地球化學(xué)穩(wěn)定同位素硫修改

1、穩(wěn)定同位素硫?qū)W 生：何樹興 學(xué) 號(hào)：2013021243摘 要：穩(wěn)定同位素（Stable Isotope），是指化學(xué)元素中，不發(fā)生放射性衰變或不易發(fā)生放射性衰變的具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)的元素。穩(wěn)定同位素硫，質(zhì)子數(shù)為16個(gè)，其介于氧和曬之間，廣泛分布于地球的各個(gè)部分。硫共有四種穩(wěn)定同位素，其組成大致為：32 S（95.02%），33 S（0.75%），34 S（4.21%），36 S（0.02%），豐度最高的是32S，其次是34S。通過對(duì)其分餾作用和分布特征等地球化學(xué)上的系統(tǒng)研究，使其在金屬礦床、油氣資源研究中具有重要價(jià)值；同時(shí)期在涉及古海水硫酸鹽濃度、古溫計(jì)、古環(huán)境和地層對(duì)比等的研究中也具

2、有非常重要的意義。關(guān)鍵詞：穩(wěn)定同位素硫，地球化學(xué)，資源研究，古環(huán)境，地層對(duì)比一、硫同位素概述 硫的原子序數(shù)Z為16，位于周期表第VI主族，介于氧和曬之間。根據(jù)黎彤(1976)計(jì)算，地球中硫占3.79%，集中分布于地幔，地殼中硫的克拉克值僅為0.04%。但是，硫幾乎遍布各種自然環(huán)境，硫廣泛分布于巖石圈、生物圈、水圈和氣圈中。硫在一些礦產(chǎn)類型中以主要組分出現(xiàn)， 是很重要的非金屬成礦元素；在蒸發(fā)鹽中則以硫酸鹽形式存在;在火成巖、變質(zhì)巖、有機(jī)質(zhì)和海洋沉積物中，為微量元素，以硫化物和硫酸鹽形式存在。并且，硫可以呈S2-、S22-、S0、S4+、S6+等價(jià)態(tài)，不同價(jià)態(tài)含硫原子團(tuán)富集34S的能力不同，使硫在

3、地質(zhì)過程中出現(xiàn)較大的同位素分餾。硫化物和硫酸鹽之間的氧化還原作用， 地表?xiàng)l件下微生物的還原作用，以及硫酸鹽和硫化物的溶解度的極大差異，是造成硫的輕、重同位素分餾的重要原因。硫有四種穩(wěn)定同位素，分別是：32S，33S，34S，36S，其大致豐度分別為95.02，0.75，4.21 ，0.02。33S、36S含量太少，其豐度變化難于測(cè)定，所以在同位素地質(zhì)工作中以34S與32S的比值，即R= 34S/32S 代表硫的同位素組成。地質(zhì)體中34S/32S的比值不同，反映硫的來源不同。1962年，在硫的生物地球化學(xué)國際討論會(huì)上，確定以美國亞利桑那州凱尼昂迪布洛（Canyon Diablo）峽谷中的鐵隕石（

4、CDT）中硫同位素組成作為標(biāo)準(zhǔn)，34S/32S=22.22。但是，由于目前國際硫同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)CDT已經(jīng)耗盡，國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)組織了系列硫同位素參考物質(zhì)的研制與國際對(duì)比測(cè)量，以建立新的V-CDT標(biāo)度。國際原子能機(jī)構(gòu)正在組織制備新標(biāo)準(zhǔn)，是人工制備的硫化銀。目前，研究工作中，常用的硫同位素國際參考標(biāo)準(zhǔn)有： NBS-122（閃鋅礦） ，其34S0.3 NBS-123（閃鋅礦） ，其34S17.1 NBS-127（重晶石） ，其34S20.3我國的國家參考標(biāo)準(zhǔn)均為硫化銀： GBW04414，其34S0.07 GBW04415，其34S22.1534S()是樣品相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品偏差程度的千分率，

