S同位素地球化学解析
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K1/K2=1.025 即形成的 H2S 可相对富 32S 达 25‰
细菌释放出还原过程中形成的 H2S
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏 大小，与还原细菌的种类、还原反应速 度及体系的开放与封闭程度等因素有关。
在对硫酸盐开放的环境中， 如自然界的深海或静海环 境，还原消耗掉的可从上 覆海水中不断得到补充， 使得同位素组成基本保持 不变。此种环境下形成的 硫化物具有相对稳定的 d34S值，K1/K2值为 1.040~1.060，即硫化物的 d34S值比海水硫酸盐的低 40‰~60‰（图6.5.1a）。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
在硫酸盐组分的补给速度 低于其还原速度的封闭、 半封闭环境中，由于富32S 的硫酸盐优先被还原成 H2S ， 因 此 最 初 形 成 的 硫 化 物 的 d34S 值 最 低 。 随 着 还原作用的进行，越是晚 期 形 成 的 硫 化 物 ， d34S 值 就越高。
和正价的硫酸盐（+4价和+6价）。不同的含硫化合
物之间由于价态的不同、化学键强度的强弱不同，
会产生明显的硫同位素分馏效应。
各种硫化物和硫酸盐的稳定性和溶解度 不同，如硫化物在低温水溶液中极难溶， 而硫酸盐的溶解度则相当大，造成富34S硫 酸盐被溶解并带走，留下富32S的硫化物， 发生两者的机械分离。
0.02
硫同位素组成表示为d34S：
• 标准为迪亚布洛峡谷铁陨石中陨硫铁 （CDT）。
•
自 然 界 中 硫 同 位 素 的 分 馏 十 分 大 ， d34S 值 变 化
可达180‰。这与硫同位素的质量差和一系列化学性
质有关。
•
硫是一种变价元素，在不同的氧化还原条件下，
可形成负价的硫化物（-2价和-1价）、自然硫（0价）
二2.. 地地外外物物质质的的硫硫同同位位素素组组成成
月球岩石中，硫主要以硫化铁（FeS）形式存在。 月球玄武岩的d34S值为-0.2‰ ~ +1.3‰； 角砾岩的d34S值稍高，为+3.3‰ ~ +3.6‰； 而月壤的d34S值最高，为+4.4‰ ~ +8.8‰。
对于从玄武岩→角砾岩→月壤34S富集的趋势，目前还无很有 说服力的解释。一种理论认为，在太阳风的影响下，粒子轰 击使32S以H2S形式逸失(Des Marais, 1983)。
一1..大大气气圈圈、、水水圈圈和和生生物物圈圈的的硫硫同同位位素素组组成成
大气中硫的来源有两种： 2人工污染源，如:
各 种 化 石 燃 料 燃 烧 后 释 放 的 SO2 （ δ34S=-20‰ ～ +20‰）； 金 属 硫 化 物 矿 石 冶 冻 产 生 的 SO2 （ δ34S=-30‰ ～ +20‰）； 石膏加工的粉尘（δ34S=+10‰～+30‰）。
质受热分解，生成H2S，从而 产生硫同位素动力分馏， K1/K2=1.015。
• 例如起始物质的d34S值接近
海水硫酸盐时（+20‰），则 热 分 解 形 成 的 H2S 的 d34S 值 为 +5‰±5‰（图6.5.1b）。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
三. 各类地球岩石的硫同位素组成
1 火成岩
基性—超基性岩石的d34S值与陨石硫十分相近， 变化范围很小，为±1‰。 由于地壳硫的混染作用、海水蚀变作用或岩浆去 气作用的影响，有些基性—超基性岩石也可能呈 现较大的硫同位素组成变化（>10‰）。
1 火成岩
花 岗 岩 和 伟 晶 岩 的 d34S 值 为 13.4‰~+28.7‰ 。 磁 铁 矿 系 列 花 岗 岩 d34S 一 般为正值（+1‰~+9‰），高于钛铁矿系列 花岗岩的d34S值（-11‰~1‰）。
