I. 磷酸法:
3MCO3+2H3PO4 =3CO2+3H2O+M3(PO4)2 II. 低温(150℃) BrF5法
3CaCO3+3BrF5→ 3CaF2+3BrF3+3CO2+2/3O2 ④硫同位素制样方法
硫化物直接氧化法---质谱分析SO2 MS + CuO = Cu2O + MO + SO2 3)微量和微区稳定同位素分析 激光探针
SIMS/SHRIMP 二.应用篇
1.几种典型地质体的稳定同位素变化-物质来源
2. 水的类型及成矿流体来源判别:
初生水:未参加过水循环,在地球形成时就存在 δ18O=7?, δD=-48?
变质水: δ18O= 5~ 25?, δD= -20 ~ -65?
(原始)岩浆水: δ18O= 5.5 ~ 9.5?, δD= -40 ~ -80?
成矿流体的氢氧同位素组成:I.矿物包裹体直接测定法;II. 同位素平衡温度计算法 成矿热液氧同位素演化:如,大气降水造成同位素交换
古热液系统演化:
热液碳酸盐与流体来源:
例: 13C/12C比值与18O/16O比值呈正相关关系: 原因:
(1) 两种不同NaCl浓度的流体混合造成方解石沉淀;
(2) 温度效应与CO2释气或流体-岩石反应共同作用使得方解石从富含H2CO3的流体中沉淀。 3.水-岩相互作用
4.热液体系的硫同位素分馏
热液中溶解含硫原子团之间存在硫同位素分馏,热液矿物的硫同位素组成是热液中总硫同位素组成、 fO2、pH、离子强度和温度的函数,即: δ34S= f(34S∑S, fO2, pH, I, T)
因此,热液矿物的硫同位素组成不仅取决于其源区物质的δ34S值,而且取决于含硫物质在热液中迁移和矿物沉淀时的物理化学条件。这一模式即著名的大本(Ohmoto)模式:
I.在高温(T>400℃)条件下,热液体系中硫主要为H2S和CO2。热液全硫(∑S) 的δ34S值可表示为:
式中XH2S 和XSO2 分别是热液中H2S 和SO2相对于总硫的摩尔分数
II. 在中低温(T<350℃)条件下,热液体系中硫以硫酸盐SO4和H2S为主,其同位素组成可表示为:
在高fo2条件下形成的硫化物比热液的δ34S值要小很多。只有在低fo2和低pH条件下,硫化物的δ34S值才与热液的δ34S值相近。
pH=6条件下,fO2= -37, 硫化物的δ34S值=热液δ34S值 fO2= -34, 硫化物的δ34S值 (-20) << 热液δ34S值
热液总硫同位素组成的确定: 在热液体系条件下,不能简单的用某种矿物的硫同位素组成来代表热液的组成,并以此来推测体系的硫源。 在温度>200°C的热液中,H2S与SO42-的存留时间足以达到硫同位素平衡,因此虽然单个硫物种的δ34S值不能代表源区的值,但热液δ34S值可代表其源区的硫同位素组成。热液的δ34S值可通过大本模式来估算。
根据矿物沉淀时的化学环境来估计热液的硫同位素:
I.在高氧逸度条件下(出现重晶石或重晶石-赤铁矿-磁黄铁矿-黄铁矿组合):重晶石的δ34S值相当于或略大于热液的δ34S值; 硫化物(如黄铁矿)的δ34S值则显著低于热液的δ34S值;
II. 在低氧逸度条件下(以出现石墨和磁黄铁矿为标志),磁黄铁矿的δ34S值大致相当于热液的δ34S值;
III.在中氧逸度条件下(黄铁矿-磁黄铁矿-方解石组合或黄铁矿-磁黄铁矿-方解石-石墨组合,黄铁矿的δ34S值大致相当于热液的δ34S值;
对一些高氧逸度的岩浆热液体系,SO2是主要的硫氧化物种,当温度冷却到400°C以下时,SO2会发生岐化反应,生成SO42-和H2S: 岐化反应发生时,会发生硫同位素分馏,HSO4-硫同位素增高,H2S硫同位素降低。
4H2O+4SO2=H2S+3H++3HSO4-
这一点对于一些斑岩型矿床的硫同位素数据的理解很重要。 5.同位素地质温度计 1)原理
2)适应性:共存矿物相间达到同位素平衡 ①硫同位素地质温度计
②氧同位素地质温度计
③碳同位素地质温度计 ④氢同位素地质温度计
3)同位素地质温度计的灵敏度
4)同位素地质温度计使用注意事项
5)硼同位素
测试样品:电气石、全岩 测试方法: