新元古代—寒武纪硫同位素异常事件(Yudomski事件)的起源与结束          下载免费PDF全文

张智礼  孟凡巍  倪培  李慧莉  卓勤功 《盐湖研究》2020,28(4):22-28

新元古代晚期—寒武纪早期是地球历史演化的关键时期,整个生物圈、大气圈和水圈在此期间都发生了巨大的变化,海水成分在其间也发生了明显的变化。而石盐流体包裹体恰恰记录了该时段海水主要离子成分的转变:海水成分从新元古代晚期的“文石海”,快速转化为寒武纪的“方解石海”；同时海水中的碳、锶、硫同位素都发生了剧烈的改变,其中海水硫酸根的硫同位素从新元古代冰期前的20‰左右,迅速升高到新元古代冰期后的35‰左右,甚至可以到45‰,海相蒸发岩沉积中的硫酸盐沉积(主要是石膏、硬石膏)则直接记录了当时海水中硫酸根的硫同位素变化。现有研究表明,新元古代晚期——寒武纪时期的海相蒸发岩沉积记录了当时海洋中存在着地质历史时期最大的硫同位素异常,即“Yudomski事件”。塔里木盆地的寒武纪早期、中期蒸发岩记录了“Yudomski事件”的硫同位素异常高值(35‰左右,甚至更高),表明这一起源于新元古代晚期的同位素异常事件持续到了寒武纪的早期和中期；塔里木盆地奥陶纪早期的蒸发岩、鄂尔多斯盆地奥陶纪中期蒸发岩和美国Williston盆地奥陶纪晚期地层的蒸发岩的硫同位素数据相似,都在+25‰左右则记录了较低的海洋硫同位素值,表明起源于新元古代冰期之后的“Yudomski事件”的硫同位素异常,持续到了寒武纪的中期,而结束于寒武纪的晚期。  相似文献   

招远金矿区水体中硫同位素特征及其对污染来源的指示     

贾晓岑  周建伟  朱恒华  余露  张秋霞  朱越 《水文地质工程地质》2020,47(5):179-188

稳定同位素因其指纹效应已成为分析矿区污染来源的重要技术手段。文章以招远金矿区为例，应用硫同位素联合水化学分析、聚类分析及氢氧同位素分析招远金矿区水污染特征和成因。通过分析可知，矿区内地表水和地下水主要接受大气降水补给，水力联系密切。水化学类型以SO₄—Ca和SO₄—Na型为主，阴离子以SO₄2-为主，地表水和地下水的NO₃-和Cl-在空间上变异性较大。地表水硫酸盐含量普遍偏高，硫酸盐污染较为严重，高值区出现在玲珑金矿、金翅岭金矿和张星镇附近；而地下水高值区都出现在玲珑金矿附近，且SO₄2-浓度沿着径流方向逐渐降低。地表水中硫酸盐δ34S值介于1.8‰~9.8‰，地下水中硫酸盐δ34S值介于2.7‰~9.6‰，地表水和地下水硫酸盐含量受玲珑金矿硫化、玲珑花岗岩和胶东岩群影响明显。在地下水径流途中，有地表水入渗污染地下水的现象。另外，工业废水的排放也是硫酸盐含量升高的主要原因。研究表明:硫同位素在金矿区硫酸盐污染的来源和特征方面有很好的指示作用，是评价矿山开采对地下水污染的有效工具。  相似文献   