5、為34S和32S的同位素比值的另一種更方便的表現(xiàn)形式。它代表樣品同位素組成與標(biāo)準(zhǔn)之間的差異。同位素比值和34S()之間的關(guān)系為： 二、樣品的處理 1、固體樣品固體樣品在進(jìn)行同位素質(zhì)譜分析之前，必須進(jìn)行干燥、粉碎、稱量等處理步驟。 1.1干燥樣品可以放在透氣性好，而且耐一定高溫的容器或取樣袋中，然后在60-70的干燥箱進(jìn)行干燥24-48小時(shí)。（烘干的樣品要及時(shí)研磨或者保持干燥，否則有返潮現(xiàn)象，給研磨造成困難，而且影響同位素?cái)?shù)據(jù)。） 1.2酸處理為了更好的反應(yīng)，先將土壤等樣品適當(dāng)粉碎，放在小燒杯中，倒入適量濃度的鹽酸（濃度一般有0.5mol/L），這時(shí)會(huì)有小泡冒出，這是鹽酸與樣品中的無機(jī)碳反應(yīng)產(chǎn)生

6、的CO2,用玻璃棒攪拌使反應(yīng)更完全，可以間隔1小時(shí)攪拌一次使之充分反應(yīng)。反應(yīng)至少6小時(shí)，除去土壤中的無機(jī)碳，沉淀，倒掉上層清夜；再用去離子水?dāng)嚢柘礈?，沉淀，傾倒上層清夜，重復(fù)3-4次，充分洗凈過量鹽酸；然后烘干土壤樣品（條件同上）。 1.3粉碎經(jīng)過烘干的樣品需要粉碎才能進(jìn)行分析，為了保證樣品的均勻，粉碎程度至少要過60目的篩子。粉碎可以用研缽、球磨機(jī)或混合磨碎機(jī)來等來處理。 1.4樣品整理磨好的樣品放在合適的包裝里，如小瓶子、小信封或自封袋里，最好密封保存。以數(shù)字和英文字母做標(biāo)記區(qū)別樣品。 1.5稱量經(jīng)過干燥和粉碎處理的樣品在分析之前還得放在錫箔帽中稱量。用微量分析天平（同位素實(shí)驗(yàn)室專用），樣

7、品量可以精確到0.001mg。稱樣前，先將所需工具及樣品排放好，所需工具包括樣品墊、樣品盤、鑷子、勺子。先調(diào)天平平衡，看水泡是否在圓圈內(nèi)，在圓圈內(nèi)則表示天平平衡。在稱量過程中盡量不要碰桌子，減少對(duì)天平的影響。稱量時(shí)，先將錫帽放進(jìn)天平內(nèi)，等天平顯示的數(shù)字穩(wěn)定時(shí)調(diào)零，然后將錫帽取出放在樣品墊上，放適量樣品至錫帽中，樣品的量根據(jù)測(cè)定的同位素以及樣品中的含量而定。稱量最終質(zhì)量并作記錄。然后將錫帽團(tuán)用鑷子或拇指和食指輕輕用力團(tuán)成小球。已經(jīng)稱量并用錫箔包好的樣品放在專門的樣品盤里，并附帶一份質(zhì)量表格，保存。需注意的是，任何時(shí)候不能由裸露的雙手觸摸樣品或錫帽。若用手操作，須帶上無塵橡膠手套。并確保包好的樣品

8、沒有泄漏。樣品盤中樣品的標(biāo)記對(duì)應(yīng)記錄本上的標(biāo)記。 2、水樣品植物或土壤中的水分同位素測(cè)定，預(yù)先用水分真空抽提系統(tǒng)抽提出植物或土壤中的水分。穩(wěn)定同位素硫的處理幾乎不會(huì)用到此法，故具體方法在此就不贅述。 三、硫同位素的常規(guī)制備硫化物：1、直接燃燒法，加入氧化劑（CuO、Cu2O或V2O5）在1000 ºC左右直接氧化硫化物（黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等）為SO2。2、氟化法，利用BrF5 把Ag2S轉(zhuǎn)變?yōu)镾F6 ，特別用于測(cè)定33S和36S。硫酸鹽巖：1、直接高溫分解法，加入Cu2O或V2O5 與SiO2在1100 ºC分解硫酸鹽，經(jīng)Cu爐轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2。2、三酸還原法，用混合酸（H

