硫同位素地球化學

　　研究天然物質中硫同位素的豐度、變異規律及其地質意義。自然界硫有4個穩定同位素³²S、³³S、³⁴S和³⁶S，它們的豐度分別為95.02％、0.75％、4.21％和0.02％。硫同位素組成以δ³⁴S表示，標準準采用CDT（見穩定同位素地球化學）。天然物質中δ³⁴S的分佈如圖所示。由圖看出，沉積巖的δ³⁴S變化范圍最大，沉積巖中含硫化合物包括硫酸鹽、硫化物、自然硫和有機硫，由於低溫分餾和生物同位素效應，δ³⁴S很分散，最輕的硫化物δ³⁴S為-65‰，最重的硫酸鹽δ³⁴S為+95‰，變化范圍達160‰。

　　硫可以呈多種價態（如S^2-、S卆、S⁰、S⁴⁺和S⁶⁺等）出現於含硫化合物中。不同價態含硫原子團富集³⁴S的能力不同，即由高價到低價δ³⁴S依次降低，其順序為

表明在同位素交換平衡條件下， ³⁴S傾向富集在具有較強硫鍵的化合物中。硫化物- H ₂S達到平衡時，硫化物中 δ ³⁴S富集的順序是 輝鉬礦＞ 黃鐵礦＞ 閃鋅礦（磁黃鐵礦）＞ 黃銅礦＞ 銅藍＞ 方鉛礦＞辰砂＞輝銅礦（輝銻礦）＞輝銀礦。在地表條件下，微生物的還原作用會產生明顯的同位素分餾，是 δ ³⁴S變化的重要因素之一。

　　硫同位素的地質應用包括下列幾個方面：①硫同位素地質溫度計。可分為共生硫化物礦物對計溫法（如黃鐵礦-閃鋅礦）、共生硫酸鹽-硫化物計溫法（如重晶石-閃鋅礦）和3種共生硫化物體系計溫法（如方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦）。其溫度靈敏度的順序是：硫酸鹽-硫化物＞黃鐵礦－方鉛礦＞閃鋅礦-方鉛礦＞黃鐵礦-黃銅礦＞黃鐵礦－閃鋅礦。②判斷熱液硫化物礦床成因及其硫源。③判別有機礦產的形成機理，如煤中的有機硫是與淡水硫酸鹽還是海水硫酸鹽的還原作用有關；以及判斷石油的源巖及其古環境等。