胶东金翅岭金矿床黄铁矿原位微量元素和硫同位素特征及对矿床成因的指示          下载免费PDF全文

朱照先  赵新福  林祖苇  赵少瑞 《地球科学》2020,45(3):945-959

位于招远-莱州金成矿带中西部的金翅岭金矿床是胶东地区典型的石英脉型高品位金矿，但其成矿流体来源和矿床成因一直存在争议.在详细的矿相学和黄铁矿显微结构研究基础上，利用LA-ICP-MS技术原位分析与成矿有关黄铁矿的微量元素特征，结合原位硫同位素分析成矿流体来源，为进一步认识矿床成因提供制约.成矿阶段的黄铁矿划分为2种类型（PyI和PyII），PyI产在石英-黄铁矿阶段，PyII产在石英-多金属硫化物阶段，伴随大量可见金的出现.根据背散射的核-边结构，PyII可细分为含有较多硫化物的核部PyIIa和表面较为干净的边部PyIIb，但二者有明显溶蚀结构.LA-ICP-MS分析结果显示PyI含有一定量的Au（< 0.015×10-6~2.18×10-6，均值0.62×10-6）和As（78.98×10-6~857×10-6，均值542×10-6），但Pb、Zn等其他元素含量较低.核部PyIIa和PyI微量元素分布特征较为相似，但Au（< 0.015×10-6~0.59×10-6，均值0.11×10-6）和As（0.62×10-6~198×10-6，均值35.81×10-6）的含量相对下降.边部PyIIb较核部PyIIa明显富集Au（< 0.015×10-6~19.71×10-6，均值5.91×10-6）和As（399×10-6~18 153×10-6，均值6 412×10-6），且Au与As表现出良好的正相关性.PyI和核部PyIIa原位δ34S的分布范围较为一致，集中在3.0‰~4.9‰；而边部PyIIb的原位δ34S值较高（5.2‰~6.6‰）.根据黄铁矿结构、微量元素和硫同位素特征，推断在主成矿期富34S和富Au-As的热液流体加入形成了边部PyIIb且与核部的PyIIa发生了交代作用，同时大量可见金直接从热液中沉淀形成.该研究表明多期次富Au-As成矿流体的注入可能是高品位石英脉矿床形成的主要机制.   相似文献   

甘肃北山老金厂金矿床载金矿物特征、原位硫同位素组成及其对成矿的指示意义     

黄式庭  于晓飞  吕志成  刘家军  李永胜  杜泽忠  吕鑫  孙海瑞  杜轶伦 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(5):1387-1403

老金厂金矿床是北山成矿南带最具代表性的中低温岩浆热液型金矿床之一，其规模为中型。依据脉体穿插、矿物共生组合和矿石结构构造等特征，将矿床矿化作用过程划分为石英-黄铁矿阶段（Ⅰ）、石英-含砷黄铁矿-毒砂阶段（Ⅱ）、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段（Ⅲ）和石英-方解石阶段（Ⅳ）。利用电子探针研究了不同成矿阶段载金矿物的元素组成及其分布规律。Ⅰ阶段：黄铁矿以粗粒自形立方体为主，粒度为0.50~1.50 mm，贫As、Au；毒砂含量极少，呈细粒他形。Ⅱ阶段：含砷黄铁矿周围常有大量毒砂产出，含砷黄铁矿多为立方体、五角十二面体，粒度为0.30~1.00 mm，富As、Au；该阶段矿化最为强烈，毒砂主要形成于此时期，多呈棱柱状、柱状、放射状集合体，显示富S亏As特征。Ⅲ阶段：多以黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿共生组合脉的形式产出，黄铁矿多呈长条状，以富S、Cu、Zn、Au和贫Fe、As为特征。Ⅳ阶段：矿化作用极弱，毒砂、黄铁矿含量极少，为细粒他形。原位硫同位素组成显示：Ⅰ阶段黄铁矿δ³⁴S_V-CDT值为-3.8‰~-2.9‰，均值为-3.3‰；Ⅱ阶段黄铁矿和毒砂δ³⁴S_V-CDT值为-4.7‰~2.6‰，均值为-3.3‰；Ⅲ阶段黄铁矿和闪锌矿δ³⁴S_V-CDT值主要分布于-1.9‰~1.0‰之间，均值为0.1‰。此3个阶段硫同位素组成反映了成矿期硫主要来源于幔源岩浆，混入了部分地层硫。综合前人研究成果，认为成矿早期至晚期，成矿流体总体上由富S贫As向富As贫S演化。Ⅰ阶段体系处于中性稳定的环境，硫源充足；Ⅱ阶段为贫S富As的高氧逸度环境，由于大气降水对地层的淋滤渗透，混入富As流体，Au可能与As结合形成Au-As络合物，在成矿有利部位富集沉淀；Ⅲ阶段成矿元素种类丰富，体系为富S贫As的弱还原环境，Au很可能与HS^-、S^-形成络合物进入黄铁矿晶格。  相似文献   

