稳定同位素地球化学及其在矿床研究中的应用

第四讲 硫同位素地球化学(续) (五)硫同位素分镏的动力学效应 前面讲的是硫同位素分馏的热力学效应,它叙述了在达到平衡条件下,各物相间硫同位素的分馏及物理化学环境(温度、氧逸度、酸碱度等等)对硫同位素分馏的影响,本节将讨论在运动过程中,同位素的物理化学性质差异所引起的同位素分馏效应——动力学效应。     

稳定同位素地球化学及其在矿床研究中的应用

自然界千差万别的各种物质、我们研究的种种岩石与矿物都是由九十多种元素构成的,赤铁矿(Fe_2O_3)、磁铁矿(Fe_3O_4)是由氧(O)及铁(Fe)两种元素构成的,每一个元素由于其原子核及外电子层结构不同而性质有差异。同位素则是其原子核中质子数相同而中子数不同的一些元素。一个元素可以有一个或几个同位素,例如氧有O~(16)、O~(17)、O~(18)三个同位素。一个元素的不同同位素的原子核内质子数相同,因此核的正电荷数相同,外电子壳层的电子数及其结构相同,它们的原子序数相同,在元素周期表中处     

稳定同位素地球化学及其在矿床成因研究中的应用

一、U~(238)/Pb~(204),Th~(232)/Pb~(204)及Th/U比值的计算 一个方铅矿或其它不含U、Th,而含Pb的矿物当已测定铅同位素比值,在进行了矿物形成的模式年龄计算后,代入铅原始增长公式(公式1及2)就可求得矿物形成体系的U~(238)/Pb~(204)及Th~(232)/Pb~(204)二个常数:     

汞同位素地球化学研究及其在矿床学中的应用进展

汞作为一种重要的成矿元素,广泛分布于不同地质体中,并参与成岩成矿作用.随着质谱技术的飞跃发展,汞同位素地球化学研究取得引人瞩目的进展.汞同位素被广泛地应用于示踪地球表生生物地球化学过程及汞污染等.近年来,汞同位素又被应用于揭示行星的演化过程、识别地质历史时期大火成岩省及示踪矿床成矿物质来源等方面.本文在前人研究的基础上...     

内蒙古二道河铅锌矿床稳定同位素地球化学研究

正二道河铅锌矿床位于内蒙古自治区扎兰屯市柴河镇境内。矿床目前处于边探边采阶段,对于矿床的认识程度逐年提高,主要集中于含矿围岩、控矿构造、矿床类型等矿床地质特征方面(杨发亭,2016);针对矿床成因的研究仅局限于成矿地质背景与流体包裹体研究(衮民汕等,2015),严重制约了二道河矿床成因的认识。本次研究针对二道河铅锌矿开展稳定同位素地球化学研究,以期为全面揭示该矿床成因机制提供依据。1区域及矿床地质特征     

Re-Os同位素体系在矿床地球化学中的应用

简述了Re-Os同位素地球化学体系的原理与方法,在此基础上重点介绍了国内外目前在矿床地球化学研究中,应用Re-Os同位素体系进行成矿作用年代学及矿质来源等方面研究的一些最新成果.认为Re-Os同位素体系是对矿床进行定年和示踪研究的有力工具,为成矿作用机制等的深入研究提供了新的思路.尽管Re-Os同位素定年研究中存在矿物适应性等问题,但本世纪初期Re-Os同位素体系的研究将会深刻地推动矿床地球化学的进步和发展.     

稀有气体同位素地球化学在矿床学研究中的应用进展

稀有气体因其化学惰性以及在不同来源地质体中的同位素组成差异很大,在研究成矿流体来源、演化和壳-幔相互作用过程中具有非常重要的意义。另外,由于⁴He、⁴⁰Ar是放射成因子体同位素,具有年代积累效应,因此,它们常被用于同位素测年。本文简要回顾了流体包裹体中稀有气体同位素的后生影响和样品、分析方法选择注意事项,以及近年来稀有气体同位素在成矿流体示踪,⁴⁰K-⁴⁰Ar、⁴⁰Ar-³⁹Ar定年及（U-Th）/He定年方面的研究进展。已有研究证实流体包裹体中的稀有气体可能受后期扩散丢失、后生叠加和同位素分馏的影响,要根据目的选择不同的分析方法;稀有气体同位素可以示踪不同类型矿床的流体来源、演化及壳-幔相互作用、稀有气体同位素与卤素联合运用可以用来指示流体和盐度来源、演化过程以及矿物沉淀机制等,³He/热的研究可以追溯流体的热源及其运移方式;流体包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar可以用于矿床直接定年,表生含钾矿物的⁴⁰K-⁴⁰Ar、⁴⁰Ar-³⁹Ar定年以及锆石、磷灰石和铁氧化物（U-Th）/He定年可为矿床及氧化带的形成时间、矿床形成后的抬升、剥露历史、古气候演化等重大地质问题讨论提供大量有意义的信息。

     

