南京地区大气PM2.5潜在污染源硫碳同位素组成特征

基于南京地区大气PM_(2.5)潜在污染源,采用EA-IRMS技术分别测定了样品中硫碳同位素组成,并分析不同污染源之间的关联性.结果表明,南京地区煤炭烟灰δ~(34)S值范围为1.8‰~3.7‰,δ~(13)C值范围为-25.50‰~-23.57‰;机动车尾气δ~(34)S值范围为4.6‰~9.7‰,δ~(13)C值范围为-26.32‰~-23.57‰;生物质烟灰δ~(34)S值范围为5.2‰~9.9‰,δ~(13)C值范围为-19.30‰~-30.42‰;扬尘δ~(13)C值为-13.45‰.南京地区煤炭烟灰颗粒物的硫同位素较轻,扬尘的碳同位素较重.对比国内外不同污染源δ~(34)S与δ~(13)C值,南京地区大气PM_(2.5)中的潜在污染源的δ~(34)S与δ~(13)C具有明显的区域性.因此,潜在污染源的δ~(34)S、δ~(13)C值可为南京地区大气PM_(2.5)的源解析提供同位素组成源谱支持.     

太古代含硫酸盐温暖海洋中的细菌活动

在现代海洋沉积物中,海水硫酸盐的细菌还原作用是形成成岩硫化物的原因,这种硫化物相对于原始硫酸盐而言一般强烈亏损~(34)S,而且其δ~(34)S值变化极大。相反,太古代沉积硫化物的δ~(34)S值一般变化不大,而在相同的沉积单元中硫酸盐的δ~(34)S值几乎不变。这一发现使得以前的研究者认为,或者硫酸盐还原细菌必须在太古代(特别是在2.75Ga前)发育,或者太古代海洋中的硫酸盐含量太少(<<1 mM,而在现代海洋中为28 mM),这意味着太古代大气层内所含的游离氧大大低于现代大气层中的。然而,如果硫酸盐还原细菌在温度为30—50℃,含有大量(>1mM)的硫酸盐、δ~(34)S值约为+3‰的海洋中就已经活跃,那么2.6—3.5Ga前的太古代沉积物的硫同位素资料就可以得到更满意的解释。     

有关推导热液体系全硫同位素组成的几个问题

<正> 一硫同位素方法广泛应用于金属硫化物矿床研究,如探讨成矿物质的来源,指示成矿作用的物理化学条件,划分矿床类型和指导找矿。其中热液流体的全硫同位素组成(δ~(34)S_(∑ ))是重要参数之一。但过去发表的大部分研究成果主要采用简单的统计类比法,即假定硫化矿物的硫同位素组成δ~(34)S代表成矿热液的硫同位素组成δ~(34)S_(∑ ),并据各地质体δ~(34)S的统计分布,凡硫化矿物δ~(34)S变化小,且近零值的一类矿床均归之于岩浆热液成因;δ~(34)S变化大,且偏离零值的,     

喀斯特坡地土壤硫同位素变化指示的土壤硫循环

用土壤硫形态连续提取方法分离测定了喀斯特坡地土壤总硫、有机硫、SO24-和FeS2的硫同位素组成及其含量.总体来看,土壤剖面表层各形态硫δ34S值FeS2最低,介于-6.86‰~-4.22‰,其次为SO24-(-2.64‰~-1.34‰),第三为总硫(-3.25‰~-1.03‰),最高为有机硫(-1.63‰~0.50‰),随土壤剖面加深各形态硫δ34S值均有增大的趋势.SO24-和FeS2的δ34S值深度分布具有共变性,这与SO24-异化还原有关;而总硫和有机硫的δ34S值随剖面加深而平行增大,则与有机硫循环有关.硫同位素组成可鉴别土壤硫源,同时SO24-异化还原和有机硫矿化有明显的硫同位素分馏,而硫化物氧化及SO24-同化基本不产生同位素分馏,则土壤各形态硫的硫同位素组成的垂直变化可以很好地记录与深度相关的硫循环过程.并且,通过对比各形态硫含量及其硫同位素组成的深度分布特征,也可以很好地判别土壤内部的SO24-和有机硫组分的迁移过程.     

