Sulfur Isotope Fractionation in Magmatic Systems：Models of Rayleigh Distillation and Selective Flux

The effect of Rayleigh distillation by outgassing of SO2 and H2S on the isotopic composition of sulfur remaining in silicate melts is quantitatively modelled.A threshold mole fraction of sulfur in sulfide component of the melts is reckoned to be of critical importance in shifting the δ^34S of the melts mith respect to the original magmas.The partial equilibrium fractionation in a magmatic system is evaluated by assuming that a non-equilibrium flux of sulfur occurs between magmatic volatiles and the melts,while an equilibrium fractionation is approached between sulfate and sulfide within the melts.The results show that under high fo2 conditions,the sulfate/sulfide ratio in a melt entds to increase,and the δ^34S value of sulfur in a solidified rock might then be shifted in the positive direction.This may either be due to Rayleigh outgassing in case the mole fraction of sulfide is less than the threshold,or due to a unidirectional increase in δ^34S value of the sulfate with decreaing temperature,Conversely,at low fo2,the sulfate/sulfide ratio tends to decrease and the δ^34S value of total sulfur could be driven in the negative direction,either because of the Rayleigh outgassing in case the mole fraction of sulfide is greater than the threshold,or because of a unidirectional decrease inδ^34S value of the sulfide.To establish isotopic equilibrium between sulfate and sulfide,the HM,QFM or WM buffers in the magmatic system are suggested to provide the redox couple that could simultaneously reduce the sulfate and oxidize the sulfide.CaO present in the silicatte Melts is also called upon to participate in the chemical equilibrium between sulfate and sulfide,Consequently,the δ^34S value of an igneous rock could considerably deviate from that of its original magma due to the influence of oxygen fugacity and temperature at the time of magma solidification.     

中国大陆科学钻探工程主孔（734～933m）榴辉岩和片麻岩元素及Sr-Nd同位素地球化学研究

对中国大陆科学钻探工程主孔两段榴辉岩与片麻岩互层的岩芯样品(Ⅰ:734.21-737.16m和Ⅱ:929.67-932.86m)分别进行了主要元素和微量元素以及Sr-Nd同位素分析。结果表明:(1)榴辉岩具有较大的成分变化范围(SiO2含量为46.8%-59.8%),表现出平坦或轻稀土(LREE)富集的分布模式和大离子亲石元素(LILE)富集或亏损以及Nb、Ta负异常特征。部分榴辉岩样品具有明显低的活动性元素(Rb、Ba和K)含量,指示了板块俯冲过程中的脱水变质效应;(2)两段岩芯中的片麻岩具有明显不同的主量和微量元素组成,其中第Ⅰ段具有相对较低的SiO2含量(61.3%～66.2%)和高的重稀土(HREE)含量,而第Ⅱ段具有明显偏高的SiO2含量(73.8%～74.1%)和低的HREE含量。但两段均表现出LREE富集和Eu负异常以及LILE富集和高场强元素(Nb、Ta、Ti)负异常特征;(3)榴辉岩和第Ⅰ段岩芯中的片麻岩具有相近的且偏高的εNd(750Ma)值(-3.6- 0.5),而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩具有明显偏低的εNd(750Ma)值(-8.7)。部分片麻岩样品表现出较高的87Sr/86Sr比值(0.7070)和非常低的Rb/Sr比值(0.008),指示岩石Rb-Sr同位素体系受到了变质扰动。非活动性元素如Zr、Hf、Nb、Ta、Ti、Y、REE和Ti在脱水变质过程中没有受到明显扰动,因此可用于恢复榴辉岩和片麻岩的原岩性质及其形成的大地构造背景。根据分析样品的元素和Nd同位素特点,推测榴辉岩原岩具有板内玄武岩性质,第Ⅰ段岩芯中的片麻岩原岩为玄武质岩浆上升过程中同化地壳物质形成的中性岩,而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩原岩为地壳物质重熔形成的酸性岩。因此,深钻榴辉岩和片麻岩原岩为新元古代华南陆块北缘裂谷构造带双峰式岩浆活动的产物,在岩浆侵位过程中经历了高温大气降水热液蚀变。     

火星生命研究的进展与前景

关于火星是否存在或曾经存在生命的争论由来已久。有人以ALH84001火星陨石新鲜破裂面上的大量碳酸盐小球体和多环芳香烃（PAHs）为主要依据，推论火星至少在13～36亿 aBP前很可能有生命形态存在。然而，很多人认为ALH84001陨石的各种特性可以是非生物成因的。由于地球上的生物在超过115℃的温度下很难存活（火星可与之类比），争论的焦点逐渐集中在碳酸盐球体的形成温度上。也有研究者关注该陨石上有机物质的来源问题。对ALH84001陨石的综合学科研究提出了互相矛盾的证据。综述了自1996年以来在国外各种主要期刊上发表的关于 ALH84001陨石与火星生命的研究成果（也包括了一些对其他火星陨石的研究），认为目前尚不能断言火星生命存在与否。对火星继续深入探索以获取进一步的证据是十分必要的。以美国国家航空和宇航局（NASA）Odys sey宇宙飞船起始的火星探测计划将引发新一轮火星生命研究的热潮。     