内蒙古甲乌拉大型Pb-Zn-Ag矿床稳定同位素地球化学研究

内蒙古甲乌拉银多金属矿床位于大兴安岭成矿带北段,为近年来发现的大型银铅锌多金属矿床。矿床矿体分布完全受到断裂构造的控制,金属矿物组成主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、辉钼矿及磁铁矿等。文中重点分析了矿床的硫、氢、氧、碳和铅稳定同位素地球化学特征。研究结果表明：金属硫化物δ34S集中为1.37‰~4.10‰,平均为3.10‰(n=13),极差为2.73‰;石英和方解石δ18Owater的变化范围较大(-18.96‰~+1.08‰) (n=9),均值为-11.36‰;δDV SMOW的变化范围比较集中(-133.6‰~-103.4‰) (n=9);27件样品的铅同位素组成为：206Pb/204Pb=18.228 3~18.758 7、207Pb/204Pb=15.457~15.880和208Pb/204Pb=37.841~39.049,矿床的铅组成基本为正常的放射性成因铅;方解石δ13CV PDB变化范围为-5.2‰~-8.4‰,平均为-6.8‰(n=2)。矿石硫化物的硫同位素及方解石的碳同位素均指示成矿物质可能来源于深部的岩浆活动;石英和方解石的氢氧同位素组成表明成矿流体早期以岩浆流体为主,成矿晚期加入了大量加热补给的大气降水;铅同位素组成表明成矿流体中铅的来源主要为幔源,矿床形成过程中混入少量的壳源铅。矿床稳定同位素组成显示成矿流体主要来源于深部的岩浆热液,特别与燕山晚期的火山次火山热液有较为密切的联系,在流体演化过程中大气降水的加入对矿床成矿元素的聚集和沉淀也起到有利作用。成矿作用的发生是在一种总硫浓度比较低、中等氧化环境、相对开放的非平衡体系中进行的。矿床形成的地球动力学背景为一种岩石圈大规模快速减薄的过程。甲乌拉大型Pb Zn Ag矿床的成因类型属于火山次火山热液脉状银多金属矿床。     

云南澜沧铅锌银铜矿床稳定同位素地球化学研究

澜沧铅锌银铜多金属硫化物矿床产于石炭系火山岩和碳酸盐岩中。矿床硫同位素研究表明硫具胡来自下地壳或上地幔的特征。据铅构造模式认为矿石铅为上地壳铅和地幔铅的混合物，具有多来源的特点。矿物及其包裹体的氢、氧同位素组成反映出成矿溶液早期以岩浆水为主，稍晚有大气降水混入。脉石矿物主方解石的碳同位素组成表明成矿过程中热液同围岩进行了广泛的物质成份交换。为与燕山期次火山活动有关的热液矿床。     

稳定同位素地球化学研究概况

随着人们对物质世界认识的不断深化,地球化学研究的领域已不仅是元素在空间和时间上的分配和迁移问题,而且扩展到自然界不同元素同位素的分配和迁移问题。应该说,稳定同位素地球化学是这一学科更深一个层次的发展,因此有着广阔和潜在的发展前景。本文主要谈:目前国际上关于轻元素稳定同位素地球化学研究的一些情况。一、基本理论研究自然界稳定同位素的分馏机理从物理化学的角度来看,可分成两大类:一类是平衡     

矿物稳定同位素地球化学研究

通过测定矿物中元素H ,C ,O和S的同位素比值 ,认识矿物体系中的同位素效应 ,不仅能够确定矿物之间和矿物与流体之间的同位素平衡关系 ,而且能够了解影响矿物平衡和动力学同位素性质的因素。文中评述了稳定同位素分馏系数校准的理论计算、实验测定和经验估计方法 ,讨论温度、压力、化学成分和晶体结构等对矿物同位素性质的影响。由于同位素效应取决于矿物的物理和化学性质 ,因此应用稳定同位素来作为示踪剂不仅能够追索各种矿物学反应的路径 ,而且能够提供证据来阐明矿物晶体结构的某些细节。     

中条山铜矿床同位素地球化学研究

笔者对中条山绛县群和中条群主要铜矿床进行铅、硫、碳、氢、氧同位素测定，获得：横岭关型矿床的206Pb/204Pb比值为17.746~19.270, 207Pb/204Pb比值为15.500~15.684，208 Pb/204Pb比值为37.236~39.931,硫化物的δ34S值为-8.1‰~+36.9‰, δ18OH2O值为+1.7‰~+5.7‰, δD值为-58. 4‰~-111.3‰；铜矿峪型矿床的206Pb/204Pb比值为18.040~46.243 207Pb/204Pb比值为15.565~18.765,208Pb/204Pb比值为37.682~69.623,硫化物的产δ34S值为-7.2‰～+10.2‰, δ18OH2O为+6.3‰～+10.5‰, δD值为-52.8‰~-123.3‰;落家河型矿床的206Pb/204Pb比值为17.591~19.270, 207Pb/204Pb比值为15.494~15.684,208Pb/204Pb比值为37.263~39.931,硫化物的δ34S值为-1‰~-21.9‰, δ18OH2O值为+3.6‰~+6.4‰, δD值为-35.8‰~-70‰;胡-蓖型矿床206 Pb/204 Pb比值为18.097~249.50, 207Pb/204Pb比值为15.578~44.230,208Pb/204Pb比值为35.379~51.480,硫化物的δ34S值为3.4‰~23.2‰, δ18OH2O值为+7.5‰~+12.5‰, δD值为-36.3‰~-72.2‰。     