湖南康家湾铅锌矿床成因探讨

<正> 硫化矿物的δ~(34)S值变化于-6.27—+3.52‰之间,算术平均值为0.34‰,分布范围狭窄,呈明显的塔式分布。硫同位素组成与一般岩浆热液矿床较接近,但是个别样品显示出富轻硫的特点(一个样品为-6.17‰,另一个样品为-4.93‰)。     

西伯利亚金伯利岩岩管的碳酸盐中碳和氧同位素组成

<正> 金伯利岩中的碳酸盐物质可分三种:盖层碳酸盐俘体、可能属于深源的碳酸盐胶结物以及岩浆成因的深成碳酸盐碎屑(这种因无样品未测)。盖层碳酸盐俘体常受改造,形成同心的带状结构,外带为浅色。分带俘体中,δ~(13)C从-0.3到-20.4‰,δ~(1 )O从+15.3到+27.9‰。无分带俘体的δ~(13)C从-2.7到-9.5‰,δ~(1 )O从+15.6到+19.9‰。大多数分带俘体外带贫~(13)C,而氧同位素变化不定,周围的金伯利岩物质,其同位素含量范围也很宽:δ~(1 )C从-2.1到-16.9‰,δ~ O从+14.0到+25.4‰。与正常沉积的海洋碳酸盐(δ~(1 )C近于0,δ~(1 )O从+25到30％)相比,俘体的轻同位素~(12)C和~(16)O的含量较     

硫氧同位素示踪南京北郊大气PM2.5中硫酸盐来源

采用EA-IRMS联用技术对2014年1月南京北郊大气细粒子(PM2.5)中硫酸盐的硫和氧同位素组成进行了分析,结合大气颗粒物化学组成,追溯南京北郊大气PM2.5中硫酸盐的来源,并评估了各污染源的贡献率.结果表明,2014年1月南京北郊硫酸盐气溶胶的硫同位素组成(δ34S)范围为2.7‰~6.4‰,平均值为5.0‰±0.9‰(n=16);氧同位素组成(δ18O)值范围为10.6‰~16.1‰,平均值为12.5‰±1.37‰(n=16).通过气溶胶与可能污染源的δ34S值对比和后向轨迹分析,得出结论:研究区域大气中硫同位素组成主要受当地燃煤中硫的影响,其次是远距离传输硫.此外,有低δ34S值硫源存在,但贡献比较小,可能来自生物成因硫.绝对主因子分析结果显示:人为成因硫和远距离传输硫贡献率分别为46.74%和31.54%.     

衡阳大气硫同位素组成环境意义的研究

1996-1997年度衡阳大气硫同位素监测结果是:大气降水δ(34S)均值为6.12‰,大气二氧化硫δ(34S)均值为-3.48‰,大气气溶胶δ(34S)均值为10.73‰.数值体系较好地符合硫同位素分馏规律,研究认为,该地大气环境受西南气流影响甚微,北方南下气流进一步推断为作用该地大气硫的主因;生物硫源对降水硫影响不容忽视;衡阳与珠江三角洲及粤北城市硫同位素监测结果均不支持降水硫同位素区域分异学说.      

赫姆洛矿床具特征同位素组成的黄铁矿:在太古代地体中识别这类金矿化的一种潜在的工具

太古代各种岩石类型和矿化的大多数硫化物显示,其硫同位素值(δ~(34)S)接近0％。这是由于通常缺乏适合于为同位素分馏所必需的氧化-还原反应的环境造成的。然而,太古代金矿化的一些重要的矿产地确实显示有明显的δ~(34)S变化。具异常同位素组成的这种矿产地之一是赫姆洛金矿床。矿石中黄铁矿的δ~(34)S值一般<-6‰至最小值-17.5‰。该黄铁矿的同位素组成与Au的含量有关,这说明它们在成因上是有关的。 硫同位素数据表明,赫姆洛热液体系中的硫的化合物经历了氧化还原反应;硫酸盐在Au矿化之前就已存在了。该硫酸盐可能是外生成因的:来源于隔离盆地,也可能是内生成因的:来源于岩浆热液流体。赫姆洛矿床的其他特征,诸如富集Sb、Tl和Hg,也可解释如下:矿石在中等氧化条件下沉淀。 特征的δ~(34)S值也在下述地点的黄铁矿中观测到:赫姆洛西面30km的赫伦贝Au矿化;赫姆洛以西约21至27km及近似走向方向的重晶石层。这些矿产地也是含硫酸盐热液体系,就这一点而论,这些矿产地给出的有关赫姆洛金矿化异常环境的信息是不明确的。既然硫同位素对氧化环境敏感,那么硫同位素可以用来识别这类金矿化特征的水热活动,也可用来勘探太古代地体中有硫酸盐堆积的其他异常区。     

