Основные методы анализа и изучения изотопов серы

Изотопы серы играют немалую роль в изучении геологических процессов. Изотопный состав серы в горных породах и минералах Земли подвержен значительным колебаниям. Основной процесс изотопного фракционирования серы связан с перераспределением изотопов между окисленными (сульфатами) и восстановленными (сульфидами) соединениями серы. Изотопное фракционирование в геологических процессах могло начаться только после появления окисленных соединений серы, т. е. после появления на Земле свободного кислорода. Поэтому, изучая изотопный состав серы древних отложений, можно определить время формирования кислородной атмосферы Земли.

Исследования вариаций изотопного состава серы S-содержащих минералов докембрийского возраста весьма важны, поскольку они могут дать информацию о биологической эволюции в архейское время. Сульфатредуцирующие бактерии, жизнедеятельность которых является основной причиной изотопного фракцио­нирования серы, не существовали в ран­нем архее. Их эволюция стала возможной лишь после того, как концентрация суль­фата на поверхности Земли в достаточной мере возросла за счет активности зеленых и пурпурных фотосинтезирующих серных бактерий, окисляющих H₂S до SO₄^2-. Значительно позже, примерно 2*10⁹ лет назад, концентрация кислорода в атмо­сфере увеличилась настолько, что стало возможным непосредственное окисление сульфида в сульфат. О появлении сульфатредуцирующих бактерий может сви­детельствовать изменение изотопного состава серы в докембрийских породах, поскольку эти бактерии вызывают фрак­ционирование, а фотосинтезирующие – нет.

Одной из основных целей изучения изотопного состава серы является более глубокое понимание происхождения и условий образования сульфидных рудных месторождении. Как с теоретической точки зрения, так и в практическом от­ношении важно различать месторож­дения, образовавшиеся в результате вулканической активности, и месторож­дения осадочного происхождения. Из­вестно, что жизнедеятельность бактерий в свежеобразованных осадках приводит к восстановлению сульфата и обогащению образующегося H₂S изотопом ³²S. Следовательно, сера, подвергшаяся бак­териальному восстановлению, обога­щена ³²S по сравнению с морским суль­фатом. Изотопный состав серы магма­тических пород, источником которых является верхняя мантия, сходен с изо­топным составом метеоритной серы, и для нее обычно характерны значе­ния δ³⁴S, близкие к нулю. Эти факты свидетельствуют, что данные об изо­топном составе серы могут помочь от­личить рудные месторождения, проис­хождение которых связано с вулкани­ческой деятельностью, от рудных место­рождений осадочного происхождения. В частности, выясняется большая роль в рудообразовании серы, которая прошла стадию редукции сульфатов. Установлено, что в магматические процессы часто вовлекается вещество осадочных пород.

Список литературы

1. Войткевич Г. В., Кокин А. В., Мирошников А. Е., Прохоров В. Г. Справочник по геохимии – М.: Недра, 1990. -480 с.: ил.

2. Войткевич Г. В., Кокин А. В., Мирошников А. Е., Прохоров В. Г. Краткий справочник по геохимии – М., «Недра», 1977.

3. Григорьев Н.А. Распределение химических элементов в верх­ней части континентальной коры – Екатеринбург: УрО РАН, 2009.

4. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник: В 6 кн. / Под ред. Э.К. Буренкова. – М.: Недра, 1994. - Кн.2: Главные р-элементы. -303 с.: ил.

5. Перельман А.И. Геохимия – М.: Высш. шк.,1989. -528 с.:илл.

6. Собогович Э. В., Бартницкий Е. Н., Цьоиь О. В., Ко­нонеико JI. В. Справочник по изотопной геохимии – М.: Энергоиздат, 1982. -240 с., ил.

7. Фор Г. Основы изотопной геологии: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. -590 с., ил.

Поиск по сайту: