An Experimental Calibration on the Sphalerite-Galena Sulfur Isotope Geothermometer

A new experimental calibration was undertaken in this study to get a more reliable sphalerite-galena sulfur isotope geothermometer. The experimental conditions selected in study were very similar to those of natural hydrothermal solution. The high-precision SF6 method was used in sulfur isotope analyses. The obtained calibration curve for sulfur isotope fractionation between sphalerite and galena can be expressed with the equation 10001nαSp-Gn= 0.74×106T-2+0.08.     

硼同位素及其地质应用研究

硼的两个稳定同位素（10B 和11B）相对质量差较大,因此,硼同位 素分馏较显著。由于分析测量技术方面的改进和创新, 硼同位素地球化学近年来有了长足 的发展。业已查明,自然界中δ11B值变化为 －37‰～+58‰。其中,较负的 δ11B值见于非海相蒸发硼酸盐矿物和某些电气石,而较正的δ11B值见 于某些盐湖卤水和蒸发海水。现代大洋水的δ11B值十分恒定 (+39,5‰)。原始 地幔的δ11B值估测为－10‰±2‰。陨石的δ11B值很不均一,变化 可达90‰。而月岩的δ11B值变化较小（－6‰～+4‰）。由于硼同位素存在大的 分馏和不同地质体中截然不同的δ11B值,硼同位素地质应用范围十分广泛。目 前,硼同位素在研究星云形成过程和宇宙事件,壳-幔演化和板块俯冲作用过程,判别沉积 环境,研究矿床成因,示踪古海洋和古气候条件,和判断环境污染源区等方面的研究中成效显著。     

激光熔蚀微量氧同位素分析方法及其地质应用

研究小尺度或微区的同位素组成变化已成为地球化学分析技术发展的重要方向之一。在研制CO2激光熔蚀氧同位素制样装置的基础上,通过该装置与MAT253质谱计联机实现了硅酸盐和氧化物矿物的氧同位素在线分析。所测样品包括NBS28石英标样、石英玻璃,以及天然的石榴子石、锆石、橄榄石等一些难熔矿物。该装置分析的颗粒样品氧同位素分析精度为±022‰,最低样品量为8μmol的O2;石英玻璃原位分析的氧同位素分析精度为±035‰,最低样品量为7μmol的O2。这种装置和分析方法具备速度快,熔样温度高的特点,尤其适于难熔矿物。该装置可采用脉冲激光实现石英玻璃的微区原位分析,可应用于单个矿物生成环带的氧同位素研究。     

新疆乔尕山金矿床氢、氧同位素特征及其地质意义

乔尕山金矿床赋存于中天山脆韧性剪切带中 ,两个主要成矿阶段成矿流体氢、氧同位素变化范围小 ,δ1 8OH2 O =5 .2 5‰～ 10 .95‰ ,δDH2 O=- 70 .9‰～ - 42 .0‰ ,成矿流体并非独立的岩浆流体与变质流体的混合。受剪切岩石组成矿物中流体包裹体可能是剪切带成矿流体的主要来源之一 ,沉积岩中的同生水以及岩浆岩中的粒间溶液等者可能在剪切变质作用过程中演化为成矿流体 ,剪切作用使流体产生均一化作用形成均一的剪切带成矿流体。     

广东凡口铅锌矿碳、氧同位素地球化学特征及其地质意义

广东凡口超大型铅锌矿床产于泥盆系台地碳酸盐岩中,矿床成因仍存在较大争议。通过含矿地层岩石以及矿石系统的碳、氧同位素分析研究,发现紫色砂岩的褪色蚀变和碳酸盐岩的白云石化与盆地卤水作用密切相关,褪色蚀变砂岩中的碳酸盐胶结物具有显著低的δ^13C和δ^18O值,与矿石中碳酸盐矿物相似,白云石化的碳酸盐岩之δ^13c和δ^18...     

氧、碳同位素在白云岩成因研究中的应用

白云岩的成因可分为准同生期、成岩期和成岩期后等三种成因类型,但其成因机理则是长期悬而未决的问题。经过多年对白云岩的深入研究,已提出了多种不同的成因模式（如渗透回流、蒸发泵吸、混合水、调整白云岩等模式）,对特定环境中形成的白云岩可以作出圆满解释。江西萍...     