铜同位素地球化学研究及其在矿床学应用的评述和讨论

不同地质条件和成矿环境中的铜同位素组成有显著差异,表明利用含铜矿物的铜同位素组成可以作为成矿物质来源的示踪剂.并且,由于铜是主要成矿元素之一,所以铜同位素对于成矿物质来源和成矿过程的示踪更为直接.文章介绍和评述了铜同位素的测试、研究和应用的进展,认为当前对于铜同位素分馏知识的匮乏严重制约着铜同位素研究和应用.从同位素分馏的基本原理出发,提出了铜同位素分馏研究的思路以及可能的分馏规律,对于已发表的部分地质样品测试数据,给出了新的解释,并预测溶解于海水中的铜离子应亏损65Cu.     

稳定同位素地球化学会议

1984年11月1日至7日,由中国地质学会矿床稳定同位素组、中国矿物岩石地球化学学会稳定同位素地球化学小组和有机稳定同位素地球化学小组联合举办的全国稳定同位素地球化学学术会议在成都召开,有72个单位的158名代表和工作人员参加会议。大会收到论文90     

铬稳定同位素地球化学

随着多接收质谱仪分析技术的进步,铬稳定同位素体系在最近二十几年的环境科学和地球化学中得到了越来越广泛的应用。铬元素属于氧化还原敏感元素,在氧化还原反应过程中伴随着较大的同位素分馏。因此,铬同位素在指示现代或古代环境的氧化还原状态方面有着重要的应用。同时,铬也是中度相容和轻度亲铁元素,使得铬稳定同位素体系也可用来制约高温地质过程(如核幔分异、地幔熔融和岩浆分异结晶等)以及地外行星的演化。本综述首先介绍铬稳定同位素体系,随后讲述分析方法、铬同位素分馏原理以及铬同位素在高温、低温地球化学中的应用。     

稳定同位素地球化学研究进展

80年代末以来,稳定同位素地球化学在实验技术和理论研究方面取得了长足的发展,主要表现在用激光技术加热分解样品供同位素分析测量和同位素分子配分函数比与分馏实验相结合推导新的同位素计温方程两方面。现将其简单介绍如下。 1.稳定同位素实验方法的革新传统的稳定同位素实验方法基本上都是采用对真空系统外加热方法(H同位素例外)使样品直接分解或与化学试剂作用产生气体供质谱分析的。这些方法有两大缺点,一是所需样品量大,特别是对于某些难于分选的试样,人们只好以全岩代替单矿物测定它们的同位素组成;二是样品分析时间长,例如用BrF_5法释放硅酸盐中氧的流程长达24小时(其中高温反应时间在10小时以上),磷酸分解碳酸盐法需在25℃下恒温24小时。这些条件不仅对水、电等环境因素提出了较高的要求,而且不利于快速分析样品。激     

镁同位素地球化学研究新进展及其在碳酸岩研究中的应用

镁(Mg)同位素有3个,24Mg、25Mg和26Mg,其中24Mg和26Mg的相对质量差较大,高达8.33％,这种大的相对质量差使地壳活动或其他地质过程中Mg同位素因化学物理条件的变化而发生明显的同位素质量分馏.目前,自然界可观测到的δ26Mg变化范围为?5.60‰～0.92‰,约6.5‰.镁在低温地球化学过程中分馏显...     

氢氧同位素在矿床研究中的应用

近年来稳定同位素已广泛应用于地质科学研究中,特别是在经济领域内的作用倍受重视。目前世界上有上百个实验室从事这方面的工作,涉及面很广。主要是用稳定同位素研究地质体中的地质温度、成岩成矿条件、找矿评价,以及生物地球化学、海洋学、冰川学、水文学、古地理古气候环境科学和宇宙学等方面的有关问题。在我国,稳定同位素的研究是从     

稳定同位素地球化学研究新况

近年来稳定同位素地球化学进展显著。同位素测试方面的主要进展表现为：①离子探针质谱及激光制样系统的迅速发展和在同位素分析中广泛应用；②同位素测量仪器的自动化和电脑化；③分析方法和结果标准化；④新的同位素分析方法的开拓。同位素分馏机制方面最突出的进展是对与质量无关的同位素分馏的研究。已发现这种分馏在大气化学反应中和前太阳系阶段起重要作用。同时对热力学和动力学同位素分馏研究正进一步系统化。同位素应用方面，地球表面圈层研究受到更多注意。与资源与环境问题直接相关的研究更受到特别重视。对硼、硅、氯和锂等同位素新方法的地质应用也进展突出。