水圈中发生的氧化与还原过程相当复杂。 水体中溶解硫酸盐被细菌还原成H2S，d34S值可降 低0~50‰。如果反复还原—氧化—还原，则可能 形成十分贫34S的H2S，
如: 捷克某地地下水中S2-的d34S值为-62‰。加拿大西部某 泉水中水溶的d34S值为+25‰，而与藻类伴生的氧化菌把贫 34S的HS-氧化，使产物的d34S值为0‰。
1 火成岩
中酸性火山喷出岩的d34S值变化比相应 深成岩大，且一般d34S为正值，其硫同位素 组成变化与火山气中H2S和SO2的去气作用 及火山喷发时海水硫的混染作用等因素有 关。
2 变质岩
• 变质岩的硫同位素组成与变质岩原岩、变质作用过程中的 水—岩反应和同位素交换、和变质脱气作用等因素有关。 大多数变质岩的d34S值变化为-20‰~+20‰。
• 某地遭受区域变质的含硫化物石墨片岩的d34S值为-27‰，
说明它们仍保留了富有机质沉积原岩的硫同位素特征。
• 在温度>500℃的变质岩中，共生的黄铁矿—磁黄铁矿可在
毫米级至厘米级范围内达到新的同位素平衡，反映真实的
变质温度。
3 沉积岩
• 海 洋 沉 积 物 中 硫 化 物 的 d34S 值 通 常 比 海 水 硫 酸 盐 低 20‰~60‰。
• 细菌还原、 • 有机质分解、 • 有机还原 • 无机还原等过程
硫酸盐的细菌还原是自然界中最重要的硫同位素分 馏过程。这一过程十分复杂，可分为五个步骤进行:
步骤 1
2
反应式
同位素分馏情况
细菌吸收硫酸盐
伴 有 -2.8 ‰ 的 动 力 学 分 馏
硫酸盐的有机结合：
SO
2 4
ATP
APS
程度等因素有关。
随着温度升高，水溶硫酸盐可与 有机物发生还原反应。如 T~250℃:
硫酸盐有机还原反应的速率一般 较快，硫同位素分馏很小（图 6.5.1c）。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
在玄武岩与海水相互作用中，硫 酸盐还原形成黄铁矿等硫化物。 如：
生物体中的硫主要赋存于蛋白质中。生 物体通过同化硫酸盐还原作用来合成有机硫 化合物。无论是淡水中植物还是海洋中生物， 其δ34S值均比水中溶解硫酸盐的低一些。这 是因为在生物体内硫酸盐还原过程存在在 +0.5‰～-4.5‰的同位素分馏。
一1..大大气气圈圈、、水水圈圈和和生生物物圈圈的的硫硫同同位位素素组组成成
二2.. 地地外外物物质质的的硫硫同同位位素素组组成成
碳质球粒陨石不同含硫相间存在明显的硫同位素分馏， 硫酸盐δ34S值为-1.3‰～-1.6‰， 元素硫δ34S值为+1.5‰～+1.8‰， 而硫化物（FeS）δ34S值为+2.6‰～+3.0‰。
这种硫酸盐比硫化物更富32S的现象与地球上的硫同位素 分馏刚好相反。这是因为在陨石中硫酸盐是通过硫与水的氧化 反应形成的，动力学分馏效应使氧化产物富32S(Monster et al., 1965)。
一.大气圈、水圈和生物圈的硫同位素组成
大气中存在两种形式的硫： 气溶胶中硫酸盐 气态的H2S和SO2。
大气中硫的来源有两种： 1天然来源，如: 火山喷发带来的SO2或H2S（δ34S=-10‰ ～ + 10‰）； 海水蒸发盐（δ34S= +20‰）； 生物成因形成的H2S或有机硫（δ34S= -30‰ ～ +10‰）。
第四章、硫同位素地球化学
第一节、硫同位素组成和分馏 第二节、硫同位素在地质体中的分布 第三节、硫同位素地质应用
第一节、硫同位素组成和分馏
• 一、基本原理
• 二、硫同位素的分馏
一、基本原理
• 硫有4个稳定同位素（32S、33S、34S和36S）
• 元素 硫
同位素 32S 33S 34S
36S
百分比（%） 95.02 0.75 4.21
第一节、硫同位素组成和分馏
• 一、基本原理
• 二、硫同位素的分馏
二、硫同位素的分馏
1、动力学分馏 2、热力学平衡分馏
1. 硫同位素的动力学分馏效应