大别山双河超高压变质岩的稳定同位素研究

大别山双河地区片麻岩的δ18O值与共生榴辉岩同步变化，为（-4.7—+10.3）‰，这些片麻岩的18O亏损与榴辉岩一样是在遭受超高压变质作用之前原岩与大气降水交换的结果。榴辉岩及其围岩片麻岩在板块俯冲、超高压变质和岩片折返过程中可能为一个构造上的整体，两者为“原地”接触关系。     

矿物O同位素地球化学理论

应用增量方法不仅能够从理论上准确计算所有固体矿物的O同位素分馏系数，而且能够定量预测；（1）热力学平衡条件下共生矿物之间的18O富集顺序；（2）岩石化学成分与O同位素组成之间的关系；（3）矿物结构变化对O同位素组成的影响；（4）同质多相转变和矿物反应中的氧同位素继承性。本文对这些规律性预测进行了概要性介绍，并给出实例予以说明。     

不同碳酸盐与磷酸反应的C、O同位素效应

不同阳离子碳酸盐与磷酸反应放出的CO2之间的氧分馏系数在20-90℃下与1/T2呈线性函数关系，而C同位素分馏则与温度无关。C、O同位素分馏程度与碳酸盐中的阳离子有关。利用不同阳离子碳酸盐与磷酸反应的速度不同，可以直接提取混合碳酸盐样品的CO2。     

橄榄岩中尖晶石的O同位素继承性与晶体结构转换

应用增量法计算的矿物对O同位素分馏曲线，得到正尖晶石-矿物对O同位素温度高于尖晶石在地幔中的熔点，而用反尖晶石-矿物对计算的O同位素温度低于尖晶石的熔点，较为合理。因此，地幔橄榄岩中镁铝尖晶石的O同位素组成可能继承了其母体反尖晶石特征，即使反结构尖晶石在发生相变作用变成正结构尖晶石时未发生O同位素再平衡。     

地质速率计—矿物氧扩散的应用

概述了同位素封闭体系内的矿物氧扩散和同位素交换机制及其在地质速率计上的应用。火成岩从高温冷却或变质岩从高峰主质温度冷却过程中，由于冷却速度不同，扩散作用导致的矿物晶体内部及晶粒间氧同位素再平衡也有所不同。通过实测岩石中各组成矿物氧同位素比值，模式含量和颗粒半径，据矿物氧扩散和同位素交换模型，可以估算出岩石的冷却速率。     

北大别漫水河混合岩化片麻岩中锆石微区微量元素特征及其地质意义

本文通过对北大别漫水河片麻岩的锆石进行阴极发光(CL)显微图像观察及激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区微量元素分析，试图对重结晶和深熔成因变质锆石的微量元素特征进行制约。CL图像显示该片麻岩锆石存在复杂的内部结构，有原岩岩浆锆石、重结晶变质锆石和深熔锆石。不同锆石区域的Hf、P、Ti、Nb、Ta和Ce等元素含量及Nb/Ta比值相似。但重结晶和深熔锆石的Th/U比值明显低于原岩锆石(分别为0.33～1.12、0.03～0.60和0.92～1.99).重结晶锆石区域低Th/U比值是由于重结晶过程中Th比U更易排出锆石晶格，而深熔锆石区域低Th/U比值是其结晶的熔体中低Th和高U含量的原因。不同锆石区域的稀土元素含量也不相同。原岩锆石稀土总量高(621.9～1331.6ppm)，变化较大，而深熔锆石和重结晶锆石稀土总量低(分别为236.8～642.5ppm；98.5～435，6ppm)。不同锆石区域的稀土元素配分模式相似。但重结晶锆石的稀土元素含量比原岩锆石低3～4倍，可能是重结晶过程中稀土元素被逐出锆石晶格所致。深熔锆石的稀土元素含量受深熔熔体与残留体之间平衡与否的制约，如果熔体与残留体之间达到了平衡，则深熔锆石与原岩锆石有相似的稀土元素含量；反之，深熔锆石的稀土元素含量就会低于原岩锆石。漫水河片麻岩深熔锆石的稀土含量比原岩锆石低1～4倍，反映了深熔熔体与残留体之间没有达到平衡。结合已有的花岗岩与混合岩化岩石的年龄和同位素特征，说明北大别混合岩化片麻岩可能与同时代花岗岩的形成有成因关系。