Study on Analytical Methods for Hydrogen and Oxygen Isotope in Water Sample

正1 Introduction The stable isotopes of hydrogen and oxygen(δ2H andδ18O)are excellent tracers for studies on the natural water cycle.The isotopic signature of different water bodies     

Oxygen isotope geothermometers for metamorphic rocks

The Chicago mineral-carbonate oxygen isotope fractionation curves have been combined with mineral-water fractionation data for jadeite, zoisite and rutile and new data for grossular-water to provide a set of self-consistent mineral-pair calibrations. The A coefficients in the equation 1000 In α= A × 10⁶T^-2 of the new mineral-pair fractionations are
Jadeite Zoisite Grossular Rutile
Quartz 1.69 2.00 3.03 5.02
Jadeite 0.31 1.34 3.33
Zoisite 1.03 3.02
Grossular 1.99
The isotopic fractionation properties of natural pyralspite garnet [(Ca, Fe, Mg, Mn)₃Al₂Si₃O₁₂] can be approximated by those of the grossular end-member. Appropriate substitutions also yield coefficients for the solid-solution minerals: sodic pyroxene and epidote, e.g.
A _{quartz-sodic pyroxene}= 2.75 - 1.06X_jd,
A _{quartz-epidote}= 2.00 + 0.75X_ps
where X _Jd and X _Ps are the mole fractions of the jadeite and pistacite components, respectively.
The new data set is particularly suitable for the geothermometry of metamorphic rocks. δ¹⁸O data from minerals of the high-pressure metamorphic rocks of the Sesia Zone of Italy and Cyclades Complex of Greece yield well-constrained mean temperatures of 572 and 478 C, respectively. Type III blueschist metabasalts of the Franciscan Formation of California give mean quartz-garnet temperatures of 354 C.     

氢氧同位素扩散动力学的实验研究

本文概述了氢氧同位素扩散交换动力学参数的两种研究方法 :1采用积分性质扩散方程的常规质谱分析方法 ;2采用微分性质扩散方程的离子探针分析方法。并对同位素交换实验设备、样品制备及实验技术等作了介绍。     

长江干流丰水期河水硫酸盐同位素组成特征及其来源解析

碳酸盐岩的硫酸风化机制及其与碳循环的关系是全球碳循环研究中最为关注的科学问题之一, 其关键问题是识别硫酸盐来源.通过分析长江干流丰水期SO₄2-浓度及其硫、氧同位素组成特征, 探讨长江硫酸盐的来源及其主要控制因素.长江河水SO₄2-含量呈现逐年增加的趋势, 并且年增幅度逐渐加大.δ34S_SO4和δ18O_SO4变化范围为-3.5‰~5.6‰和3.7‰~9.2‰, 二者呈现显著的线性负相关关系.δ18O_SO4值从上游到下游的增加趋势受长江水δ18O_H2O值的空间组成特征的影响.研究表明, 大气降水(酸雨)和硫化物氧化是控制长江干流丰水期河水硫、氧同位素组成及其来源的主要机制, 为研究长江流域化学风化侵蚀作用和碳循环过程提供重要的理论依据.      

硅酸盐氧同位素标样研制

本文介绍了硅酸盐氧同位素标准物质(SH和H)的研制。均匀性检验证实该标准物质是均匀的。该标准物质采用直接比较测量法标定,即直接与国际标准V-SMOW和SLAP进行比较。 国际标准水样采用CO_2-H_2O平衡法制备CO_2;石英标样采用BrF_5法制备CO_2。将六个定值实验室提供的数据统一处理后,获得SH和H的δ~(18)Ox/v-s_(MOW)值分别为11.11±0.06(‰)和-1.75+0.08(‰)。该标准物质于89年12月被国家技术监督局批准为国家一级标准物质,山阳石英标样(SH)统一编号为G     

古高程计：氢氧同位素的新应用

定量恢复高大地形的古高程是地质学家一直以来追求的目标，将自生矿物中氢氧同位素用作古高程计的历史不长，这种方法还有很大的应用潜力，可用到比新生代更古老的时期。根据与气团上升和水汽凝结的热动力学性质相关的瑞利平衡分馏原理，建立了这种古高程计的热动力模型，这个模型应用简便，适用于纬度小于35°的地区。区域性经验关系的方法误差较小，但也有计算繁琐、适用区域有限的不足。以上两种方法的计算精度均有待于提高。研究中使用方解石作为样品最普遍，在方解石、高岭石、蒙脱石和针铁石等矿物中,究竟使用哪种推算古高程产生的误差更小，还需进一步研究。     