海水硫酸盐（d34S=+20‰）以不同方式还原形成硫化物 过程中的硫同位素组成分布（据Ohmoto & Rye，1979）
• 硫酸盐还原形成 硫化物过程会产 生显著的同位素 动力学分馏，主 要包括:
APS+H++Fe2+→
SO
2 3
+AMP
即
APS
与
H+和
Fe2+反应，还原形成
SO
2 3Leabharlann 和单磷酸腺苷。当形成的亚硫酸盐还没有被迅
速还原为
H2S
时，
SO
2 3
与
SO
2 4
之间可发生同位素交换
平衡，25℃时，α=1.024
有机络合的亚硫酸盐还原成 H2S：
SO
2 3
H
H 2S
H2O
有明显的动力学分馏
3 沉积岩
• 海洋沉积物中黄铁矿主要是通过细菌还原 海水硫酸盐形成的，反应式如下：
• • 因此，沉积物中黄铁矿的量受硫酸根离子
浓度、有机质含量、孔隙水中Fe2+离子含量 等因素控制。
3 沉积岩
• 沉积岩中硫同位素的分布主要受氧化 还原作用所控制
一1..大气圈、水圈和生物圈的硫同位素组成
大气中硫同位素组成随物质来源的不同变化很大。 例如: 在加拿大南部，大气δ34S值冬天高，夏天低。
其原因是冬天大气中硫的来源以化石燃烧和工业源 为主，而夏天有大量富32S的生物成因硫从土壤、植 被、沼泽、湖泊和湿土中释放进入大气。
一1..大大气气圈圈、、水水圈圈和和生生物物圈圈的的硫硫同同位位素素组组成成
这一反应过程产生的同位素动力 分 馏 K1/K2=1.000~1.025 。 即 d34S 值 为 +20‰ 的 海 水 与 玄 武 岩 反 应 生 成 的 硫 化 物 d34S 值 为 +20‰~5‰（图6.5.1d）。
2. 硫同位素的热力学平衡分馏
• 在热力学平衡状态下，不同价态的硫的同位素分 馏具有如下特征：
第四章、硫同位素地球化学
第一节、硫同位素组成和分馏 第二节、硫同位素在地质体中的分布 第三节、硫同位素地质应用
第二节、不同地质储库的硫同位素 组成
一. 大气圈、水圈和生物圈的硫同位素组成 二. 地外物质的硫同位素组成 三. 各类地球岩石的硫同位素组成
1 火成岩 2 变质岩 3 沉积岩 4 化石燃料
• 现代大洋沉积物中黄铁矿d34S值平均变化范围为-20‰~10‰。个别样品d34S值可低至-50‰以下或者高达+20‰以 上。
3 沉积岩
• 沉积物中的硫有多种不同存在形式，如黄铁矿、酸挥发性 硫化物（Acid-Volatile Sulfide），干酪根、沥青、硫酸盐 和元素硫。
• 相对于海水硫酸盐，黄铁矿通常是最贫34S的。而酸挥发 性硫化物和干酪根中硫的d34S值稍高于黄铁矿。元素硫主 要赋存在表层沉积物中，很可能是通过沉积物—水界面扩 散上来的硫化氢氧化的结果。
二. 地外物质的硫同位素组成
• 各类陨石的硫含量不同。铁陨石最富硫，其次是球粒陨石， 无球粒陨石硫含量最低。
• 铁陨石的硫同位素组成变化极小，δ34S值为0.0‰～ +0.6‰。 • 碳质球粒陨石全岩硫δ34S值接近于铁陨石，为+0.4‰，但不
同含硫相间存在明显的硫同位素分馏， –硫酸盐δ34S值为 -1.3‰～-1.6‰， –元素硫δ34S值为 +1.5‰～+1.8‰， –而硫化物（FeS）δ34S值为 +2.6‰～+3.0‰。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
对于H2S开放的体系，即 生成的H2S迅速转变成金 属硫化物而从体系中沉 淀出来，则开始时硫化 物的d34S值很低，但晚阶 段形成的硫化物的d34S值 可大于海水硫酸盐的初 始值(~+20)
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
对于H2S封闭的体系，即 生成的H2S未形成金属硫 化物而离开体系，那么 硫化物的d34S值也是由低 变高。在还原作用接近 结束时，硫化物的值接 近于海水硫酸盐的初始 值。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