海水温度对衰亡期浒苔释放生源硫影响的模拟研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

韩露  邓雪  李培峰  高先池  刘春颖 《海洋学报》2018,40(10):110-118

为研究浒苔释放生源硫的特征，本文对采集于黄海绿潮中期和末期的浒苔进行了实验室模拟培养，探讨了不同温度对衰亡期浒苔释放生源硫化物的影响。实验结果表明，在10~25℃温度范围内，温度升高能够加速浒苔的衰亡。二甲基硫（DMS）的平均释放速率范围为2.79~150.70 nmol/（L·g·d），二甲基硫基丙酸内盐（DMSP）的平均释放速率范围为2.16~113.26 nmol/（L·g·d）。温度升高能够使DMS和DMSP的释放速率加快，释放量增加，DMS最大平均释放速率在25℃条件下比10℃条件下升高了约60%，培养液中DMS浓度升高了2~3倍。采集于绿潮末期的浒苔培养液中的DMS和DMSP和采集于绿潮中期的浒苔相比，浓度有所增加，采集于浒苔绿潮末期浒苔培养液中DMS的最高平均浓度为418.41 nmol/L，约为中期的4倍；DMSP的最高平均浓度为316.14 nmol/L，是中期的3倍。浒苔绿潮的爆发会对水体中的硫体系循环产生影响，进而影响该海域生态环境。  相似文献   

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理^*          下载免费PDF全文

石思思  吴朝东  梁金强  王熠哲  叶云涛  方允鑫  马健  翟俪娜 《古地理学报》2020,22(1):175-192

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。  相似文献   

硫铁矿在中国硫资源中的地位分析     

王庚亮 《化工矿产地质》2018,(1)

硫铁矿是我国的自有硫资源,几十年来我国硫铁矿产业有了很大发展,但随着我国经济对硫资源需求的大幅增加,各种形式的硫产量的迅速提高、进口硫磺及硫酸的冲击等因素,导致了硫铁矿在硫资源中的地位大幅下降。2015年硫铁矿硫仅占国内硫资源的30%,而硫铁矿制酸更是仅占硫酸总产量的22%左右。为了提高硫铁矿在硫资源中的地位,应该提高制酸技术,降低制酸成本,减少尾气排放,加快产业结构调整,提高硫铁矿产业集约化程度  相似文献   

滇东南都龙Sn-Zn多金属矿床交生硫化物微区主量元素、硫同位素特征及成因研究     

许赛华  任涛  白鑫  叶勤富  韩彬 《矿床地质》2022,41(4):741-750

都龙Sn-Zn多金属矿床位于滇东南老君山锡锌钨多金属成矿区南部,是中国3大锡石硫化物矿床之一。该矿床发育闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿密切共生结构,即硫化物交生结构。文章利用电子探针和LA-MC-ICP-MS对具有交生结构的闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿和毒砂进行了微区主量元素和硫同位素测试,以期明确其成因及硫的来源。主量元素测试结果显示,闪锌矿中的w(Zn)为52.23%~57.22%,w(S)为33.06%~36.10%,w(Fe)为9.92%~12.24%,w(Cu)为0.11%~0.30%;黄铜矿中的w(Cu)为33.95%~35.08%,w(S)为33.49%~35.27%,w(Fe)为30.74%~31.41%,w(Zn)为0.04%~1.50%;磁黄铁矿中的w(Fe)为49.30%~51.94%,w(S)为38.36%~39.69%,w(Zn)为9.35%~11.01%,w(Cu)为0.05%~0.15%。磁黄铁矿和黄铜矿包裹体边部和核部成分均一,且投影点全部落在固溶体出溶区域,说明都龙矿床交生闪锌矿-黄铜矿-磁黄铁矿是固溶体分离成因。原位S同位素分析结果显示,闪锌矿的δ³⁴S为0.9‰~3.2‰,磁黄铁矿的δ³⁴S为0.6‰~2.1‰,毒砂的δ³⁴S为2.9‰~4.2‰,黄铜矿的δ³⁴S为0.6‰~2.8‰,均显示为岩浆来源特征。主量元素温度计估算的闪锌矿-黄铜矿的形成温度介于285~394℃,指示该矿床主要硫化物形成于中高温阶段。  相似文献   

