和岩浆水的值之间时,切忌滥用两种水混合成矿模式,因为实际情况往往并不是这样。本文以胶东乳山金矿床为例,展开了这方面的讨论。     

三种方法测试岩溶水样氢氧同位素的对比研究

通过高温热转换元素-同位素比值质谱法（TC/EA-IRMS）、多用途气体制备仪-同位素比值质谱法（GasbenchⅡ-IRMS）以及激光光谱法对岩溶水样进行对比检测,其结果显示:对于氢同位素,TC/EA-IRMS的精密度达到0.3 ‰,激光光谱法的精密度达到0.1 ‰,均优于GasbenchⅡ-IRMS的精密度1.4 ‰;对于氧同位素,GasbenchⅡ-IRMS的精密度达到0.02 ‰,激光光谱法的精密度达到0.04 ‰,优于TC/EA-IRMS的精密度0.16 ‰。使用激光光谱法测定岩溶水样的氢氧同位素,所需要的样品量少,精密度高,能够满足岩溶区样品的高精度测试要求。      

胶东大邓格金多金属矿床地质地球化学特征及意义

本文介绍了大邓格金多金属矿床地质特征,对矿床主量元素、硫同位素、氢-氧同位素及流体包裹体作了测试分析,总结了矿床地球化学特征,讨论了成矿物质来源及成矿物理化学条件。主量元素分析表明蚀变过程中Si O2、K2O含量增高,Na2O、Al2O3、Ca O等含量降低;硫同位素组成δ34SCDT值为7.0‰~7.1‰,指示硫可能来自于均一化程度较高的统一流体库;氢同位素组成δDV-SMOW变化范围较大,为-83.68‰~-116.95‰,氧同位素组成δ18O水值为-2.57‰~8.35‰,显示了成矿流体以岩浆水与大气降水组成的混合水为主;成矿流体主要为中温(86~429℃)、低盐度(1.74%~22.38%Na Cleq),属CO2-H2O-N2-Na Cl体系。成矿期流体表现出多期、多来源特征,体系物理化学条件的改变和流体的不混溶是导致金等成矿元素沉淀和富集的重要机制。     

吉林省松原地区地震监测台站水化学特征

根据水化学组分及氢、氧同位素组成,讨论了吉林省松原及其周边地区地下水水化学类型及成因。2014—2015年在松原及其附近的8个水井点采集了4次水样,用离子色谱分析了水的主要离子浓度,用液态水同位素分析仪分析了样品的氢、氧同位素组成。测量结果表明样品的矿化度为125.4~19 350.9 mg/L;δD和δ18O值分别为-71.7‰~-98.1‰和-9.0‰~-12.5‰。地下水的δD,δ18O组成表明该区地下水主要来源于大气降水。4次采样期间,陶赖昭潜水井水化学组成受人为环境影响,变化较大;其余水样采自承压井,水化学组成变化较小。其中东大什等5口井的地下水为低矿化度的HCO3-Na型,该水化学类型的形成受硅酸盐矿物的溶解及石油开采添加活性剂的共同影响,采样期间Na+和SO2-4出现了较为明显的波动,δ18O也出现了一定程度的漂移;扶余井受油田开采注酸影响,为Cl-Na型淡水;前郭井为Cl-Na型咸水,4次采样期间,其氢、氧同位素存在明显的波动,且矿化度存在明显的递增趋势,可能与采样前后发生的中、小地震有关。研究成果为今后震情跟踪和地震水化学异常的落实提供了科学依据。     

大别山北麓萤石矿床氢氧铅硫同位素地球化学特征

大别山北麓地质构造复杂,岩浆活动强烈,桐-商深大断裂对萤石矿控矿作用显著,燕山期中酸性花岗岩与区内萤石矿关系密切。萤石流体包裹体中δ18 O变化范围为1.14‰～13.78‰、!D为-110.8‰～-68.4‰;共伴生黄铁矿、方铅矿,!34S/!32S比值变化范围为-19.271‰～1.707‰,206Pb/204Pb比值为16.655～16.850、207Pb/204Pb比值为15.324～15.398、208Pb/204 Pb比值为37.514～37.993;流体包裹体均一温度均值为133℃,盐度w(NaCleq)平均值为4.70%,密度平均值为0.97g/cm3。综合研究认为:氢、氧同位素显示萤石中成矿流体为岩浆水、变质水为主,大气降水参与的混合成矿热液;硫同位素显示硫源较复杂,铅同位素显示铅源主要来自下地壳重熔岩浆及部分上地幔的铅混入;成矿流体主要为低温低盐度、较低密度的热液流体,矿床类型多属于热液充填型萤石矿床。     

夏杖子金矿床同位素组成及其地质意义

夏杖子金矿床中矿物包裹体水的氢、氧同位素分别为：δD=-91.7‰——73.1‰,δ¹⁸O_H2o=5.68‰-6.23‰,说明读矿床的成矿溶液是来源于岩浆水和大气降水;矿物的硫同位素组成基本上全是负值,且变化范田较小,同位素平衡温度平均为208-240℃,成矿溶液总硫平均同位素组成-19.70‰——20.64‰,证明成矿热液中H₂S原子团占优势,其硫源可能为本区结晶基底;石英中流体包裹体Rb-Sr同位素等时年龄为105±7.2Ma,说明其成矿时代为燕山晚期。综合分析认为,该矿床为与岩浆热液有关的中-低温热液脉型金矿床。     

宿县矿区太原组灰岩水地球化学特征及地质意义

为了解宿县矿区太原组灰岩水化学特征及空间分布规律,采集了矿区7对生产矿井水样及河流水样进行常规元素、微量(稀土)元素及D、18O测试,利用传统图示及统计方法探讨了地下水化学特征及影响因素,分析了太原组灰岩水径流特征及水化学过程,结果表明:灰岩水主要为SO_4·HCO_3—Na·Ca类型,河流水主要为SO_4·Cl—Na型;灰岩水中∑REE在0.031~0.075μg/L之间,稀土总量、Y/Ho及Y*与TDS受到强烈水岩作用的影响;Ce异常主要受氧化还原条件制约;灰岩水与河流水具有一致的δD—δ~(18)O斜率,大气降水及地表水补给痕迹明显。受蒸发作用影响,河流水体D、18O重同位素富集,δD在-52.41‰~-33.36‰之间,平均含量为-39.56‰;δ~(18)O在-6.69‰~-3.01‰之间,平均值为-4.45‰。灰岩水中D、18O相对较低,δD在-71.83‰~-49.09‰之间,平均值为-60.14‰;δ~(18)O在-10.15‰~-6.64‰之间,平均值为-8.15‰;该区灰岩水表现为由东西向中间径流的特征,这种径流作用直接造成矿区不同矿井常规组分、微量元素及同位素特征的差异。     

四川省白玉县呷村-有热矿区成矿流体地球化学

四川省白玉县呷村银多金属矿床是我国著名的VMS型矿床之一,该矿床由西矿带热液流体补给通道相的脉状-网脉状矿化系统和东矿带的海底盆(洼)地卤水池喷气-化学沉积系统组成。有热矿床紧邻呷村矿床的南部,实质上是呷村矿带(体)的自然南延部分,具有相同的地质背景和成矿环境。本文分别对呷村西矿带、东矿带以及有热矿床进行了主成矿期石英的流体包裹体测试和氢、氧同位素分析以及硫化物的硫同位素分析。显微测温结果显示,呷村矿床从西矿带到东矿带,即由深部向浅部表现为成矿温度下降(258.0～209.8℃),流体的盐度略变小(4.42%～4.18%NaCleqv),而流体的密度增大(0.816～0.894g/cm3),并且有热矿床成矿流体特征(平均成矿温度为244.3℃;平均盐度为4.71%NaCleqv;平均密度为0.841g/cm3)与呷村西矿带流体特征更类似。显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的液相成分主要为H2O,气相成分为H2O、CO2、N2以及CH4。氢、氧同位素研究显示,成矿流体为海水和岩浆水的混合流体。硫同位素分析结果表明,呷村西矿带(δ34S平均值为-3.65‰)与呷村东矿带的硫(δ34S平均值为-0.68‰)和有热矿床(δ34S平均值为-3.74‰)的硫都由深部岩浆提供,并且有热矿床与呷村西矿带的硫同位素特征更类似。成矿流体物理化学特征和同位素示踪结果表明,有热矿床目前已知矿体可与呷村西矿带对比,暗示可能存在尚未发现的类似呷村东矿带的富矿体。呷村-有热矿区的成矿机制为:在海水对流的成矿模式下,由岩浆水和海水混合而成的成矿流体,携带来自岩浆来源的成矿物质,自下而上向上运移和循环,在热液补给通道和海底发生淀积作用,形成脉状-网脉状矿体和块状矿体。     

