1. 氢氧同位素组成
小西弓金矿床各类矿石和围岩的氢氧同位素组成见表5-6。从表中可见,小西弓金矿床含金石英脉中石英的δ18 O值为9.5‰~14.97‰,根据各自均一温度换算的包裹体水的δ18 O值为-1.56‰~9.64‰;石英流体包裹体的δD值为-72.5‰~-115.9‰。蚀变岩型矿石中石英的δ18 O值为6.6‰~13.1‰,换算的包裹体水的 δ18 O值为-2.95‰~4.79‰,石英流体包裹体的 δD值为-82‰~-94.6‰。蚀变岩型矿石的δD值一般高于石英脉型矿石,可能是因为与同位素较重的围岩进行同位素交换的结果(聂凤军等,2002 a)。钾长花岗岩的石英δ18 O值为12‰~14.3‰,明显高于两类矿石中的δ18 O值,属于高δ18 O值花岗岩(郑永飞等,2000),换算的包裹体水的 δ18 O值为4.24‰~7.49‰,石英流体包裹体的δD值为-75.4‰~-95.8‰。中元古界长英质片岩的δ18 O值变化大,介于5.9‰~14.2‰之间,反映了中元古界变质岩围岩成分的复杂性及其对18 O/16 O的不同富集程度,石英流体包裹体的 δD值为介于-66.4‰~-85.0‰,不同程度的低于新鲜未蚀变花岗岩。在 δD-δ18O水图解中(图5-8),钾长花岗岩落入岩浆水区间内及其附近,长英质片岩落在变质水区间或下方,含金石英脉样品点主要都位于岩浆水区间的下方偏左,而蚀变岩矿石样品主要落在岩浆水区间的左边。从图中可见,含金石英脉样品与花岗岩样品数据构成一向左陡倾的演化线,暗示了岩浆流体和大气降水混合对金矿石的影响;蚀变岩型矿石样品与长英质片岩构成一近于水平的演化线,反映了岩浆水、变质水和大气降水的混合流体对金矿石沉淀的共同制约(聂凤军等,2002 a)。进一步可以看出,石英脉样品和蚀变岩矿石样品的δ18 O值和δD值分别低于海西期钾长花岗岩和中元古界长英质片岩,反应了成矿流体与含矿围岩发生了不同程度的相互作用。
表5-6 小西弓金矿床各类岩(矿)石包裹体的氢氧同位素组成
图5-8 小西弓金矿床石英流体包裹体的δD-δ18O水图解
2. 氢氧同位素地球化学的水中同位素
大气水、或雨水,是指新近参加大气循环的雨、雪、河、湖、地下水等一类水的总称。大气水的同位素组成变化幅度大,δD值从+50到-500‰,δ18O从+10到-55‰,总的讲大气水比海水贫D和18O。
大气水的同位素组成呈有规律的变化:从赤道到高纬度地区、从海洋到大陆内部、从低海拔到高海拔地区,重同位素的亏损依次递增,构成所谓的纬度效应,大陆效应和高度效应,以及季节效应,降水量效应等。这是由于水在蒸发、凝聚过程中的同位素分馏293效应,蒸发时轻同位素优先汽化,凝聚时重同位素优先液化,随着蒸发、凝聚过程的不断进行,造成轻同位素在逐渐增加。
计算公式
雨水线方程或Craig方程
大气水同位素组成的另一特点是δD和δ18O之间有明显线性关系,有
δD=8δ18O+10 (7.9)
称为雨水线方程或Craig方程,如图7.1所示。这个方程的实质是:在T=25℃时,
亦即: δ18O水-δ18O汽=9.15
δD水-δD汽=71.4
将上两式相除,即可得Craig方程。因此方程中的斜率反映了同位素平衡条件下水汽二相氢、氧同位素富集系数之比,而截距则反映了汽相中氢、氧同位素组成的绝对值差。但如果只考虑海水蒸发和大气凝聚的平衡过程,则δ18O海水≈0,δD海水≈0,处于平衡水汽中的δ18O汽=-9.14,δD汽=-74,应该是δD水=8δ18O,没有截距,不完全符合Craig方程,可见式(7.9)是考虑了分馏的动力学特征。由于温度及过程进行的程度不一,各地区的氢、氧同位素组成有时并不严格服从Craig方程,但原则上方程斜率可用特定温度下大气水凝聚过程同位素平衡交换结果解释,截距则包含了动力分馏结果,它是由同位素质量差、温度、环境等诸因素决定的。 火成岩中氢主要存在于角闪石、黑云母等含水矿物。其δD值可从-30‰到-180‰,与岩石类型及成因没有简单的明确关系。火成岩中氧同位素组成总的变化范围约为δ18O从5‰~13‰。其变化趋势是从基性到酸性,δ18O值依次增大。