滇东北松梁铅锌矿床成矿物质来源：来自S、Pb、Zn同位素的证据     

伊丽娜  李波  王新富  韩润生  唐果  张羽洋 《矿床地质》2022,41(4):770-788

川滇黔铅锌多金属成矿域内,碳酸盐岩容矿的热液铅锌矿床多达400个。松梁铅锌矿床地处滇东北与川东南的交接处,位于川滇黔铅锌多金属成矿域的核心部位;铅锌矿体赋存于震旦系灯影组白云岩内,矿体产出明显受断裂控制;矿石矿物组成简单,主要由闪锌矿、方铅矿和黄铁矿组成。文章重点研究了松梁铅锌矿床硫化物的S、Pb、Zn同位素组成,进而探讨了其成矿物质来源及矿床成因。研究表明,松梁铅锌矿床的硫化物δ³⁴S_CDT值在+4.6‰~+13.7‰之间,平均值为+10.5‰,显示硫来源于赋矿围岩,为震旦系灯影组硫酸盐经TSR的产物;硫化物的Pb同位素比值为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.158~18.513、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.633~15.895、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.096~38.786,反映成矿物质为壳源铅,源自震旦系灯影组白云岩与结晶基底的混合;闪锌矿的δ⁶⁶Zn为-0.126‰~+0.082‰,揭示成矿物质可能源自震旦系灯影组碳酸盐岩和结晶基底的混合。松梁铅锌矿床为后生碳酸盐岩容矿型铅锌矿床。  相似文献   

俯冲带硫的地球化学行为及硫循环SCIEI北大核心CSCD     

李继磊  高俊  黄高风  马智佩  王信水 《岩石学报》2022,38(5):1345-1359

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着硫(S)在地球内部圈层及表层的循环,影响着大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的稳定性以及地球的宜居性。厘清S在俯冲带中的地球化学行为和循环特征对理解地球各储库的氧化还原状态、岩浆作用与演化、成矿物质聚集、以及地球大气成分等具有重要意义。本文首先总结了进入俯冲带之前的大洋岩石圈的S结构模型,对S在大洋板片中的分布状态和地球化学特征进行了系统归纳。随后,系统阐述了俯冲带高压-超高压变质岩记录的板片变质及脱水过程中硫的地球化学行为。岩石学研究表明俯冲板片中的S多以硫化物相存在,硫酸盐矿物在弧前深度就已被释放或分解。相较于熔体,俯冲带流体中S的溶解度更高,是运移硫的更有效方式。DEW模型计算结果显示,流体中S含量总体较低,但在俯冲板片~90km处其含量有一个峰值(浓度0.5%~1.0%)。岩相学证据、地球化学测试结果、磷灰石S近边吸收结构(S-XANES)特征以及模拟结果都显示俯冲深部流体中S多以HS^(-)及H_(2)S形式存在,不含大量的SO_(4)^(2-)及硫酸盐;中f_(S_(2))流体有利于S迁移出俯冲板片,从而促进俯冲带大规模S循环,而高f_(S_(2))流体在流-岩交换过程沿流体通道发生S的锁固作用而不利于俯冲带S循环。质量平衡计算显示全球俯冲带S输入通量为4.65×10^(13)g/yr,弧下深度板片S输出通量为2.91×10^(12)g/yr,板片-岛弧S循环效率仅6.3%。俯冲板片在弧下深度可能存在一个短暂高效的S释放窗口,释放流体的δ^(34)S值为-2.1±3.0‰。基于高压-超高压变质岩中硫化物的研究,初步厘清了俯冲板片中S的地球化学行为,首次从板片角度全面、定量地限定了俯冲带的脱硫通量、效率、种型和同位素特征,提出俯冲带循环的S不是岛弧岩浆的氧化剂,与岛弧环境的正δ^(34)S值也无直接因果联系,对解析俯冲带S循环和理解地球长期的S循环具有重要意义。最后,本文还展望了俯冲带S循环的未来发展方向,应在俯冲带流体氧化还原性质(硫酸盐的命运)、俯冲沉积物对S循环的制约、俯冲带环境下多硫同位素的分馏效应、S循环与其它挥发分(如C等)循环之间的耦合关系、地球历史上深部S循环等方向做出探索,更深入地理解俯冲带及全球S循环过程。  相似文献