云南维西大宝山铜矿~(40)Ar/~(39)Ar年代学及成矿物质来源

云南大宝山铜矿是雪龙山成矿带规模较大的浅成中低温热液型铜矿床。文章通过对该矿区黄铜矿+石英+方解石+菱铁矿矿脉中白云母进行~(40)Ar/~(39)Ar定年,获得白云母~(40)Ar/~(39)Ar法年龄为26±2.5 Ma,代表大宝山铜矿的年龄;H、O同位素分析结果表明成矿流体是以大气降水为主并含有部分岩浆水的建造水;S同位素分析结果表明,主要金属矿物的δ34S值为-5.4‰~+1.3‰,表明成矿物质主要来源于深部岩浆;C同位素分析结果表明成矿流体主要来源于岩浆—地幔,并受大气降水影响。根据围岩蚀变及围岩中Cu丰度等特征,推断大宝山铜矿成矿物质主要来源于深部岩浆,成矿流体为岩浆水与大气降水的混合物。     

罗加兰杂岩体(挪威西南部)的斜长岩及其有关岩石的~(18)O/~(16)O比值

<正> 南罗加兰杂岩内体由侵位于变粒岩相变质岩的几个斜长岩侵入体组成。斜长岩及其有关的苏长岩、纹二苏长岩(jotunites)的δ~(18)O值为5.2—7‰,说明这些岩石为地幔成因,这与锶同位素证据一致。与斜长岩伴生的酸性岩(大部分是紫苏花岗岩),具有类似的δ~(18)O值,因而推测这两类岩石为同岩浆关系。它们与     

法国中央地块麻粒岩相包体的铅、氧同位素分类:与地壳作用的内在联系

给出了法国中央地块第三纪碱性火山岩中一麻粒岩相包体序列的Pb、O同位素数据。该序列包括超镁铁质堆积岩、镁铁质堆积岩、变辉长岩(可当作基性流体)、长英质变火成岩(紫苏花岗岩)和变沉积岩。镁铁质包体、长英质变火成岩和变沉积岩的δ~(18)O值范围分别为+6.9‰～+9.8‰、+9.3‰～10.2‰和+6.1‰～11.8‰。相比之下,该区地幔橄榄岩的δ~(18)O值为+5.1‰至+6.9‰,而区内海西花岗岩类的δ~(18)O值则为+8.6‰～12.1‰。麻粒岩相包体的~(206)Pb/~(204)Pb比值在17.77和19.19之间,~(207)Pb/~(204)Pb比值为15.51～15.69,~(208)Pb/~(204)Pb比值为38.07～40.07。通常,变沉积的麻粒岩中放射成因Pb的含量较高,而镁铁质变火成岩中放射成因Pb的含量较少。因此,这些同位素的特征可解释为镁铁质岩浆与其侵位的变沉积岩地壳相互作用的结果。热量的释放也引起了下地壳易熔部分的熔融和海西造山运动晚期花岗岩类的形成。但是,在花岗岩类的源区还需要有一个能提供少量放射成因Pb的额外组分;这个组分可能是长英质变火成岩包体或中/上地壳片麻岩。     

南昌市雨水和湖水硫同位素特征的研究

为探讨南昌市酸雨的硫源,研究了2006年南昌市区雨水、湖水的pH值、硫酸根离子浓度和硫同位素组成,并对市区用煤的δ34S值进行了测定。结果表明,雨水硫同位素组成的变化范围在-3.5‰~5.5‰之间,且具有夏季轻,冬、春季重的特点。湖泊水、赣江水的δ34S值变化范围在4.3‰~10.3‰之间。2006年南昌市酸雨污染较严重,冬春季时雨水的酸度较大。雨水中硫的来源是由生物成因硫、人为成因硫和海源硫综合贡献的,夏季生物硫贡献比重大,冬春季人为硫是主要贡献者,海源硫贡献可能很小。     