水中氢氧同位素不同分析方法的对比

采用在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS和离线的Dual-inlet IRMS分析方法分析水样中氢氧同位素组成.对比两种分析系统结果表明,运用离线的Dual-inlet IRMS测定氢同位素,精密度均小于1‰,比在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS重现性和精度好;运用离线的Dual-inlet IRMS和在...     

云南腾冲地块北部空树河组一个菱铁矿结核中的C、O同位素变化特征

空树河组是滇西腾冲地块北部的石碳－二叠纪冈瓦纳相沉积。菱铁矿结核见于该组顶部的黑色泥岩中。将一个结核通过中心切开，在切面上由中心向边缘用牙钻等间隔提取10个样品。同位素测试结果显示，δ^13C自中心向边缘逐渐由－8．09％减为－16．12％，最外一个样例外（－15．39‰），而δ^18O自中心向边缘逐渐由－10．64‰增加为0‰左右。δ^13C的变化情况表明，菱铁矿结核可能形成于硫酸盐还原带。在解释δ^18o的变化情况时，推测在结核开始生长时可能有δ^18O亏损的大气降水掺入，随着埋藏深度的逐渐加大，孔隙水的O同位素逐渐趋近正常海水的值（0‰）。     

苏州花岗岩的氧同位素研究

本文根据钻孔样品对苏州花岗岩主侵入阶段岩石作了较详细的氧同位素研究。内部相岩石全岩、石英与长石的δ18O值变化小,石英和长石的氧同位素组成处于同位素平衡状态,在δ18OQ－δ18Of图上分布于一个很小区域内,表明内部相岩石并未受到雨水热液作用影响;而边缘相岩石的全岩δ18O变化明显,石英和长石的氧同位素组成处于极端不平衡状态,在δ18OQ－δ18Of图上,呈近乎垂直状态分布,表明已受到雨水热液作用的显著影响。强烈的水一岩交换作用还导致了Nb、Ta、Zr、Hf、Th等稀有元素在边缘相的矿化作用。本文还对苏州花岗岩的源区物质特征作了讨论。     

中国典型泥炭区现代植物的碳、氧同位素组成及在古环境研究中的意义

本文测定了中国 3个典型泥炭沼泽四川红原、吉林金川和哈尼的现代沼泽植物中的碳、氧同位素组成。吉林金川和哈尼的沼泽在相似的气候和环境条件下发育演化 ,而四川红原的泥炭发育在截然不同的气候条件下。结果表明 ,每个泥炭沼泽现代植物中的碳、氧同位素均有较大的离散度 ,表现为不同营养状况下的成沼植物之间的同位素差异 ;从δ1 3C值来看 ,三个沼泽中的植物均属C3植物 ;红原与金川、哈尼有着明显不同的现代植物稳定氧同位素组成 ,前者更富集1 8O。同一泥炭植物碳、氧同位素的不均一性要求在利用泥炭沉积物恢复过去气候变化方面一定要谨慎。非常有意义的是贫营养泥炭 (高位泥炭 )的成沼植物有着非常接近的同位素组成 ,揭示贫营养型泥炭可能是更为理想的过去全球变化信息档案     