9、I+HCl+H3PO2）將硫酸鹽還原為H2S，轉(zhuǎn)化為Ag2S。3、Kiba試劑還原法，用Kiba試劑（SnCl2 +H3PO4）還原，獲得H2S，轉(zhuǎn)化為Ag2S。提取出巖石全部硫。EA-MS法：用元素分析儀連機(jī)質(zhì)譜儀，可以分析硫酸鹽、硫化物。 四、硫同位素分餾在不同的氧化還原條件下，硫的價(jià)態(tài)可有2、1和0變化到4和6。由于硫以不同的價(jià)態(tài)和形式存在于自然界，導(dǎo)致硫在地質(zhì)過程中出現(xiàn)同位素分餾。自然界中硫同位素的分餾十分大，34S值的總變化范圍可達(dá)180；雖然，34S和32S的相對(duì)質(zhì)量差比H、O和碳同位素的相對(duì)質(zhì)量差小，因此，硫是自然界同位素分餾最有效的元素之一。硫同位素的分餾過程主要有：各種硫化合

10、物（硫酸鹽、硫化物）之間的同位素交換反應(yīng)，是一種平衡的同位素分餾；硫化合物發(fā)生價(jià)態(tài)改變的單向化學(xué)反應(yīng)，是一種不可逆的氧化還原反應(yīng)，具有動(dòng)力分餾的性質(zhì)，它既可是無機(jī)環(huán)境改變引起，也可是生物細(xì)菌的有機(jī)作用，而且生物細(xì)菌的作用往往能引起大的動(dòng)力分餾。因此，自然界中造成硫同位素的分餾的原因可以分為三個(gè)方面：（1）同位素交換平衡分餾作用；（2）化學(xué)動(dòng)力學(xué)分餾作用；（3）生物動(dòng)力學(xué)分餾作用。1、同位素交換平衡分餾作用。巖漿環(huán)境和250以上熱液流體中的硫酸鹽和溶解的硫化氫、火山噴氣口的二氧化硫和硫化氫氣體、熱液流體中溶解的硫化氫和沉淀的硫化物等是同位素平衡交換的典型體系。平衡條件下硫的重同位素傾向于富集在氧

11、化狀態(tài)較高，具有較強(qiáng)硫鍵的化合物中，由高價(jià)到低價(jià)，34S依次降低，因此各種含硫原子團(tuán)富集34S的順序是：S2-<S22-<S<SO2<SO42-。下圖表示了一些含硫化合物和H2S之間的同位素分餾曲線。 圖1硫化物相對(duì)于H2S的平衡分餾曲線（據(jù)H.Ohmoto等，1979）實(shí)線是實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，虛線是外推和理論計(jì)算值 由圖1可以看出：硫化物H2S達(dá)到平衡時(shí)各種硫化物富34S的順序大致如下：黃鐵礦黃銅礦（HS1-）方鉛礦S2-。溫度越低狀態(tài)下SO42-H2S體系分餾越大，但是實(shí)際上低溫下反應(yīng)很難達(dá)到平衡。 2 2、化學(xué)動(dòng)力學(xué)分餾作用。硫化合物的無機(jī)氧化還原作用是一種非平衡的單向

12、化學(xué)反應(yīng)。硫化物氧化為硫酸鹽是一種動(dòng)力分餾過程，但分餾不明顯。硫酸鹽無機(jī)還原為硫化物的同位素動(dòng)力分餾效應(yīng)比較明顯。如用HI作還原劑的反應(yīng)：SO42- + 5H2 + 8eH2S+4H2O 在低溫下，該反應(yīng)的分餾系數(shù)較高，同位素效應(yīng)比較明顯。但是硫酸鹽的無機(jī)還原作用需要較高的活化能，低溫下參與反應(yīng)的物質(zhì)數(shù)量很少，因而有實(shí)際意義的反應(yīng)多發(fā)生在約250以上的熱液體系和地殼深部環(huán)境，如熱液流體中水溶性硫酸鹽被還原成水溶硫化物，火山氣體中SO2被H2S還原成元素硫，海水中SO42-被海底熱火山中Fe2+還原成H2S，并形成硫化物。典型反應(yīng)方程： SO42-+8Fe2+10H+H2S+8Fe3+4H2O

