热液体系中的硫同位素

热液体系中各种硫化物与硫酸盐的形成条件严格地受体系中温度、ph 值、氧逸度、总硫浓度等物理化学环境控制。这些矿物沉淀时与热液之间按一定的分馏系数产生同位素分馏。热液晶出矿物的硫同位素组成主要取决于下列因素：热液中总硫浓度和同位素组成；温度、pH 值、氧逸度、离子强度等物理化学参数；结晶矿物的类型和相对数量。因此，简单地根据某些硫化物的硫同位素组成变化大或者δ34S 偏离零值较远就认为是细菌生物成因或沉积成因的观点是不合适的。

70 年代初期，Ohmoto 根据热力学数据和同位素分馏系数定量地计算了

成矿溶液的性质对热液矿物硫（和碳）同位素组成的影响，他在fO2

- pH图

解上给出了各种矿物δ34S 和δ13C 的变化范围，只要测定了某些矿物δ34S 和δ13C 值，就可反过来推断成矿物质的物化条件。图 7.4 为 250℃时δ34S 和δ13C 等值线与

Fe-O-S 矿 物 、 方 解 石 、 石 墨 及 绢 云母（白云母）稳定范围的Logf O2 －pH图解。Ohmoto提出的这种相图方法， 可以称为“大本模式”，它告诉人们，矿物的硫同位素组成不仅反映了热液中硫同位素组成，而且受制于热液体系的各种物理化学环境，也就是说矿物的δ34S 值并不等于热液中的δ34S 值。当我们测定了同一矿区不同矿物或同种矿物的δ34S 值时，不能简单地进行算术平均，它可能代表了不同期次热液的产物、或者不同物化条件下的晶出。用大本模式可以得到更准确的解释， 它把矿物稳定场和稳定同位素资料二者结合起来了。

在建立稳定同位素组成与fO2 ，pH关系时，需要各种化学反应平衡常数、活度系数的资料，因此这样一种图解关系的存在，是建立在成矿时水溶原子团之间、水溶原子团与沉淀物之间达到化学平衡和同位素平衡的假说基础上的。而且假定了热液体系中δ34S∑S 和δ13C∑C 不变，即硫化物沉淀时带出的硫量和总硫量相比可忽略不计，也就是说要求一个无限大开放体系的环境， 因此大本模式也只能看作是一种似近估计。实验资料表明，fO2 －pH－δ

34S-δ13C 图解对许多形成温度高于 150℃的热液体系矿床是合适的。但在低温热液条件下，或者当热液的T，P，fO2 ，pH突然发生改变而引起矿物快速沉淀而来不及达到平衡，或者对于多少是处于封闭体系中形成的硫化物沉淀，使用这种图解就必须谨慎，或许就不可靠了。