地球化学稳定同位素硫修改

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1、稳定同位素硫学生：何树兴学号：2013021243摘要：稳定同位素（StableIsotope），是指化学元素中，不发生放射性衰变或不易发生放射性衰变的具有相同质子数，不同中子数的元素。稳定同位素硫，质子数为16个，其介于氧和晒之间，广泛分布于地球的各个部分。硫共有四种稳定同位素，其组成大致为：32S（95.02%），33S（0.75%），34S（4.21%），36S（0.02%），丰度最高的是32S，其次是34S。通过对其分馏作用和分布特征等地球化学上的系统研究，使其在金属矿床、油气资源研究中具有重要价值；同时期在涉及古海水硫酸盐浓度、古温计、古环境和地层对比等的研究中也具有

2、非常重要的意义。关键词：稳定同位素硫，地球化学，资源研究，古环境，地层对比一、硫同位素概述硫的原子序数Z为16，位于周期表第VI主族，介于氧和晒之间。根据黎彤(1976)计算，地球中硫占3.79%，集中分布于地幔，地壳中硫的克拉克值仅为0.04%。但是，硫几乎遍布各种自然环境，硫广泛分布于岩石圈、生物圈、水圈和气圈中。硫在一些矿产类型中以主要组分出现，是很重要的非金属成矿元素；在蒸发盐中则以硫酸盐形式存在;在火成岩、变质岩、有机质和海洋沉积物中，为微量元素，以硫化物和硫酸盐形式存在。并且，硫可以呈S2-、S22-、S0、S4+、S6+等价态，不同价态含硫原子团富集34S的能力不

3、同，使硫在地质过程中出现较大的同位素分馏。硫化物和硫酸盐之间的氧化还原作用，地表条件下微生物的还原作用，以及硫酸盐和硫化物的溶解度的极大差异，是造成硫的轻、重同位素分馏的重要原因。硫有四种稳定同位素，分别是：32S，33S，34S，36S，其大致丰度分别为95.02％，0.75％，4.21％，0.02％。33S、36S含量太少，其丰度变化难于测定，所以在同位素地质工作中以34S与32S的比值，即R=34S/32S代表硫的同位素组成。地质体中34S/32S的比值不同，反映硫的来源不同。1962年，在硫的生物地球化学国际讨论会上，确定以美国亚利桑那州凯尼昂迪布洛（CanyonDia

4、blo）峡谷中的铁陨石（CDT）中硫同位素组成作为标准，34S/32S=22.22。但是，由于目前国际硫同位素标准物质CDT已经耗尽，国际原子能机构(IAEA)组织了系列硫同位素参考物质的研制与国际对比测量，以建立新的V-CDT标度。国际原子能机构正在组织制备新标准，是人工制备的硫化银。目前，研究工作中，常用的硫同位素国际参考标准有：NBS-122（闪锌矿），其δ34S＝0.3‰NBS-123（闪锌矿），其δ34S＝17.1‰NBS-127（重晶石），其δ34S＝20.3‰我国的国家参考标准均为硫化银：GBW04414，其δ34S＝－0.07‰GBW04415，其δ34S＝22

5、.15‰δ34S(‰)是样品相对于标准样品偏差程度的千分率，为34S和32S的同位素比值的另一种更方便的表现形式。它代表样品同位素组成与标准之间的差异。同位素比值和δ34S(‰)之间的关系为：二、样品的处理1、固体样品固体样品在进行同位素质谱分析之前，必须进行干燥、粉碎、称量等处理步骤。1.1干燥样品可以放在透气性好，而且耐一定高温的容器或取样袋中，然后在60-70℃的干燥箱进行干燥24-48小时。（烘干的样品要及时研磨或者保持干燥，否则有返潮现象，给研磨造成困难，而且影响同位素数据。）1.2酸处理为了更好的反应，先将土壤等样品适当粉碎，放在小烧杯中，倒入适量浓度的盐酸（浓度一

6、般有0.5mol/L），这时会有小泡冒出，这是盐酸与样品中的无机碳反应产生的CO2,用玻璃棒搅拌使反应更完全，可以间隔1小时搅拌一次使之充分反应。反应至少6小时，除去土壤中的无机碳，沉淀，倒掉上层清夜；再用去离子水搅拌洗涤，沉淀，倾倒上层清夜，重复3-4次，充分洗净过量盐酸；然后烘干土壤样品（条件同上）。1.3粉碎经过烘干的样品需要粉碎才能进行分析，为了保证样品的均匀，粉碎程度至少要过60目的筛子。粉碎可以用研钵、球磨机或混合磨碎机来等来处理。1.4样品整理磨好的样品放在合适的包装里，如小瓶子、小信封或自封袋里，最好密封保存。以数字和英文字母做标记区别样品。1.5称量经过干燥和

7、粉碎处理的样品在分析之前还得放在锡箔帽中称量。用微量分析天平（同位素实验室专用），样品量可以精确到0.001mg。称样前，先将所需工具及样品排放好，所需工具包括样品垫、样品盘、镊子、勺子。先调天平平衡，看水泡是否在圆圈内，在圆圈内则表示天平平衡。在称量过程中尽量不要碰桌子，减少对天平的影响。称量时，先将锡帽放进天平内，等天平显示的数字稳定时调零，然后将锡帽取出放在样品垫上，放适量样品至锡帽中，样品的量根据测定的同位素以及样品中的含量而定。称量最终质量并作记录。然后将锡帽团用镊子或拇指和食指轻