荔波板寨小流域水体硫同位素特征及其对流域风化的指示意义

在生态脆弱的喀斯特地区,硫酸的参与加快了碳酸盐岩的风化速率,改变了区域碳循环过程。选择位于西南喀斯特森林地区的板寨小流域为研究区域,结合地表、地下水化学及其SO_4~(2-)的δ~(34)S同位素特征,分析了水体主要溶解物的来源,验证硫酸参与区域碳酸盐的风化过程。研究结果显示:所有水样均表现出明显的岩溶水化学特征,其主要阴离子为HCO_3~-,占总阴离子的57.4%~93.8%,流域内小学附近采样点的泉水中含有较多的SO_4~(2-);流域水体主要阳离子为Ca~(2+)、Mg~(2+),二者分别占总阳离子当量的61.4%~90.8%和7.64%~37.6%,其中板寨河水中含有较多的Mg2+,平均可占总阳离子当量的33.0,表明板寨河水可能受石灰岩和白云岩风化的共同作用。小学样点的SO_4~(2-)含量远高于其余各个样点。而δ~(34)S同位素结果显示小学和黎明关两个样点地下水SO_4~(2-)的平均δ~(34)S同位素值分别为-11.1‰和-9.12‰,接近贵州煤的δ~(34)S同位素统计值,表明其可能受到地下煤层中硫化物氧化的影响。瑶寨地下水和板寨河水的δ~(34)S同位素与西南喀斯特地区大气降水SO_4~(2-)的δ~(34)S同位素值相近,可能主要来源于大气降水。     

基于硫氧同位素研究南京北郊夏季大气中硫酸盐来源及氧化途径

采用EA-IRMS联用技术对2014年夏季南京北郊大气PM_(2.5)中硫酸盐的硫和氧同位素组成进行了分析,计算了SO_2氧化为硫酸盐的异相和均相氧化过程的贡献率以及一次、二次硫酸盐的比例.结果表明,2014年夏季南京北郊大气中硫酸盐气溶胶的硫同位素组成(δ~(34)S)范围为1.7‰~4.8‰,平均值为3.2‰±1.0‰(n=15);氧同位素组成(δ~(18)O)值范围为7.5‰~12.9‰,平均值为9.3‰±1.7‰(n=15).通过比较气溶胶硫酸盐及可能污染源的δ~(34)S,该研究区域夏季大气中的硫源主要来自当地燃煤与尾气排放.大气气溶胶中的硫酸盐主要为二次硫酸盐,且SO_2的氧化途径以均相氧化为主,比例为59.3%.夏季大气中SO_2的异相氧化以过量O_2下的Fe~(3+)催化氧化为主,均相氧化的主要机制包括O_3氧化反应及NO_2氧化反应.     

元古宙海水的稳定同位素组成发生过大的变化了吗?

古元古代罗克内斯特组(1.93～1.89Ga)的海相碳酸盐相对于较年轻且形成于类似沉积环境的新元古代海相碳酸盐大量亏损δ~(18)O(约8‰)。广海海相组分的同位素数据叠加了两种同位素趋势。第一种趋势包括早期潮坪沉积物的稳定化作用,以及富δ~(18)O蒸发孔隙流体可能发生的回流型白云岩化作用。对于在同位素成分上δ~(18)O值较低的第二种趋势,它是广海海相与大气降水(混合带)接触或在埋藏的较高温度条件下白云岩化作用期间形成的,由此导致了块状孔隙吸留胶结物的沉淀。 最富集同位素的鲕粒均为保存最好的标准海相组分,因而可能表明海水的δ~(18)O值在1.9Ga时约为-9.75‰±1.0‰(SMOW)。为了解释所推论的海水δ~(18)O值在1.9～1.0Ga期间存在8‰的正向漂移,海水的这一组成要求在高温下海水与玄武岩之间存在氧同位素交换平衡以及低温风化作用有过较大的变化。很可能亏损的δ~(18)O值表明在1.9Ga时表层海水具有大约30～35°C的较高温度。其重碳同位素δ~(13)C值为+1.75‰,比先前根据全岩数据所报道的新元古代海水更富集δ~(13)C。     

南朝鲜全义金银矿山的地球化学研究

全义金银矿山的银金矿-方铅矿-闪锌矿矿化沉淀在三期石英和方解石脉中,沉淀温度为180°—350℃,流体为中等盐度(4—14当量％NaCl)。沸腾的迹象表明压力小于150bar,相当于700m深的静岩压或1800m深的静水压。Au-Ag的沉淀很可能是沸腾及温度下降的结果。硫化物的硫同位素组成表明硫为火成来源(其δ~(34)S值接近4‰)。成矿流体中氢、氧同位素的测定值和计算值说明,流体中含有大量的大气降水。把全义Au-Ag矿床与类似的白垩纪浅的Au-Ag矿床和侏罗纪较深的Au矿床系统相比较,可以发现,朝鲜Au-Ag脉型床矿的深度和水/岩比呈负相关关系。这说明,那些与花岗岩有关的含金热液系统在岩浆期后演化过程中有明显的差异,可能表现出Au和Ag从冷却的火成侵入体中分离的方式。     

