煤和沉积岩中各种形式硫的提取和同位素样品制备

煤或沉积岩的硫同位素研究不仅可以提供硫的来源,也可以提供沉积环境、成煤或成岩作用等方面的信息.很多煤和富含有机质的沉积岩(例如黑色页岩)硫含量较高,且以黄铁矿、单硫化物、硫酸盐和有机硫等多种形式硫出现.同一样品不同形式硫的同位素组成不同,可差30‰,所以分析每种硫(而不是总硫)的同位素组成实际上更有意义.一般通过化学方法来分离和提取岩石中各种硫.关键是寻找一种适宜的还原剂能够还原     

贵州道坨锰矿成矿时代及环境的Re-Os同位素证据

2010年发现的贵州道坨锰矿是一个超大型的海相沉积矿床,其含矿地层为南华系大塘坡组一段黑色页岩.对道坨锰矿大塘坡组一段含锰黑色页岩测定的Re-Os同位素等时线年龄为660.6±7.5 Ma,该年龄与前人测定的大塘坡组黑色页岩底部凝灰岩夹层中锆石U-Pb年龄在误差范围内一致,进一步限定了"大塘坡"式锰矿的成矿时代和Sturtian冰期的结束年龄,且可与全球Sturtian冰期结束的Re-Os同位素年龄进行对比.由Re-Os等时线年龄得到的~(187)Os/~(188)Os初始比值为0.781,结合前人的研究成果,说明在Sturtian冰期后伴随着大气氧含量的快速升高及陆地冰川的融化,冰川融水携带着陆源物质进入到含Mn~(2+)的裂谷盆地,使得盆地表层水体含氧量迅速增加,生物大量繁殖,Mn~(2+)被氧化为MnO_2而沉淀,之后在盆地底部还原环境中伴随着有机质的埋藏及成岩作用而最终形成菱锰矿.     

成冰纪南华盆地海水氧化还原性质的钨稳定同位素限定

成冰纪是大气和海洋氧化还原状态的关键转折期.重建成冰纪海洋氧化还原历史对解析早期动物演化、氧化还原敏感元素地球化学循环等诸多问题均具有重要意义.本研究针对具有重要全球对比意义和较好研究基础的南华盆地,尝试利用新近开发的钨稳定同位素体系,限定成冰纪间冰期陆架边缘海氧化还原环境.结果表明,南华盆地成冰纪间冰期黑色页岩层位的δ^186/184W值明显高于陆源碎屑,指示具有较高δ^186/184W值组分的加入.根据现代氧化海洋自生沉积钨稳定同位素组成,本研究认为,较高δ^186/184W值端元来自海洋自生沉积组分.由于硫化海水中钨主要以硫代钨酸根形式存在,而硫代钨酸根具有较高的溶解度,硫化底层海水形成的沉积物中难以保存自生钨沉积组分.因此,钨稳定同位素组成表明,南华盆地成冰纪间冰期底层海水至少存在间歇性非硫化状态.结合已发表的铁组分和其他海水环境地球化学指标,本研究认为,南华盆地与当今波罗的海类似,间歇性通风导致底层硫化海水局部氧化,从而形成自生钨沉积.本研究展示了钨稳定同位素限定古海水氧化还原状态的巨大潜力.     

皖南早寒武世荷塘组海绵动物群

皖南早寒武世荷塘组黑色页岩中完好地保存了数量众多和分异度较高的海绵化石, 它们代表了早寒武世一个独特的、以底栖固着和滤食性方式生活的动物群, 命名为“西递海绵动物群”. 该动物群生活于浪基面之下含氧的静水环境中. 浮游藻类的繁盛和快速沉积形成了荷塘组黑色岩系, 充足的食物供给、缺少底栖自由取食动物的竞争、早寒武世广泛分布的空白生境以及海水中氧含量垂向分层形成的选择压可能是导致海绵动物发生形态分异和个体大型化的原因.     

西藏南部中白垩世Cenomanian Tutonian缺氧事件研究

自1976年Schlanger和Jenkyns提出“大洋缺氧事件”(oceanic anoxic events)模式用于解释中白垩世全球性分布的富有机质的黑色页岩的成因以来,黑色页岩和大洋缺氧事件成为地学研究热点之一,并先后在许多地区得到广泛证实.但这次事件是否波及到特提斯喜马拉雅地区,迄今一无所知,而且,缺氧事件形成的沉积物被认为是世界上最好的烃源岩,随着青藏高原地区油气勘探工作的进一步深入,也有必要进行黑色页岩及其成因的研究,以了解特提斯喜马拉雅地区中新生代地层的生烃潜力.特提斯喜马拉雅地区中白垩世Cenomanian-Turonian期主要发育一套泥质岩类.岗巴地区泥岩类表现出两种牲征的岩     