13、3、生物動(dòng)力學(xué)分餾作用。生物的動(dòng)力學(xué)分餾主要是各種細(xì)菌引起的，包括硫酸鹽的同化還原過程，例如，細(xì)菌還原硫酸鹽為硫化物；硫酸鹽在生物作用下合成為有機(jī)硫化合物；細(xì)菌氧化硫化物為硫酸鹽；有機(jī)物分解產(chǎn)生H2S等等。但是，不同細(xì)菌引起分餾的程度很不相同，低溫下厭氧細(xì)菌對(duì)硫酸鹽的還原作用能產(chǎn)生明顯的動(dòng)力同位素分餾。同時(shí)細(xì)菌還原硫酸鹽為硫化氫的過程是相當(dāng)復(fù)雜的，視體系是開放的或封閉的而有很大不同。若體系是開放的，在還原過程中SO42-和H2S濃度保持不變，即SO42-可以不斷地輸入體系，不隨過程進(jìn)行而下降，H2S與金屬形成硫化物，不隨過程進(jìn)行而減少，這時(shí)只要環(huán)境條件不發(fā)生變化，動(dòng)力分餾會(huì)保持在一定范圍內(nèi)，例

14、如黑海靜海底發(fā)生的還原過程，這種環(huán)境下測(cè)得的硫化物的34S比海洋硫酸鹽低40-60。影響的硫同位素分餾因素：在同位素交換反應(yīng)中，硫同位素分餾系數(shù)a大小與許多因素有關(guān)，溫度、氧逸度、pH值等對(duì)之都有影響。通常分餾系數(shù)a>1,溫度越高,a越接近1.故巖漿作用形成的硫變化范圍不大。硫是一個(gè)變價(jià)元素，氧逸度與酸堿度決定著水溶液中硫的存在狀態(tài)。而硫的不同存在狀態(tài)（如硫酸鹽、硫化物等）有不同的硫同位素分餾系數(shù)。五、硫同位素分布特征由上圖可以推斷出： 1、各類隕石（包括月巖）中總硫同位素組成非常穩(wěn)定，34S值的變化范圍很小。這是因?yàn)橐訡DT的硫?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，故地球以外物質(zhì)的34S偏差千分率34S() =0在

15、中線附近。2、基性巖和超基性巖是地幔成因，其硫同位素組成和隕石接近，故其34S偏差千分率34S()也位于中線附近，但變化范圍略寬一點(diǎn)。可能和地球早期分異時(shí)丟失一些富32S的蒸汽有關(guān)。 2、酸性巖中硫化物的34S變化范圍增大，34S的變化已經(jīng)超過-10+10，說明酸性巖成巖更加復(fù)雜。3、沉積巖中硫同位素組成變化極大，可從- 40+50。這主要是由細(xì)菌參與的氧化還原反應(yīng)造成明顯的同位素分餾，是表生循環(huán)作用硫同位素分餾的主要機(jī)制。4、同位素分餾的程度除與細(xì)菌的繁殖和新陳代謝速率有關(guān)外，還與體系性質(zhì)有關(guān)，如果硫酸鹽的儲(chǔ)庫是無限大或可連續(xù)補(bǔ)給（開放體系型），假定細(xì)菌的新陳代謝速率也不發(fā)生明顯變化，則H2