• 在温度>50℃时，含硫有机
P2 O
4 7
，
即
SO
2 4
与三磷酸腺苷（ATP）反应，形成
五磷酸腺苷硫酸盐（APS）和焦磷
酸盐。
此步反应中，由于 S-O 键未破坏，基本上没有 发生同位素分馏
硫酸盐的细菌还原是自然界中最重要的硫同位素分 馏过程。这一过程十分复杂，可分为五个步骤进行:
步骤 3
4 5
反应式
同位素分馏情况
硫酸盐还原为亚硫酸盐：
细菌释放出还原过程中形成的 H2S
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏 大小，与还原细菌的种类、还原反应速 度及体系的开放与封闭程度等因素有关。
在对硫酸盐开放的环境中， 如自然界的深海或静海环 境，还原消耗掉的可从上 覆海水中不断得到补充， 使得同位素组成基本保持 不变。此种环境下形成的 硫化物具有相对稳定的 d34S值，K1/K2值为 1.040~1.060，即硫化物的 d34S值比海水硫酸盐的低 40‰~60‰（图6.5.1a）。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
在硫酸盐组分的补给速度 低于其还原速度的封闭、 半封闭环境中，由于富32S 的硫酸盐优先被还原成 H2S ， 因 此 最 初 形 成 的 硫 化 物 的 d34S 值 最 低 。 随 着 还原作用的进行，越是晚 期 形 成 的 硫 化 物 ， d34S 值 就越高。
和正价的硫酸盐（+4价和+6价）。不同的含硫化合
物之间由于价态的不同、化学键强度的强弱不同，
会产生明显的硫同位素分馏效应。
各种硫化物和硫酸盐的稳定性和溶解度 不同，如硫化物在低温水溶液中极难溶， 而硫酸盐的溶解度则相当大，造成富34S硫 酸盐被溶解并带走，留下富32S的硫化物， 发生两者的机械分离。
0.02
硫同位素组成表示为d34S：
• 标准为迪亚布洛峡谷铁陨石中陨硫铁 （CDT）。
•
自 然 界 中 硫 同 位 素 的 分 馏 十 分 大 ， d34S 值 变 化
可达180‰。这与硫同位素的质量差和一系列化学性
质有关。
•
硫是一种变价元素，在不同的氧化还原条件下，
可形成负价的硫化物（-2价和-1价）、自然硫（0价）
二2.. 地地外外物物质质的的硫硫同同位位素素组组成成
月球岩石中，硫主要以硫化铁（FeS）形式存在。 月球玄武岩的d34S值为-0.2‰ ~ +1.3‰； 角砾岩的d34S值稍高，为+3.3‰ ~ +3.6‰； 而月壤的d34S值最高，为+4.4‰ ~ +8.8‰。
对于从玄武岩→角砾岩→月壤34S富集的趋势，目前还无很有 说服力的解释。一种理论认为，在太阳风的影响下，粒子轰 击使32S以H2S形式逸失(Des Marais, 1983)。
一1..大大气气圈圈、、水水圈圈和和生生物物圈圈的的硫硫同同位位素素组组成成
大气中硫的来源有两种： 2人工污染源，如:
各 种 化 石 燃 料 燃 烧 后 释 放 的 SO2 （ δ34S=-20‰ ～ +20‰）； 金 属 硫 化 物 矿 石 冶 冻 产 生 的 SO2 （ δ34S=-30‰ ～ +20‰）； 石膏加工的粉尘（δ34S=+10‰～+30‰）。
质受热分解，生成H2S，从而 产生硫同位素动力分馏， K1/K2=1.015。
• 例如起始物质的d34S值接近
海水硫酸盐时（+20‰），则 热 分 解 形 成 的 H2S 的 d34S 值 为 +5‰±5‰（图6.5.1b）。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
三. 各类地球岩石的硫同位素组成
1 火成岩
基性—超基性岩石的d34S值与陨石硫十分相近， 变化范围很小，为±1‰。 由于地壳硫的混染作用、海水蚀变作用或岩浆去 气作用的影响，有些基性—超基性岩石也可能呈 现较大的硫同位素组成变化（>10‰）。