煤与煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学判识

根据煤系有机机质碳同位素分布受控于沉积环境及其相应生物生产力变化这一理论假设，应用气相色谱／碳同位素比值质谱技术，对比研究了煤系沉积中煤和煤系页岩可溶有机质分子碳同位素分布特征，结果显示煤较煤系页岩更富集重碳同位素，据此提出了判识煤和煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学方法，并成功应用于吐鲁番盆地煤成油对比。     

安徽铜陵老鸦岭含钼碳质页岩的Re-Os定年

安徽铜陵老鸦岭矿床是一个典型的层状矿床, 钼矿体赋存在二叠系顶部大隆组的碳质页岩-灰岩中. 利用Re-Os同位素体系(ICP-MS方法)对该含钼岩层进行定年, 得到的等时线年龄为234.2 ± 7.3 Ma, 初始值为1.37 ± 0.39(MSWD = 1.5). 该等时线年龄比沉积年龄(二叠纪末)年轻, 其原因可能是: (1) 后期热液的轻微扰动; (2) ICP-MS测量方式可能存在较大的质量分馏. 但无论如何, 该年龄接近沉积年龄, 而远早于燕山晚期侵入岩侵位时代. 因此老鸦岭钼矿床是同沉积型矿床, 与燕山晚期岩浆活动无关. 由于二叠纪的黑色页岩在长江中下游地区具有一定的分布, 所以老鸦岭含钼黑色页岩的研究结果对认识长江中下游地区的成矿规律和开拓新的找矿方向有重要参考意义.     

斑岩铜矿硫同位素组成与成矿物质来源初探

本文依据斑岩铜矿中黄铁矿硫同位素组成研究,并与其它铜矿类型对比,初步探讨其成矿物质来源。根据硫同位素组成特征,划为三种类型:地幔原生岩浆岩源型,如基性和超基性岩铜镍矿床,与蛇绿岩套有关铜矿床等,其硫同位素比值特征与陨石值类似,表明未受到污染;地壳混合岩浆岩源型,如中基性、中酸性岩浆岩有关斑岩铜矿,以及与火山岩有关铜矿,硫同位素受到污     

超高硫煤的二次离子质谱:多疏离子的发现及其意义

采用高性能静态二次离子质谱研究了一种超高硫煤,结果观察到一类多硫离子(S_(1-12))这些离子经过精确质量分析和同位素模式分析,它们均属于元素硫亦称单质硫分子的合理质谱碎片.由此认为在被分析的这种煤中,尤其在它的有机显微组分中,存在着天然元素硫形态.研究结果还表明,在煤有机相中的硫元素并不一定唯有与煤有机分子结构化合.因而,有必要引入新的专业术语“有机相硫”取代目前使用的“有机硫”,以期科学严谨.     

白垩纪大洋缺氧事件与富氧事件

白垩纪期间出现过多次大洋缺氧事件与大洋富氧事件,其沉积记录分别对应于黑色页岩和大洋红层。文章在国内外学者前期工作的基础上,对国际上白垩纪大洋缺氧事件和大洋富氧事件的最新研究进展进行回顾与总结,主要包括黑色页岩和大洋红层的岩石特征与成因、大洋缺氧事件和大洋富氧事件形成机制及两者之间的关联,希望能够为理解和预测未来的全球气候环境变化提供借鉴和依据。     

白垩纪大洋缺氧事件与富氧事件

白垩纪期间出现过多次大洋缺氧事件与大洋富氧事件，其沉积记录分别对应于黑色页岩和大洋红层。文章在国内外学者前期工作的基础上，对国际上白垩纪大洋缺氧事件和大洋富氧事件的最新研究进展进行回顾与总结，主要包括黑色页岩和大洋红层的岩石特征与成因、大洋缺氧事件和大洋富氧事件形成机制及两者之间的关联，希望能够为理解和预测未来的全球气候环境变化提供借鉴和依据。     

超高硫煤的二次离子质谱:多疏离子的发现及其意义

采用高性能静态二次离子质谱研究了一种超高硫煤，结果观察到一类多硫离子（Ｓ１－１２），这些离子经过精确质量分析和同位素模式分析，它们均属于元素硫亦称单质硫分子的合理质谱碎片。由此认为在被分析的这种煤中，尤其在它的有机显微组分中，存在着天然元素硫形态。研究结果还表明，在煤有机相中的硫元素并不一定唯有与煤有机分子结构化合。因而，有必要引入新的专业术语“有机相硫”取代目前使用的“有机硫”，以期科学严谨。     

湖北兴山白果园黑色页岩型银钒矿床改造成矿作用的证据

白果园黑色岩型银钒矿床一般认为是沉积成岩成因的。根据黑色页岩中重晶石的地球化学特征,认为银的矿化有后期改造成矿作用参与。研究表明,黑色央岩中的重晶石可区分出早期成岩阶段形成的不规则状重晶石和晚期成岩阶段形成的六方板状重晶石（流体包裹体均一温度为１６６℃）。晚期板状重晶石发育规则的环带状黄铁矿交代边,ＰＩＸＥ分析表明黄铁矿交代边富含银等金属元素。黄铁矿交代边为后期改造作用产物。改造成矿作用是白果园矿     