16、S或硫化物的34S低于海水硫酸鹽，并基本保持不變。而如果儲(chǔ)庫是有限的，或以較大的氧化還原比例進(jìn)行，則隨過程進(jìn)行，殘余海水硫酸鹽的同位素組成將因32S的大量移去而升高，結(jié)果在后期形成的各種硫化物中，32S的富集程度降低，故而海水中硫同位素組成比較穩(wěn)定，34S值穩(wěn)定于+25附近。但這種累積效應(yīng)可使蒸發(fā)鹽盆地的殘余海水及晚期形成的硫酸鹽和硫化物達(dá)到極高的34S值，如+50以上，并且由底部向頂部增高。六、硫同位素在地質(zhì)中的應(yīng)用 1、分析物質(zhì)來源及礦床成因。若礦床中硫同位素與隕石接近，34S()值變化范圍小，且位于中線附近，說明其主要來源于地幔。沉積礦床及與沉積巖有關(guān)的地下水熱液礦床或淋濾礦床則以34S

17、()值變異范圍大（與細(xì)菌還原硫酸鹽有關(guān)的34S常為負(fù)值，與沉積的硫酸鹽有關(guān)的硫34S在+20）；斑巖銅礦、矽卡巖及多金屬礦床大多也以34S值接近零，分布范圍小為特征（朱賴民，2009）。 2、測(cè)定成礦溫度。O、S、C等同位素都可以用作同位素溫度計(jì)，以確定成礦溫度。因同位素分餾與壓力無關(guān)，故無需對(duì)溫度進(jìn)行壓力校正。而在硫同位素交換反應(yīng)中，溫度高分餾弱，溫度低分餾強(qiáng)。而共生礦物對(duì)之間硫同位素分餾強(qiáng)度隨溫度變化的靈敏度是不同的：硫酸鹽硫化物 > 黃鐵礦方鉛礦 > 閃鋅礦(磁黃鐵礦)方鉛礦 > 黃鐵礦黃銅礦 > 黃鐵礦閃鋅礦硫同位素溫度計(jì)的原理和方法與氧碳等同位素測(cè)溫完全一樣，

18、對(duì)二個(gè)平衡共存相間硫同位素的分餾系數(shù)可表示為：34Sx-y=34Sx34Sy=1000ln=Ax106T-2其中，為分餾系數(shù)；應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出常而A后，可根據(jù)實(shí)測(cè)樣品的值然后求得平衡溫度T。 還可以利用三種硫化合物（如黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦）的同位素富集數(shù)進(jìn)行測(cè)溫，如果它們是在同一溫度下形成的，則在以礦物間的值為坐標(biāo)所作的三角形圖解，在理想的情況下三條直線應(yīng)交于一點(diǎn)或落入一個(gè)很小的區(qū)域。這樣可以提高測(cè)溫的可靠性和精度。如右圖： 所以，黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦三種共生硫化物，可用黃鐵礦閃鋅礦方鉛礦系統(tǒng)硫同位素地質(zhì)溫度計(jì)來測(cè)定成礦溫度，即只要測(cè)出這三種礦物彼此之間的34S，就可以從上圖中得到硫同位素

19、平衡溫度。3、利用硫同位素進(jìn)行地球化學(xué)找礦。硫同位素成分在礦床圍巖中，隨著距離礦體的遠(yuǎn)近，存在規(guī)律性變化，即由近及遠(yuǎn)32S/34S比值逐漸增大（偏差千分率34S逐漸縮?。?。可以應(yīng)用于找礦，但是目前效果不很好。（饒筑平， 1989）4、硫同位素在古環(huán)境變化研究中的應(yīng)用。硫的沉積地球化學(xué)循中硫同位素分餾，主要是因細(xì)菌還原造成，也受到不同時(shí)代地表不同硫儲(chǔ)庫（最主要是海洋硫酸鹽）相對(duì)量變化的制約（鄭永飛等, 2000）。通過研究沉積巖中硫酸鹽中34S的變化，可了解當(dāng)時(shí)環(huán)境情況。（例如，晚二疊世末期結(jié)構(gòu)硫酸鹽34S的快速變化以及三疊紀(jì)的全面上升與該時(shí)期大洋缺氧的沉積學(xué)證據(jù)相吻合，表明在晚二疊世可能僅深部