1 火成岩
花 岗 岩 和 伟 晶 岩 的 d34S 值 为 13.4‰~+28.7‰ 。 磁 铁 矿 系 列 花 岗 岩 d34S 一 般为正值（+1‰~+9‰），高于钛铁矿系列 花岗岩的d34S值（-11‰~1‰）。
水圈中发生的氧化与还原过程相当复杂。 水体中溶解硫酸盐被细菌还原成H2S，d34S值可降 低0~50‰。如果反复还原—氧化—还原，则可能 形成十分贫34S的H2S，
如: 捷克某地地下水中S2-的d34S值为-62‰。加拿大西部某 泉水中水溶的d34S值为+25‰，而与藻类伴生的氧化菌把贫 34S的HS-氧化，使产物的d34S值为0‰。
1 火成岩
中酸性火山喷出岩的d34S值变化比相应 深成岩大，且一般d34S为正值，其硫同位素 组成变化与火山气中H2S和SO2的去气作用 及火山喷发时海水硫的混染作用等因素有 关。
2 变质岩
• 变质岩的硫同位素组成与变质岩原岩、变质作用过程中的 水—岩反应和同位素交换、和变质脱气作用等因素有关。 大多数变质岩的d34S值变化为-20‰~+20‰。
• 某地遭受区域变质的含硫化物石墨片岩的d34S值为-27‰，
说明它们仍保留了富有机质沉积原岩的硫同位素特征。
• 在温度>500℃的变质岩中，共生的黄铁矿—磁黄铁矿可在
毫米级至厘米级范围内达到新的同位素平衡，反映真实的
变质温度。
3 沉积岩
• 海 洋 沉 积 物 中 硫 化 物 的 d34S 值 通 常 比 海 水 硫 酸 盐 低 20‰~60‰。
• 细菌还原、 • 有机质分解、 • 有机还原 • 无机还原等过程
硫酸盐的细菌还原是自然界中最重要的硫同位素分 馏过程。这一过程十分复杂，可分为五个步骤进行:
步骤 1
2
反应式
同位素分馏情况
细菌吸收硫酸盐
伴 有 -2.8 ‰ 的 动 力 学 分 馏
硫酸盐的有机结合：
SO
2 4
ATP
APS
程度等因素有关。
随着温度升高，水溶硫酸盐可与 有机物发生还原反应。如 T~250℃:
硫酸盐有机还原反应的速率一般 较快，硫同位素分馏很小（图 6.5.1c）。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
在玄武岩与海水相互作用中，硫 酸盐还原形成黄铁矿等硫化物。 如：
生物体中的硫主要赋存于蛋白质中。生 物体通过同化硫酸盐还原作用来合成有机硫 化合物。无论是淡水中植物还是海洋中生物， 其δ34S值均比水中溶解硫酸盐的低一些。这 是因为在生物体内硫酸盐还原过程存在在 +0.5‰～-4.5‰的同位素分馏。
一1..大大气气圈圈、、水水圈圈和和生生物物圈圈的的硫硫同同位位素素组组成成
二2.. 地地外外物物质质的的硫硫同同位位素素组组成成
碳质球粒陨石不同含硫相间存在明显的硫同位素分馏， 硫酸盐δ34S值为-1.3‰～-1.6‰， 元素硫δ34S值为+1.5‰～+1.8‰， 而硫化物（FeS）δ34S值为+2.6‰～+3.0‰。
这种硫酸盐比硫化物更富32S的现象与地球上的硫同位素 分馏刚好相反。这是因为在陨石中硫酸盐是通过硫与水的氧化 反应形成的，动力学分馏效应使氧化产物富32S(Monster et al., 1965)。
一.大气圈、水圈和生物圈的硫同位素组成
大气中存在两种形式的硫： 气溶胶中硫酸盐 气态的H2S和SO2。
大气中硫的来源有两种： 1天然来源，如: 火山喷发带来的SO2或H2S（δ34S=-10‰ ～ + 10‰）； 海水蒸发盐（δ34S= +20‰）； 生物成因形成的H2S或有机硫（δ34S= -30‰ ～ +10‰）。
第四章、硫同位素地球化学
第一节、硫同位素组成和分馏 第二节、硫同位素在地质体中的分布 第三节、硫同位素地质应用
第一节、硫同位素组成和分馏
• 一、基本原理
• 二、硫同位素的分馏
一、基本原理