热液体系氢、氧同位素分馏机制及其地质意义

探讨了热液体系氢、氧同位素地球化学行为及其与水/岩交换同位素分馏的内在关系。有效W/R值是除温度条件外,另一控制蚀变岩石和热液水氢、氧同位素组成变化的因素。此外还根据数个矿区成矿热液水和蚀变岩石氢、氧同位素组成及变化特征对水/岩交换和W/R值的应用及地质意义展开讨论。最后提出热液体系中大气降水和岩浆热液水氢、氧同位素组成演化模式简图。     

《沉积地球化学应用讲座》(五)第五讲 稳定同位素在其他岩类研究中的应用

一、稳定同位素在硅质岩研究中的应用目前,稳定同位素在硅质岩研究中的应用,主要有以下两个方面。 (一)判别硅质岩的形成环境在一定温度下,硅质岩的氧同位素组成是水介质氧同位素组成的函数(δ~(18)OSiO_2=δ~(18)O_水+A,在一定温度下A为常数),而水介质的氧同位素组成在又是盐度的函数(δ~(18)O_水=BS+C,S代表盐度,B、C是常数)。因此,根据硅质岩的氧同位素组成可以推断形成介质的盐度,进而判别形成环境类型。     

华北平原典型区水体蒸发氢氧同位素分馏特征

为研究华北平原衡水地区水体蒸发氢氧同位素分馏特征,采集不同盐度的深层地下淡水(TDS 为0.61g/L)和浅层地下咸水(TDS为7.97g/L),现场开展室外器皿蒸发实验,获得了当地气象条件下氢氧同位素分馏参数.实验结果显示,淡水及咸水剩余表层水δ18O与剩余水比率f呈指数关系,与瑞利分馏模拟结果一致,δD和δ18O蒸发线斜率分别为4.78和4.69.整个蒸发过程中,淡水及咸水氢氧同位素值增量ΔδD分别为Δδ18O的4.82倍和4.76倍;剩余表层水相对于初始水δD和δ18O的变化量与累积蒸发量之比,淡水分别为2.68‰/cm和0.56‰/cm,咸水分别为2.78‰/cm和0.61‰/cm;而在不同的蒸发时段,剩余表层水δD和δ18O的变化量与蒸发量无明显相关性.受水分子扩散的影响,蒸发皿中氢氧同位素分馏在垂线上分层微弱.由于水体盐度较低,在当地气候条件下进行自由蒸发时,氢氧同位素分馏的盐效应可以忽略.     

下庄铀矿田成矿热液的水源研究

在分析下庄铀矿田成矿地质背景的基础上，根据包体水氢、氧同位素组成和水－岩相互作用原理对该矿田成矿热液的水源进行了详细探讨。其结果表明，下庄铀成矿热液的氢、氧同位素组成δ１８Ｏ＝＋６．９０‰～－９．８０‰（ＳＭＯＷ）、δＤ＝－３０‰～－８５‰（ＳＭＯＷ）位于已发生氧漂移的大气降水同位素组成范围。水－岩同位素交换后，岩石的δ１８Ｏ值明显降低，显示出与岩石相互作用的古地下水具有相当低的δ１８Ｏ值。不同水－岩比值条件下同位素交换结果证明下庄成矿古水热系统具有比较充足的水源，大气降水与岩石交换后热液的δ１８Ｏ计算（－８．２６‰～＋１．５３‰）与成矿期热液的δ１８Ｏ值（－６．５４‰～＋１．４３‰）相吻合。证据表明下庄铀矿田成矿热液的水源主要来自大气降水。