20、的水體缺氧，而到了早三疊世的最早期缺氧水體已擴(kuò)張到淺海陸架（汪建國等, 2009）。二疊紀(jì)末期，生物滅絕層位之后的34S的急劇降低（從+27到+15）則可能反映了輕硫物質(zhì)進(jìn)入到海水中。同時(shí)這種大量的H2S進(jìn)入到表層水體和大氣也毒害了海相和陸相環(huán)境，從而造成生物滅絕（曹文超，2012）。在晚二疊世末期到早三疊世最早期，34S多次來回?cái)[動(dòng)，說明該時(shí)期這種缺氧水體中形成的H2S釋放和再氧化的過程比較頻繁，具有多期特征，說明當(dāng)時(shí)環(huán)境不穩(wěn)定，變化頻繁。黃鐵礦是一種非常普遍的自生礦物，以自形晶和草莓狀集合體存在于現(xiàn)代缺氧沉積物和古代沉積巖中。在不同的氧化還原環(huán)境中，黃鐵礦的生長(zhǎng)機(jī)理不同，從而形成不同大小的

21、晶體形態(tài)和集合體。根據(jù)黃鐵礦形態(tài)和分布恢復(fù)海洋氧化還原狀態(tài)的一種行之有效的手段。人們發(fā)現(xiàn)草莓狀黃鐵礦粒徑大小與由古生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)決定的水體含氧水平之間有很好的相關(guān)性, 所以通過對(duì)草莓狀黃鐵礦的粒徑分析，可能為環(huán)境條件及其穩(wěn)定性提供一定的指示作用(Wilkin et al . 1997)。在水體氧化還原界面之下直接形成的草莓狀黃鐵礦，因?yàn)榄h(huán)境中溶解的Fe2+、H2S和單質(zhì)硫含量高，它們具有高的生長(zhǎng)速率。而因水動(dòng)力的不穩(wěn)定性，在硫化水體上層形成的黃鐵礦快速下沉到海底，由于缺乏單質(zhì)硫的供給，使它們不能繼續(xù)生長(zhǎng)成較大的個(gè)體；因此，在硫化環(huán)境中形成的草莓狀黃鐵礦具有較小的直徑，而且粒徑分布范圍很窄，即大小差不

22、多（Wilkin et al . 1996）。草莓狀黃鐵礦形成之后被保存在沉積物或沉積巖中，由于沒有了Fe2+、H2S或單質(zhì)硫的供應(yīng)，它們便停止生長(zhǎng)，保持了初始的大小和分布特征。這種沒有發(fā)生二次生長(zhǎng)的草莓狀黃鐵礦的粒徑分布特征對(duì)沉積時(shí)水體的氧化還原狀態(tài)具有指示意義。Wignall and Newton(1998)主張可用草莓狀黃鐵礦的最大黃鐵礦直徑來區(qū)分硫化的還是氧化的沉積環(huán)境，一般海洋氧化環(huán)境沉積物中的草莓狀黃鐵礦的最大直徑會(huì)大些，而硫化環(huán)境下形成的要小些。通過對(duì)草莓狀黃鐵礦球粒的直徑進(jìn)行測(cè)量、記錄并分析，結(jié)合草莓狀黃鐵礦的外形和結(jié)構(gòu)，我們可以確定該草莓狀黃鐵礦形成及沉積時(shí)的古海洋環(huán)境。同時(shí)

23、因無機(jī)成因礦物和生物成因礦物的晶體結(jié)構(gòu)不同, 故通過對(duì)草莓狀黃鐵礦中微晶成分分析有助于解讀其環(huán)境信息和形成期次（楊雪英等，2011）。此外， 在海洋，硫循環(huán)主要集中在兩種儲(chǔ)庫之間，一種是蒸發(fā)硫酸鹽以及溶解在海水中的硫酸鹽硫儲(chǔ)庫，另一種是生物成因的黃鐵礦儲(chǔ)庫。低的海水硫酸鹽巖硫同位素是由于低的海水硫酸鹽濃度所致(曹文超, 2012)。5、硫同位素在地層學(xué)上的應(yīng)用。硫同位素地層學(xué)的基本內(nèi)容是利用海相硫酸鹽巖(包括海相石膏和硬石膏)的硫同位素組成在地質(zhì)年代表上的變化確定含海相硫酸鹽地層的年代，進(jìn)行地層的對(duì)比。因此，同一地質(zhì)時(shí)代的海相硫酸鹽巖的硫同位素組成必須在其分布區(qū)內(nèi)保 持一致或基本一致，而不同地

