硫同位素地球化学的自然百科

[拼音]：liutongweisu diqiu huaxue

[外文]：sulfur isotope geochemistry

研究天然物质中硫同位素的丰度、变异规律及其地质意义。自然界硫有4个稳定同位素32S、33S、34S和36S，它们的丰度分别为 95.02％、0.75％、4.21％和0.02％。硫同位素组成以δ34S表示,标准采用CDT（见稳定同位素地球化学）。天然物质中δ34S的分布如图所示。由图看出，沉积岩的δ34S变化范围最大，沉积岩中含硫化合物包括硫酸盐、硫化物、自然硫和有机硫，由于低温分馏和生物同位素效应，δ34S很分散，最轻的硫化物δ34S为-65‰,最重的硫酸盐δ34S为+95‰，变化范围达160‰。

硫可以呈多种价态（如S2-、S卆、S0、S4+和S6+等）出现于含硫化合物中。不同价态含硫原子团富集34S的能力不同，即由高价到低价δ34S依次降低，其顺序为

表明在同位素交换平衡条件下，34S倾向富集在具有较强硫键的化合物中。硫化物-H2S达到平衡时,硫化物中δ34S富集的顺序是辉钼矿＞黄铁矿＞闪锌矿（磁黄铁矿）＞黄铜矿＞铜蓝＞方铅矿＞辰砂＞辉铜矿（辉锑矿）＞辉银矿。在地表条件下，微生物的还原作用会产生明显的同位素分馏，是δ34S变化的重要因素之一。

硫同位素的地质应用包括下列几个方面：

（1）硫同位素地质温度计。可分为共生硫化物矿物对计温法（如黄铁矿-闪锌矿）、共生硫酸盐-硫化物计温法(如重晶石-闪锌矿)和 3种共生硫化物体系计温法（如方铅矿-闪锌矿-黄铁矿）。其温度灵敏度的顺序是：硫酸盐-硫化物＞黄铁矿－方铅矿＞闪锌矿-方铅矿＞黄铁矿-黄铜矿＞黄铁矿－闪锌矿。

（2）判断热液硫化物矿床成因及其硫源。

（3）判别有机矿产的形成机理，如煤中的有机硫是与淡水硫酸盐还是海水硫酸盐的还原作用有关；以及判断石油的源岩及其古环境等。