硫氧同位素示踪污染物来源在济南岩溶水中的应用

近年来,济南岩溶水硫酸盐浓度逐年升高,为了对硫酸盐污染区域实施有效的防治措施,保障饮用水安全,识别硫酸盐的污染来源极其重要。在系统分析研究区水文地质条件的基础上,根据实际的采样测试数据,采用硫、氧(S、O)双同位素示踪技术,分析识别了济南趵突泉泉域硫酸盐的主要污染来源,并通过IsoSource质量守恒模型,估算了硫酸盐各污染来源的贡献率。结果表明: 泉域内硫酸盐主要污染来源有大气沉降、污水和土壤; 大气沉降来源贡献率最大,均值达到53.9%; 其次是污水来源,均值为31%; 土壤来源贡献率最小,均值为15.1%。该研究为北方岩溶区地下水硫酸盐来源的定量研究提供了一种新方法,为济南趵突泉泉域硫酸盐污染防治提供了科学依据。     

煤中硫研究现状

从煤中的无机硫、有机硫、亲硫元素及煤中硫成因等四方面总结了煤中硫的研究现状。      

岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床研究的几个问题探讨

文章简述了岩浆型Cu—Ni—PGE硫化物矿床的主要特点和研究现状,探讨了矿床的成矿机制,认为其成矿的首要条件是岩浆中硫达到饱和而使硅酸盐岩浆与硫化物熔体发生熔离。综述了如何利用同位素方法确定其成矿物质来源,介绍了如何判别硫饱和度的方法。     

Toxicity studies of elemental sulfur in marine sediments

Elemental sulfur(ES) is a component essential for proper development of animals, but it can be toxic for aquatic organisms. The objectives of the study reported here included determination of ES concentrations in sediment collected in the area of the Gulf of Gdansk(Baltic Sea) and search for the possible correlations with the ecotoxicity results. Sediment samples were collected from four locations: the Vistula River mouth, in the Port Basin, in the area of discharge of the treated wastewater from the Wastewater Treatment Plant(WWTP) and in the area of the sunken World War Ⅱ s/s 'Stuttgart' shipwreck. The levels of elemental sulfur were determined using a gas chromatograph coupled with a mass spectrometer(GC-MS). Toxicity of marine sediment samples was estimated for three biotest organisms-bioluminescent bacteria Vibrio fischeri, crustacean Heterocypris incongruens, and Synapis alba plant. The highest toxicity of sediments for all indicator organisms was observed in samples taken at the place of the shipwreck(2-100%). The same samples had a high sulfur content(16.7-143.2 μg/g dry weight(d.w.))therefore, it was decided to investigate whether the presence of ES in the sediment in the studied area can have an impact on the results of the ecotoxicity determination in real samples. However, the removal of sulfur from the samples resulted in no significant changes in the level of toxicity of the samples. In this research it could not be confirmed that the presence of elemental sulfur is the only factor responsible for the observed sediment toxicity. It seems that other compounds or their mixtures present in the sediment may have a significant influence on the results obtained.     

西藏多龙矿集区铜金流体演化过程探讨 ——来自硫同位素的证据

西藏多龙矿集区发育世界典型的斑岩铜矿系统,文章选取区内多个代表性矿床开展硫同位素研究,并结合前人数据,为探讨该成矿系统成矿物质来源、流体演化过程提供了新证据.研究表明,波龙、拿若、拿厅、拿顿和铁格隆南矿床δ34S平均值相似(接近于0),指示含矿岩浆提供了各矿床所需的硫元素.此外,区内典型矿床流体演化过程可分为2类:①流体演化主要受控于温度变化,表现为δ34S随温度降低而降低(如拿顿矿床);②流体演化受温度和氧化还原状态共同影响,表现为δ34S随温度降低而升高(如:波龙和拿若矿床),或是随温度降低,δ34S波动变化范围较大(如拿厅和铁格隆南矿床).结合岩相学证据,文章推测热液体系氧化还原状态的变化是由水岩反应所导致,最后,文章提出多龙矿集区内矿化阶段硫化物通常具有较低的δ34S,指示成矿流体为高氧化性流体,并且该特征在类似矿床的找矿勘查工作中也可发挥积极的指示作用.     

硫和氧同位素示踪黄河及支流河水硫酸盐来源

为了准确识别河水硫酸盐受自然风化和人为活动影响的过程,做好地表水资源管理,选择黄河小浪底水库以下干流和支流河水为主要研究对象,分期采集河水样品,采用硫酸盐硫和氧同位素,结合水化学组成及潜在硫酸盐来源硫和氧同位素范围,判定黄河及支流河水硫酸盐的来源及混入比例。结果表明:① 研究区黄河河水硫酸盐主要来源于第四纪黄土中易溶硫酸盐,干流河水SO₄2-含量均值为2.23 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+8.9‰和+10.4‰;② 研究区沁河丰水期河水硫酸盐24%来源于大气降水,61%来源于土壤硫酸盐溶解,15%来自于石膏溶解;平水期河水硫酸盐39%来源于大气降水,36%来源于土壤硫酸盐溶解,25%来源于石膏溶解。沁河河水SO₄2-含量均值为2.44 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+9.8‰和+9.7‰;③ 研究区洛河河水硫酸盐受生活污水影响较大,伊河河水硫酸盐受到土壤硫酸盐溶解和化学肥料溶解的共同影响,伊洛河河水SO₄2-含量均值为1.27 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+10.4‰和+6.5‰。蒸发盐类矿物溶解以及土壤硫酸盐溶解等自然风化过程是控制区域河水硫酸盐来源的重要过程,人为活动对伊洛河河水硫酸盐的贡献不容忽视。     