日本三波川带别子型矿床矿石的矿物及地球化学特征

三波川带别子型矿床常见矿石的主要组分硫化物为黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿。磁黄铁矿和斑铜矿在臬些矿床中大量产出,而其它硫化物和硫盐则极为少见。在一般块状矿石中很少见到的矿物如方铅矿、黝铜矿等,常常在主要层状矿体内和附近呈分支状、舌状和脉状产出,富铜矿石中发现有微量存在。这些矿物可能是矿床变质变形过程中及常见组分硫化物重结晶过程中形成的。 别子型矿石的显著地球化学特征是其高Co、低Pb和低Ba含量。虽然可用的硫化物硫同位素数据大多数仅来自别子矿床,但别子型矿床的硫同位素比值的变化范围很小,即δ~(34)S为+0.4‰～+3.2‰,平均值+2.1‰;在所检测的6个矿床中,黄铁矿的Se/S比值的变化范围也窄,紧挨在其平均值1.32×10~(-4)处浮动。 别子型矿石的这些矿物及地化特征可能归固于有关基性火山岩的化学性质。现代海底富铜硫化物矿床,其化学性质与别子型矿床极为相似。虽然这两种矿床彼此间在矿物学特征上有点差异,丘垄内部的海底蚀变和热液交代作用可能会把海底硫化物矿床的原生矿物组合改变为别子型矿床的矿石矿物组合。     

南京北郊地区昼夜大气PM2.5中硫同位素的组成及来源

为研究南京地区昼夜大气PM_2.5中的硫同位素组成情况,采用Delta V Advantage同位素质谱仪技术对2016年3-4月南京北郊地区大气PM_2.5中昼夜δ34S（硫同位素值）进行分析,结合大气颗粒物化学组成,追溯昼夜大气PM_2.5及SO₄2-的来源.结果表明:南京北郊地区PM_2.5和SO₄2-的整体变化趋势一致,具有同源性.南京北郊地区白天大气PM_2.5的δ34S范围为4.23‰~7.16‰,平均值为5.45‰±0.91‰;晚上δ34S的范围为4.20‰~6.73‰,平均值为5.22‰±0.83‰.相较于晚上,白天δ34S略高主要与NO_x对SO₂的异相氧化反应和机动车尾气的排放有关.重霾天δ34S范围为4.20‰~7.16‰,平均值为5.39‰±0.87‰;清洁天δ34S范围为3.14‰~5.14‰,平均值为4.03‰±0.57‰.重霾天的硫源与燃煤、机动车尾气排放及NO_x对SO₂的异相氧化反应有关;而清洁天主要受到机动车尾气排放及SO₂与O₃均相氧化反应的影响.研究显示,南京北郊地区ρ（PM_2.5）昼大于夜,而ρ（SO₄2-）夜大于昼,重霾天大气PM_2.5的δ34S高于清洁天,这主要与NO_x、SO₂、O₃的相互转化有关.      

东太平洋隆起13°N热液喷口的同位素组成和气体浓度

对东太平洋隆起13°N热液的气体浓度和同位素组成进行了测定。在大多数贫Mg样品(≌5×10~(3-)mol/kg)中,气体浓度为:(3—4.5)×10~5 cm~3 STP/kg的He,0.62—1.24cm~3 STP/kg的CH_4,(10.8—16.71)×10~(-3) mol/kg的CO_2。样品含有大量由与钛取样瓶反应所产生的H_2(95—126cm~3/kg)和某些CO(0.26—0.36cm~3/kg)。CH_4和CO_2的δ~(13)C(分别为-16.6—-19.5,-4.1—-5.5)表明温度为475—550℃,而δ~(13)C_(co)与在接近取样温度的350℃下CO_2对Ti的还原所形成的一致。~3He/~4He在(7.5±0.1)R_A是非常均一的(~3He/~4He=1.0×10~(-5)),非常类似于已发表的资料以及(14—2.1)x10~6之间的CH_4/~3He比值。水的~(18)O和D显示出富集,分别为0.39—0.69‰,0.62—1.49‰。这些值相当于水/岩比为0.4—7。明显的~(18)O富集表明大洋同位素组成并没有完全被热水循环所缓冲。根据热水通量和地幔~3He通量对~3He-热函关系进行了讨论。