火成岩的δ18O值变化与其组成矿物的δ18O密切相关,其造岩矿物的δ18O同样反映了与岩浆结晶分异顺序相一致的变化规律。即从孤立岛状四面体的橄榄石到链状辉石、层状云母和架状长石、石英,δ18O依次升高。这种变化规律首先是与各矿物的结晶温度有关,温度越高,同位素分馏越弱,δ18O越低,其次和矿物的晶体化学性质有关。因为硅酸盐中阳离子与氧结合力及阳离子的质量大小控制着分子的振动频率,键愈短,则键力愈大、振动频率就高,阳离子质量愈小,振动频率也愈高。而从同位素分馏理论来看,振动频率高的氧原子的硅酸盐富18O,这就说明为什么石英中δ18O最高。
未遭受后期地质作用叠加的岩石中各种矿物的δ18O值亦成有规律变化,如花岗岩中达到氧同位素平衡时的δ18O值,依次有石英(8—11)、碱性长石(7—9)、斜长石(6—9)、白云母、角闪石(6—7)、黑云母(4—7)、磁铁矿(1—3)等。各矿物间相差1‰—2‰,如果不符合以上顺序或偏离太大,则说明平衡可能遭到了破坏。
幔源镁铁质岩石具有很窄的δ18O值,一般为5‰—7‰,与球粒陨石一致。愈向酸性,岩石中δ18O愈大且分散,这种变化可由诸多因素造成,如岩浆的结晶温度、岩浆水的δ18O、岩浆分离结晶作用、岩浆与围岩及水溶液的作用、以及在固相线下矿物重新平衡所产生的退化效应等。 沉积岩中的氢、氧同位素组成主要受二种因素控制:一是水岩同位素交换反应,低温下分馏强,如碳酸盐岩、粘土岩具高的δ18O和δD值。二是生物沉积岩中的生物分馏,往往造成岩石中很高的δ18O和δD值。总体上讲沉积岩以富18O和D为特征。
碎屑岩的同位素成分有时未与环境达到平衡,以石英为主的碎屑岩的δ18O≈8‰—15‰。自生石英和碎屑石英组成不同。在沉积条件下,砂粒级石英的同位素交换很弱,在搬运、沉积和成岩过程中不会改变原来的同位素组成,因此碎屑石英的δ18O值可用来鉴别是火成成因还是变质成因。长石也有类似的情况。
粘土岩或粘土矿物主要是硅酸盐矿物化学风化产物,部分是沉积和成岩作用形成,其同位素组成取决于其粘土一水体系的平衡分馏,粘土矿物形成过程中介质水的组成和环境温度。
计算公式
δD=A·δ18O+B
研究表明,粘土矿物的氢、氧同位素关系可用下式表达:
δD=A·δ18O+B
其中A取决于氢、氧同位素分馏程度比,与环境温度有关,B取决于体系中水的同位素组成对
蒙脱石:δD=7.3δ18O-260
对高岭石:δD=7.5δ18O-220
该方程大致平行Craig线,但在相同δ18O情况下其δD值明显偏低。 由于变质岩原岩物质的多样性和变质作用温度范围的宽广性,其同位素组成变化范围也很大。各种含羟基矿物的δD可从-30‰~-110‰。在许多情况下和火成岩含水矿物和沉积粘土矿物的δD值重叠。变质岩的δ18O也介于火成岩和沉积岩之间,为6‰~25‰。变质岩及其矿物的氧同位素组成可提供有关原岩性质、变质温度、矿物反应机理、流体相(水蒸汽、CO2)的来源和数量、同位素交换的程度等方面的重要信息。
3. 氢氧同位素
构成矿床矿物中流体包裹体的氢氧同位素组成能够反映矿床形成时成矿溶液的来源。表3-11列出了庞西垌-金山矿床石英矿物流体包裹体的氢氧同位素组成。为进行对比,该表同时列出了同样分布在云开地体粤西河台金矿床、银岩斑岩锡矿床的氢氧同位素组成。
表3-11庞西垌—金山银金矿床氢氧同位素组成
注:A—王鹤年等,1991;B—张乾等,1995;C—李赋屏等,1995;D—陈础廷等,1988;E—俞受均,1988。
从表3-11中可知,庞西垌和金山银金矿床流体包裹体δ18OH2O值为-5.8‰~2.2‰,δD值为-40‰~-52‰。
庞西垌和金山银金矿床石英流体包裹体的氢氧同位素组成与斑岩锡矿的相似,但稍低于河台金矿床;氧同位素组成则比河台金矿床和银岩斑岩锡矿床的低。
在δD-δ18OH2O图解中矿床位于变质水-岩浆水和大气降水的过渡区,沿着与δ180轴近于平行的直线分布(图3-12)。
图3-12庞西垌—金山银金矿床的δD-δ18OH2O图解
1—庞西垌银金矿床;2—银岩斑岩锡矿;3—河台金矿床