内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床锆石U-Pb年龄和S、Pb同位素特征及其地质意义

为了明确内蒙古别鲁乌图铜多金属矿床的成矿年龄与矿床成因,对该矿床中与成矿关系密切的流纹岩进行了锆石U-Pb年龄以及主要金属硫化物的S、Pb同位素测试。其中流纹岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄为(271.7±1.6)Ma(MSWD=1.02),显示成矿作用发生于二叠纪。金属硫化物的S同位素分析结果显示δ34SV-CDT值分布在-0.6‰~1.0‰之间,平均为0.49‰,变化范围较窄,显示S的来源单一;Pb同位素组成比较集中,206Pb/204Pb为18.207~18.674,207Pb/204Pb为15.620~15.699,208Pb/204Pb为38.144~38.790,具有壳幔混源的特征。S、Pb同位素特征均指示成矿物质主要来源于岩浆热液。结合区域地质、矿床地质、空间分带等特征以及S、Pb同位素组成可知,别鲁乌图铜多金属矿床为VHMS型矿床,形成于二叠纪陆缘弧裂谷中。     

微量硫化物、硫酸盐硫同位素EA-IRMS在线测试分析

常规EA-IRMS硫同位素测试中, 硫化银(Ag2S)的需样量为0.2~1.0 mg, 硫酸钡(BaSO4)的需样量为0.35~1.5 mg, 较大的需样量已难以满足珍贵样品及微区样品的分析要求, 因此如何减少测试样品量已成为EA-IRMS测试分析工作中急需解决的问题。通过对EA-IRMS测试系统的研究发现, 在采用常规方法测试样品时, 由于初始He载气流速(100 mL/min)、进入分流接口时的流速(10 mL/min)与进入离子源时流速 (0.3 mL/min)的差异导致样品燃烧产生的目标气体中99.7%的气体被浪费, 样品的总体利用率仅有0.3%。因此如何减少样品在测试过程中的损耗, 提高样品的利用率, 从而减少需样量的关键在于缩小载气流速的差距。本实验在常规EA-IRMS测试技术基础上进行了关键改进,在元素分析仪和分流接口之间设计增加一个由六通阀和自动加热冷阱构成的装置, 自动加热冷阱可在Load模式时收集SO2气体, 六通阀在Load-Inject模式之间切换时可改变He载气流速, 通过与分流接口匹配的反吹He载气(10 mL/min)将冷阱中富集的SO2气体送入分流接口, 从而保证进入分流接口前样品燃烧产生的SO2气体全部收集。这一改进, 理论上可以将样品的利用率提高10倍, 该系统需硫量降至3~13 μg, 并且可以提高反应管的寿命, 降低清灰的频率, 提高工作效率。同时有效避免了拖尾的产生, 提高分析结果的精密度。本次微量样品实验获得的硫同位素数据与常规方法一致, 分析精度优于0.15‰(1SD), 测量值与真值的差异在0.4‰以内, 达到国际同类实验室先进水平。此外, 该方法可为微量有机碳、氮同位素EA-IRMS测试分析工作的开展提供参考经验。     

松辽盆地东南部油气、煤层气后生蚀变硫同位素特征

对松辽盆地东南部上白垩统泉头组、姚家组和嫩江组岩石中黄铁矿及硫同位素特征研究表明,泉头组、姚家组中后生还原褪色作用形成的灰色、灰绿色砂岩中的黄铁矿及硫同位素均显示出了深部来源的油气、煤层气有机流体作用成分特征。该区原生沉积成岩岩石及黄铁矿中硫同位素的δ^34SV-CDT为正值,油气、煤层气有机流体还原作用岩石及黄铁矿中δ^34SV-CDT为负值。油气、煤层气还原作用不仅使杂色、紫红色原生氧化砂岩还原为灰色、灰绿色还原性砂岩,还使岩石还原容量大大增强,而且油气、煤层气在有机流体与岩石的相互作用过程中有铀的叠加富集,岩石铀含量普遍增加,局部可形成铀异常、铀矿化。首次在门达地区姚家组含矿砂岩中发现网脉状水云母化,显示铀成矿具有低温热液蚀变特征,铀矿化与低温热流体作用有关。     

云南兰坪盆地北部东缘铅锌矿床喷流沉积成因的厘定———来自矿物学和硫同位素证据

通过详细的野外地质工作和显微镜下观察,对云南兰坪盆地东北部维西—乔后断裂带上三叠统石钟山组(T₃s)中产出的铅锌矿床成因进行厘定。研究结果表明,测区内存在大量典型的同生沉积矿床标志,如:纹层构造、条纹条带构造、网脉构造、黄铁矿条带软沉积构造、黄铁矿草莓状结构、黄铁矿胶状构造、闪锌矿同心环状构造等。青甸湾矿床金属硫化物硫同位素测试结果显示,黄铁矿的δ34 S介于3.7‰ ~ 8.1‰,均值5.34‰; 闪锌矿的δ34 S介于5.2‰ ~ 10.0‰之间,均值为7.18‰; 方铅矿的δ34 S介于5.2‰ ~ 9.9‰之间,均值为7.275‰,铅锌矿床硫来源于海水硫酸根无机还原。结合矿床形成时代及大地构造背景,认为该区铅锌矿为喷流沉积作用形成。