泥盆纪海水的碳、氧同位素变化——来自腕足化石的同位素记录

生物壳体中的碳、氧同位素一直被用来反演地质历史时期海水同位素组成。具有较强抵抗成岩后生作用(低镁方解石)的腕足化石,分布广泛,被认为是反演古生代海水同位素的理想样品之一。本文通过对四川龙门山泥盆纪保存完好的腕足化石碳、氧同位素的提取,建立该时期海水同位素变化曲线,并对其控制因素进行探讨。研究显示：碳同位素组成在~2‰~+2‰(PDB下同)之间变化。其间经历3个旋回,其相对高值分别对应龙门山地区其中3个成礁期。同时因海平面变化不同,碳同位素表现出正偏幅度的不同。表明生物生长以及海平面变化共同控制着海水碳同位素组成,且生物生长对其影响较大。氧同位素组成在4‰~ -10‰之间变化。在埃姆斯阶对应的甘溪组、谢家湾组以及二台子组时期,氧同位素从-10‰逐渐升高到-6‰。但相对于世界其他地区该时期氧同位素偏低-2‰~ -4‰。可能原因是早期处于封闭海洋环境的平驿铺群时期,淡水注入造成海水氧同位素严重偏负。埃姆斯阶全球海平面上升,广海海水同化作用,氧同位素不断上升。从养马坝至小岭坡组时段内,氧同位素在-4‰~ -6‰之间变化,同世界其他地区相当。其幅度变化表明：温度可能是其控制因素。     

湖泊沉积物纤维素氧同位素研究进展

纤维素作为湖泊沉积物有机质的重要组成部分,其氧同位素组成已逐渐应用在古气候、古环境重建中。本文综述了湖泊沉积物纤维素氧同位素在古气候研究中的进展,包括纤维素的实验提取方法、纤维素及其寄宿水体之间的氧同位素分馏系数,以及纤维素氧碳同位素在定量古气候参数方面的应用,并展望了未来的研究趋势。研究表明,纤维素结合碳酸盐氧同位素组成可能是一种潜在的定量古温度指示剂,可能在未来的湖泊沉积中发挥极大作用。因此,今后的有关研究可能集中在定量古气候参数上的应用。     

麦盖提斜坡奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义

依据实测的塔里木盆地麦盖提斜坡玉北地区41个碳酸盐岩碳氧同位素数据,结合岩石学方法,研究了碳氧同位素的组成、演化及其地质意义。数据显示,δ~(13) C值主要分布在-2.6‰~0.7‰,均值为-1.0‰;δ~(18) O值分布在-9.4‰~-3.5‰,均值为-6.9‰。玉北地区古盐度为118.39~126.34,平均为121.94。奥陶系碳酸盐岩淡水改造作用明显。碳氧同位素的组成和演化不但可以指示沉积环境,而且还与生物生产率以及古海平面变化呈正相关性:δ~(13) C的低值对应于局限台地台内滩亚相沉积环境;δ~(13) C的高值对应于开阔台地滩间海、台内滩亚相沉积环境。碳氧同位素组成还对成岩环境有明显响应:鹰山组δ~(13) C与δ~(18) O均向高负值偏移,表明经历过强烈的表生岩溶作用;蓬莱坝组δ~(13) C低—中负值,δ~(18) O表现为高负值,在白云岩储层中可见鞍状白云石及燧石,主要为深埋藏成岩环境;良里塔格组同位素特征为δ~(18) O高负值,δ~(13) C低正值,并且在进入埋藏岩溶阶段之前还经历过风化壳岩溶作用。     

13X分子筛活化及其对氧气转移时吸附/解吸过程中氧同位素分馏效应的研究

在激光BrF5法分析硅酸盐和氧化物矿物的真空提取流程中,通常采用氧气作为工作气体来测定样品的氧同位素组成。这需要使用分子筛吸附并转移氧气到质谱进样系统,而分子筛的活化对于有效吸附和解吸氧气至关重要,否则会引起分析过程中的氧同位素分馏。通过采用13X分子筛进行多组实验分析,笔者发现用不同活化程度或中毒失活分子筛沸石转移时可能存在氧同位素分馏。在低温下分子筛是不能够活化的(或活化不完全),吸附能力很低,所测定的δ18O值是波动的。在200℃马弗炉中预加热24h,然后迅速转移到温度为100℃、真空度为10-3Pa系统中加热12h的分子筛,对氧气吸附能力很强,氧同位素分析的绝对误差为±0.05‰(1σ),能够满足地球化学氧同位素分析的要求。如果分子筛受BrF5污染,其吸附能力大为降低,测定的δ18O值呈下降趋势,氧同位素分馏高达0.7‰。如果分子筛受水汽污染,质谱接受电压不断地降低,存在解吸温度下的再吸附过程,测定δ18O值呈上升趋势。因此,分子筛在使用前要在适当条件下的活化,在发现污染或测量值发生波动变化时要及时更换,否则难以保证氧同位素分析数据的可靠性。