已有研究结果显示,河台金矿床的成矿流体来源为变质水和大气水的混合水(周永章,1993;陈础廷等,1988;符立奋,1989),银岩斑岩锡矿床的形成同样与晚燕山期同熔型花岗岩有关,银岩斑岩锡矿床的流体来源为再平衡岩浆水和大气水的混合水(俞受均,1988)。
从δD-δ18OH2O图解判别,大气降水是庞西垌-金山矿床成矿流体的主体。但根据矿床与岩浆活动的密切关系,作者认为花岗岩浆活动亦可能提供了一定数量的初生流体。
具体过程可能是,被岩浆活动加热了的下渗天水,吸收了岩浆结晶冷凝过程中产生的H2S、SO2、CO2及HCl等酸性气体,形成了对围岩具有很强淋滤能力的初始热水溶液。热水溶液在循环过程中对围岩地层及花岗岩本身进行淋滤,形成富含金属的成矿溶液体系。
4. 氢最常见的同位素是氕对吗
氢最常见的同位素是氕,含1个质子,不含中子。在
离子化合物
中,
氢原子
可以得一个电子成为氢阴离子(以
H表示)
构成
氢化物
,也可以失去一个电子成为氢阳离子(以
H表示,简称
氢离子
),但氢离子实际上以更为复杂的形式存在。
5. 测氢氧稳定同位素需要水样多少毫升
地下热水中氢氧稳定同位素组成变化与当地古气候变化具有良好的对应关系,古气候变化直接影响了地下热水接受补给时的氢氧稳定同位素组成.研究区地下热水的补给为更新世前古代大气降水.大约在8.2~10.2kaB.P.和18.1~19.2kaB.P.这两个时间段,可能是由于当时温度较低导致关中盆地地下热水补给偏少;关中盆地地下热水的补给过程受古气候的变化影响呈现非等速补给特征,可能存在一定的古地下水形成期
6. 氢同位素的氕
氕〈名〉piē
原子质量为1的普通的轻氢同位素。
氢的同位素之一,符号H。质量数1。它是氢的主要成分。
氕(1H)通常称为氢,它是氢的主要稳定同位素,其天然丰度为99.985%,按原子百分数计,它是宇宙中最多的元素,在地球上的含量仅次于氧,它主要分布于水及各种碳氢化合物中,在空气中的含量仅为5X10 -5%。氕的原子序数为1,原子量为1.007947。在常温下,它是无色无臭的气体。
7. 关于氢同位素的问题
普通的氢中含有99.985%的氕——正确
氕只有一个质子
氘有一个质子一个中子
氚有一个质子两个中子
字典上可能错了,也可能是你看错了
8. 氢的同位素之间略有哪些差别
氢的同位素化学性质也是基本相似,并没有明显区别。所不同的只是在核反应中不一样。所以不知道楼主“但是貌似氢的同位素之间是个例外”这个说法从何而来?
9. 氢氧同位素特征
新老金厂矿床含矿石英脉(或网脉)的石英δ18O值和包裹体水的δD值列于表4-8中,表中同时列出了据均一温度计算的与石英平衡的包裹体水的δ18O水值。从表中可见,石英的δ18O值变化不大,除一件样品为9.3‰外,其他变化在12.0‰~15.2‰之间,包裹体的δD值除一件样品为103.1‰外,其他变化在-63‰~-89.5‰之间。在δD-δ18O水图解中(图4-15),新金厂矿床有三件样品落入原始岩浆水区域,其他样品落在原始岩浆水区域的下方或左边,老金厂矿床的样品都落在原始岩浆水区域的外围,且更加向大气降水线飘移,暗示成矿流体中有更多大气降水的加入,这与潘小菲(2006)的研究结果一致。据刘伟等(2006)对新金厂和老金厂成矿流体的水/岩比值计算结果,两者的水/岩比值分别介于0.004~0.01和0.007~0.02之间,且老金厂金矿东矿段成矿流体对应的水/岩比值比新金厂矿床高出一倍,说明老金厂矿床的流体量远远大于新金厂,这可能归因于以下几个方面:①老金厂矿床的成矿流体中有更多大气降水的混入,流体量增加;②老金厂矿区的岩石孔隙度更大,更加有利于成矿流体的渗透交代,这与老金厂矿区的围岩主要是英安岩和英安质流纹岩,而新金厂矿区的围岩主要是辉绿岩的地质特征是吻合的;③老金厂和新金厂矿床分别位于新金厂断裂的张性和压扭性地段,因此前者也具有更高的孔隙渗透率。
表4-8 新老金厂金矿床石英流体包裹体的氢氧同位素组成
10. 氢的同位素有哪些,要具体点,详细的!
氢的同位素有3种:
氕,原子核内有1个质子,无中子,
氘(D),原子核内有1个质子,1个中子
氚(T),原子核内有1个质子,2个中子