24、質(zhì)時(shí)代的海相硫酸鹽的硫同位素組成應(yīng)有差別。為了探明海相硫酸鹽巖的硫同位素組成在時(shí)間和空間上變化的規(guī)律，對(duì)現(xiàn)代海洋硫酸鹽和古代海相硫酸鹽巖的硫同位素組成作了大量而細(xì)致的研究。古代海相硫酸鹽巖的最好代表是各地質(zhì)時(shí)代的海相石膏和硬石膏。為了了解古代海相硫 酸鹽巖硫同位素組成的情況，必須系統(tǒng)地研究海相石膏或硬石膏的硫同位素組成。顯生宙海相硫酸鹽巖硫同位素組成變化曲線（如下圖4）的建立是硫同位素地質(zhì)學(xué)研究中的一大成就。它能夠利用地層中所含的海相硫酸巖的硫同位素組成來確定地層的地質(zhì)時(shí)代和進(jìn)行地層對(duì)比。圖4：顯生宙海相硫酸鹽巖硫同位素組成變化曲線它能夠利用地層中所含的海相硫酸巖的硫同位素組成來確定地層的地質(zhì)

25、時(shí)代和進(jìn)行地層對(duì)比。例如：對(duì)四川9個(gè)地點(diǎn)的10個(gè)鉆孔和2個(gè)石膏礦所揭露的嘉陵江組和雷口坡組海相石膏的硫同位素研究發(fā)現(xiàn)，嘉陵江組上部(嘉三層和嘉四段)和雷口坡組下部(雷一段)的34S值很接近，為25-32，平均值為28（林耀庭等，1999）。而雷口坡組上部(雷三段和雷四段)的34S值為15-23，平均值為17.6（如下圖5）。這兩組地層具有截然不同的34S值，極易區(qū)分。在四川盆地內(nèi)，到處如此，是識(shí)別地質(zhì)時(shí)代的可靠標(biāo)志。不僅如此，在更大的范圍內(nèi)，也可以進(jìn)行對(duì)比。如南京和安徽無為周沖村組中海相石膏的34S值為28左右。根據(jù)這一特征的34S值，周沖村組可能和四川的嘉陵江組上部和雷口坡組下部相當(dāng)。圖5：

26、四川盆地三疊紀(jì)海相石膏的34S值分布（據(jù)陳錦石, 1986)6、示蹤地表水的來源。地表水中的硫主要SO42-形式存在，硫的穩(wěn)定同位素組成成為示蹤水中硫的來源，以及研究環(huán)境地球化學(xué)的重要手段。大氣降水是地表水的主要補(bǔ)給源，煤、石油等化石燃料的燃燒排放出SO2等大量酸性氣體，可以造成大氣污染，甚至造成酸雨，這也會(huì)反映到地表水的硫同位素組成變化上。 此外硫同位素還在現(xiàn)代生物學(xué)，鑒定硫污染源等方面均有應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：1 陳錦石等. 三疊紀(jì)的硫同位素. 地質(zhì)科學(xué), 1986; ( 4) : 3343362 常華進(jìn)等，2011，草莓狀黃鐵礦與古海洋環(huán)境恢復(fù)，地球科學(xué)進(jìn)展，26（5）475481 3 曹文超. 穩(wěn)定硫同位素在沉積學(xué)中的應(yīng)用. 化工技術(shù). 2012; (10): 3233 4 桂林冶金地質(zhì)研究所，硫同位素地質(zhì)介紹，2430 5 林耀庭等. 四川盆地三疊紀(jì)海水的硫同位素分布特點(diǎn)及其地質(zhì)意義. 四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，1999；19（4 ）：302307 6 饒筑平，1989.