闪锌矿-方铅矿硫同位素地质温度计的实验标定

硫同位素地质温度计在矿床成因研究中应用很广。闪锌矿和方铅矿在矿床中往往紧密共生,并较常达到和保持同位素平衡状态,是硫同位素测温时优先考虑的对象。自60年代以来,Grootenboer和Schwarcz用金属和自然硫合成硫化物法,Kajiwara和Krouse用硫化物干体系直接交换法,Czamanske和Rye用热液环境中硫化物直接交换法,先后对闪锌     

Re-Os同位素精确厘定长兴“金钉子”灰岩沉积年龄

Re-Os同位素作为一种强有力的技术工具,在黑色页岩沉积时代的精确定年中得到了广泛应用,但是将Re-Os应用于灰岩沉积时代厘定的研究并不多见.本文采用Re-Os同位素分析技术,对我国浙江长兴二叠-三叠纪界线"金钉子"剖面中灰岩样品进行分析,获得了1~6层Re-Os等时线年龄为257.3±4.0 Ma,与7层锆石U-Pb年龄误差范围内相互一致、18~22层Re-Os等时线年龄为253.3±6.0 Ma,与17层锆石U-Pb年龄相互印证、23~24层Re-Os等时线年龄为251.8±4.7 Ma,与25层锆石U-Pb年龄相互吻合.结果表明Re-Os同位素能够实现对灰岩地层沉积时代进行直接厘定,有利于生物地层学与同位素地质年代学的直接比对研究.根据前人对长兴"金钉子"地层沉积环境的研究,本文还对适合进行Re-Os同位素定年的灰岩样品规律性进行了讨论,结果显示还原环境沉积的灰岩更适合进行Re-Os同位素定年,氧化环境沉积的灰岩,不利于其中Re-Os同位素体系封闭,无法得到准确的Re-Os同位素等时线年龄.     

湖北渔塘坝硒矿床中最大硒同位素分馏的发现及其指示意义

对渔塘坝硒矿床中高硒的碳质硅质岩和碳质页岩样品进行了硒同位素测定. 测定结果显示, 其δ^82/76Se_NIST范围从-12.77‰ ~ 4.93‰, 总变化为17.7‰. 这是迄今所发现的自然界中最大的同位素分馏, 同时样品Ytb-5(高硒碳质页岩)的d 82/76SeNIST为-12.77‰, 也是目前所发现的自然界中最富硒轻同位素的样品. 根据硒同位素的分布特征, 结合其他地质证据和地球化学指标, 认为“氧化-还原模式”是对矿床中自然硒大量出现的合理解释. 同时, 硒同位素在自然界中较大的分馏效应也证明其作为一种新的地球化学示踪剂有其独特的应用潜力.     

贵定超高有机硫煤硫的聚集模式

无论在化学上还是在地质学上,超高有机硫煤已很为人们关注.但现有的硫演化模式皆趋简单,远难以阐明煤中含量高达百分之十以上有机硫的聚集作用.其实超高有机硫煤的形成除了需特定的地质、物理化学、生物等条外,隐含于沉积泥炭中的是更复杂的硫元素变化.了解这种变化是认识超高有机硫煤成因的关键.稳定硫同位素作为一种有效的示踪手段.已     

钻石"诉说"早期地球历史

梅里兰德大学科学家发现,钻石是极好的时间机器,它们能“诉说”大约30亿年前地壳、大气和地幔之间的硫循环是怎样发生的。这一发现再次证实,地球上最古老的岩石样品保存有“同位素痕迹”——像硫和氧这类元素的同位素。这些同位素痕迹能“诉说”许多有关地球早期历史原先不清楚的信息,如在硫物质代谢作用中利用的大气进化和原始生命形式诞生等。     

硫化矿物同时从还原型硫热液中晶出时的硫同位素分馏规律

本文总结硫化矿物同时从还原型硫热液中晶出时的硫同位素分馏规律。对硫而言,本文把这种只含还原型硫的热液分为开放性的和封闭性的两种。所谓开放性热液,系指因硫含量高或可源源不断地得到补充,而致使总硫同位素组成不因晶出硫化矿物而发生变化的热液;所谓封闭性热液系指所含硫在晶出过程中全部以一定比例分配给硫化矿物的热液。     

南黄海H-106岩柱中自生黄铁矿的硫同位素研究

黄铁矿是现代海洋沉积物中分布较广、含量较高的自生矿物之一,是自然界硫循环过程中的中间产物。它与海洋沉积环境中特定条件下的硫行为有密切关系。因此,黄铁矿硫同位素研究对于了解黄铁矿的形成环境、成因及其有关的早期成岩作用和成矿作用都具有重要意义。但是,由于现代海洋沉积物中的自生黄铁矿结构疏松、单矿物提纯比较困难和方法及工作条件等方面的原因,目前这方面的报道尚少。