钼及钼同位素地球化学——同位素体系、测试技术及在地质中的应用

钼及钼同位素地球化学——同位素体系、测试技术及在地质中

的应用

钼（Mo）是一种广泛存在于地球上的元素之一。它是一种银

灰色的金属，在化学性质上属于酸性金属元素，与其他金属元素相比，钼在地层中的分布较为稀少，其中125的同位素是自然存在的。同位素分析技术是一种用来确定化学成分以及矿物学和岩石学性质的技术。钼同位素在地球化学的研究中已经被广泛应用，通过同位素分析，可以更好地理解和探究地球演化和各种地质过程。

同位素体系

钼同位素在自然界中存在六种稳定的同位素。其中，Mo95，Mo97，Mo98，Mo99，Mo100和Mo92 同位素是自然存在的，它们具有不同的质量数和核电荷数，并在自然界中以不同的比例存在。Mo100同位素是自然界中最丰富的钼同位素，约占

钼总量的24.13%，其次是Mo98同位素，约占26.46%。

测试技术

目前，钼同位素的测试技术主要有质谱法、同步辐射X射线

荧光光谱（SXRF）以及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等。其中，质谱法是一种常见的测试方法，能够非常精确地进行同位素测量和数据分析。该方法通过收集和分离出不同的同位素，然后利用质谱的技术对其进行检测和测试，从而得出相应的同位素比例。

应用

1.矿床成因分析

研究表明，钼同位素可以用于矿床成因分析，特别是与钼多金属矿床有关的研究。通过对钼同位素的分析，可以更好地理解矿物床中钼的来源及其同位素比例，进而探究矿床的成因。

2.地壳演化研究

同位素分析也可以用于研究地球的演化历程。地球是一个复杂的系统，同位素分析可以帮助研究地球的形成和演化，进一步理解其构造和成分。例如，通过测量地壳和地球内部物质中的钼同位素，可以研究地球岩石圈和地幔的复杂化学特征。

3.环境污染探测

钼是工业生产中常用的成分之一，在工业领域的广泛运用使得大量的钼进入到了环境中，造成了环境污染的问题。同位素分析能够帮助人们更好地了解钼的环境分布情况，通过测量不同环境样本中的钼同位素，可以追踪和分析钼的污染来源，指导环境污染治理的实践。

综合来看，钼同位素分析技术在地球化学研究和地质科学领域的应用前景较为广阔，其在矿床成因分析、地壳演化研究以及环境污染探测等方面的应用具有非常重要的意义。通过钼同位素的研究，有助于人们更好地理解地球的演化历程、深入研究矿床成因以及探究环境污染的来源与治理方案，有望为人类社

会的可持续发展做出贡献。钼同位素目前存在六种稳定同位素，其中Mo100最为丰富，约占比例24.13%，其次是Mo98，约

占比例26.46%。自然界中存在的钼一般为Mo98、Mo100和

Mo92等同位素之间的混合物。除了稳定同位素之外，钼还有

许多放射性同位素，如Mo93、Mo94、Mo95等，其中Mo99

是一种短寿命放射性同位素，半衰期为65.94小时。使用同位

素分析可定量测定同位素丰度以及比率，从而推断研究对象的物质来源。

钼同位素在矿床成因方面的应用较为广泛，钼矿床发育和成矿与热液作用、沉积作用及岩浆作用等多种作用有关，而不同成因类型的钼矿床具有不同的同位素组成，其差异可从同位素测定中获得。相关研究表明，中国不同类型的钼矿床，其Mo同

位素组成差异较大。例如，某些类型的砂岩钼矿床中Mo98同

位素过量，而含火山岩的钼矿床则相反，Mo100同位素过量。

钼同位素在地壳演化方面的研究也有着重要作用。研究表明，不同地质时期、不同地区的地壳钼同位素组成存在明显差异，同位素组成及其比例不仅与岩性和成因等因素有关，也与地壳和地球整体成分的演化有关。例如，人们通过测量不同地质时期的花岗岩和玄武岩等基性岩石中的钼同位素，发现这些岩石中Mo98/Мо100比值呈现季节性的周期变化，这与太阳活动

的周期变化有关，进一步揭示出地球与太阳系的运动关系。

钼同位素在环境污染方面的应用也越来越受到关注。钼广泛应用于冶金、化工、电子、制冷等领域，在生产过程中，钼及其化合物可能对环境产生负面影响。许多研究表明，饮用水源地、

土壤和农产品中钼的含量已达到安全限量，超标的问题不可忽视。例如，某些地区土壤中钼含量已达到国际标准上限的20

倍左右，这对人体健康和生态系统均产生了不良影响。通过钼同位素的分析，可以确定环境中钼的来源和分布规律，为钼污染的治理、监管和预防提供理论基础。

综上，钼同位素分析技术在矿床成因、地壳演化和环境污染等领域应用广泛，通过测定钼同位素比例以及对不同环境样品中钼同位素的测量分析，可为相关领域的研究提供重要的数据支持，也为加强人类社会与自然环境的协调发展作出了贡献。钼同位素分析在研究不同领域时具有广泛的应用价值，下面以矿床成因、地壳演化和环境污染三个方面的案例进行分析和总结。

在矿床成因研究方面，钼同位素分析可以用于探究不同类型钼矿床的成因机制。例如，在我国山东省固始金钼矿区进行的钼同位素研究发现，固始金钼矿矿化流体主要是来自中生代花岗闪长岩和斜长花岗岩熔体，这为针对该区域的资源探明提供了参考基础。类似地，在我国新疆某砂岩型钼矿床钼同位素分析中还发现，该矿床形成于寒武纪，与构造热液作用有关。钼同位素研究还可进一步为相关领域提供实验依据和数据支持，例如Rock Creek矿床的研究表明，该矿床的形成与水蚀作用和

岩浆热液流体有关。

在地壳演化研究方面，通过钼同位素研究可以获得全球范围内的地质时代和地质事件的同位素信息。例如，瑞典和南非的砂岩中的钼同位素组成比较表明，这两个地区在古元古界末期之前的埃达克岩事件和喷流沉积事件后的地壳演化模式有很大差

异。同样，对我国福建某地的晚古生代基性岩的钼同位素测量进一步表明，该地区在早生代后期有另一次岩浆活动事件。

在环境污染研究方面，钼同位素分析可用于监测和控制钼等元素的污染。例如，尤其是考虑到钼在生产和农业方面的普遍应用及其对人体健康的潜在危害，通过钼同位素分析技术可以快速、高灵敏地检测环境和食品样品中的钼含量和来源。例如，山东臧旗地区地表水和矿山废水中钼同位素组成的差异研究都表明，后者与矿山开采活动相关联。同样，对某些泥炭矿物的钼同位素研究也揭示了这些矿物中的钼可能来源于人类活动的干扰。

综上所述，钼同位素分析技术在矿床成因、地壳演化和环境污染等领域都具有广泛的应用价值。不论是从实验依据的获取、成本和效率方面，钼同位素都是一种有效的测试和研究方法，这将为相关领域的研究和实践带来巨大的促进和帮助。