Composición de isótopos de azufre

El azufre es uno de los componentes importantes de los fluidos del manto. El azufre en las rocas del manto suele existir en forma de sulfuros y los componentes minerales son principalmente pirrotita, pentlandita y calcopirita. Las principales formas de ocurrencia son (Xu Jiuhua et al., 2000): ① Inclusiones mecánicas tempranas (partículas de sulfuro capturadas por minerales hospedantes) ② Rellenos de fisuras, distribuidos en los límites de grano o fisuras secundarias de minerales como el olivino (3 ) Las inclusiones de sulfuro son diferentes de las inclusiones mecánicas y son producto de quedar atrapadas por el mineral huésped después de que la fase fluida fundida se enfría. Los objetos de análisis de la composición isotópica S del manto se centran principalmente en los sulfuros de las rocas del manto completo, minerales que contienen azufre (inclusiones mecánicas y rellenos de fracturas) e inclusiones de sulfuros (análisis con sonda de iones). Una gran cantidad de datos de análisis muestran que la composición de isótopos de S en meteoritos, sedimentos de rocas básicas frescas y basaltos del fondo del océano es relativamente uniforme y no tiene correlación con el contenido de S. Sus valores de δ34SCDT se concentran en el rango de -1 ‰ ~. +1 ‰ (Figura 1-27). Como las dorsales en medio del océano, áreas famosas y la depresión de Gaiman. El contenido de S del basalto del fondo marino es (800 100) × 10-6, y el valor δ34SCDT se concentra en (+0,8 ± 0,5) ‰ (Sakai et al., 1984). Por lo tanto, se considera que el valor de δ34SCDT alrededor de 0‰ es la composición de isótopos S del manto.

Figura 65438 Histograma de composición de isótopos +0-27 S de meteoritos, depósitos de rocas máficas y basaltos

(Citado de Daines, 1989)

En los últimos años Recientemente , cada vez más resultados de análisis han demostrado que la composición de isótopos S del basalto (especialmente el basalto continental y el basalto de arco de islas) y sus xenolitos del manto se desvía de la composición de isótopos S del manto (Figura 1-28, Figura 1-29). la composición de isótopos S de inclusiones de sulfuro de diamante. Eldridge et al. (1991) analizaron sistemáticamente la composición de isótopos S de inclusiones de sulfuro de diamante en ocho tubos de kimberlita en Sudáfrica, y los valores de δ34SCDT oscilaron entre -12 ‰ y +14 ‰. Al mismo tiempo, se descubrió que la composición de isótopos S de las inclusiones de sulfuro de diamante en los tubos de kimberlita está obviamente restringida por el tipo de roca producida. El contenido de Ni del sulfuro en las inclusiones de sulfuro de diamante tipo P es superior al 8% y su valor δ34SCDT se concentra alrededor del 0‰ (-5 ‰ ~+5 ‰), que es similar a la composición de isótopos S del manto. mientras que las inclusiones de sulfuro de diamante tipo E El contenido de Ni del sulfuro en el cuerpo es inferior al 8% y su valor δ34SCDT varía entre -12 ‰ y +14 ‰. La contaminación de materiales de la corteza terrestre se utiliza a menudo para explicar las desviaciones en la composición de isótopos S de los basaltos (y los xenolitos del manto). Los cambios negativos en los valores de δ34SCDT pueden verse como resultado de la contaminación biológica por sedimentos de sulfuro, y los cambios positivos pueden verse como resultado de la contaminación marina por sedimentos de sulfato. Por lo tanto, la composición de isótopos S del basalto y el manto puede usarse para indicar el reciclaje de sedimentos de la corteza terrestre, proporcionando evidencia geoquímica de la subducción de placas. La desgasificación del magma también puede explicar las desviaciones en la composición de isótopos S de los basaltos. Los resultados teóricos de Zheng et al. (1996) mostraron que la desgasificación del magma SO2 provocaba una pérdida significativa de sulfuro en rocas hasta 34S, y su valor de δ34SCDT podía variar entre 0‰ y 8‰. Debido a la desgasificación del magma H2S, el sulfuro de la roca está relativamente enriquecido en 34S, y su valor δ34SCDT puede variar entre 0‰ y +6‰.

Figura 65438 Composición de isótopos +0-28 S de xenolitos del manto y rocas derivadas del manto

Figura 1-29 Comparación de la composición de isótopos de azufre y contenido de azufre de rocas derivadas del manto

(Citado de Dehong, 2001)

Vale la pena señalar que la forma de existencia y la composición mineral del S en las rocas carbonatadas son muy diferentes a las de otras rocas del manto. en forma de sulfuros y sulfatos. Los sulfuros comunes incluyen calcopirita, galena, pirita y pirrotita, y los sulfatos son principalmente barita. Los sulfuros y sulfatos a menudo se distribuyen en forma de agregados en los límites de los granos o en las grietas secundarias de los minerales carbonatados. Los resultados estadísticos de Deines (1989) mostraron que la composición de isótopos S de las rocas carbonatadas es significativamente diferente de la de otras rocas derivadas del manto. Los valores de δ34SCDT de los sulfatos son todos superiores a 0‰, principalmente entre +4‰ y +10‰, mientras que los valores de δ34SCDT de los sulfuros varían ampliamente, entre -23‰ y +5‰. Deines (1989) también notó que la composición de isótopos S de rocas carbonatadas en diferentes áreas es significativamente diferente, y la composición de isótopos S del mismo complejo de carbonato en diferentes etapas tiene características diferentes. Al respecto, Daines (1989) creía que el manto se caracteriza por la heterogeneidad de la composición de isótopos S, la contaminación de materiales corticales durante la evolución de rocas carbonatadas y que los sulfuros y sulfatos pueden ser procesos magmáticos (o procesos posmagmáticos). . productos en diferentes etapas.

Figura 1-30 Histograma de la composición de isótopos de azufre de rocas carbonatadas

(Citado de Daines, 1989)