• 硫有4个稳定同位素（32S、33S、34S和36S）
• 元素 硫
同位素 32S 33S 34S
36S
百分比（%） 95.02 0.75 4.21
第一节、硫同位素组成和分馏
• 一、基本原理
• 二、硫同位素的分馏
二、硫同位素的分馏
1、动力学分馏 2、热力学平衡分馏
1. 硫同位素的动力学分馏效应
海水硫酸盐（d34S=+20‰）以不同方式还原形成硫化物 过程中的硫同位素组成分布（据Ohmoto & Rye，1979）
• 硫酸盐还原形成 硫化物过程会产 生显著的同位素 动力学分馏，主 要包括:
APS+H++Fe2+→
SO
2 3
+AMP
即
APS
与
H+和
Fe2+反应，还原形成
SO
2 3Leabharlann 和单磷酸腺苷。当形成的亚硫酸盐还没有被迅
速还原为
H2S
时，
SO
2 3
与
SO
2 4
之间可发生同位素交换
平衡，25℃时，α=1.024
有机络合的亚硫酸盐还原成 H2S：
SO
2 3
H
H 2S
H2O
有明显的动力学分馏
3 沉积岩
• 海洋沉积物中黄铁矿主要是通过细菌还原 海水硫酸盐形成的，反应式如下：
• • 因此，沉积物中黄铁矿的量受硫酸根离子
浓度、有机质含量、孔隙水中Fe2+离子含量 等因素控制。
3 沉积岩
• 沉积岩中硫同位素的分布主要受氧化 还原作用所控制
一1..大气圈、水圈和生物圈的硫同位素组成
大气中硫同位素组成随物质来源的不同变化很大。 例如: 在加拿大南部，大气δ34S值冬天高，夏天低。
其原因是冬天大气中硫的来源以化石燃烧和工业源 为主，而夏天有大量富32S的生物成因硫从土壤、植 被、沼泽、湖泊和湿土中释放进入大气。
一1..大大气气圈圈、、水水圈圈和和生生物物圈圈的的硫硫同同位位素素组组成成
这一反应过程产生的同位素动力 分 馏 K1/K2=1.000~1.025 。 即 d34S 值 为 +20‰ 的 海 水 与 玄 武 岩 反 应 生 成 的 硫 化 物 d34S 值 为 +20‰~5‰（图6.5.1d）。
2. 硫同位素的热力学平衡分馏
• 在热力学平衡状态下，不同价态的硫的同位素分 馏具有如下特征：
第四章、硫同位素地球化学
第一节、硫同位素组成和分馏 第二节、硫同位素在地质体中的分布 第三节、硫同位素地质应用
第二节、不同地质储库的硫同位素 组成
一. 大气圈、水圈和生物圈的硫同位素组成 二. 地外物质的硫同位素组成 三. 各类地球岩石的硫同位素组成
1 火成岩 2 变质岩 3 沉积岩 4 化石燃料
• 现代大洋沉积物中黄铁矿d34S值平均变化范围为-20‰~10‰。个别样品d34S值可低至-50‰以下或者高达+20‰以 上。
3 沉积岩
• 沉积物中的硫有多种不同存在形式，如黄铁矿、酸挥发性 硫化物（Acid-Volatile Sulfide），干酪根、沥青、硫酸盐 和元素硫。
• 相对于海水硫酸盐，黄铁矿通常是最贫34S的。而酸挥发 性硫化物和干酪根中硫的d34S值稍高于黄铁矿。元素硫主 要赋存在表层沉积物中，很可能是通过沉积物—水界面扩 散上来的硫化氢氧化的结果。
二. 地外物质的硫同位素组成
• 各类陨石的硫含量不同。铁陨石最富硫，其次是球粒陨石， 无球粒陨石硫含量最低。
• 铁陨石的硫同位素组成变化极小，δ34S值为0.0‰～ +0.6‰。 • 碳质球粒陨石全岩硫δ34S值接近于铁陨石，为+0.4‰，但不
同含硫相间存在明显的硫同位素分馏， –硫酸盐δ34S值为 -1.3‰～-1.6‰， –元素硫δ34S值为 +1.5‰～+1.8‰， –而硫化物（FeS）δ34S值为 +2.6‰～+3.0‰。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
对于H2S开放的体系，即 生成的H2S迅速转变成金 属硫化物而从体系中沉 淀出来，则开始时硫化 物的d34S值很低，但晚阶 段形成的硫化物的d34S值 可大于海水硫酸盐的初 始值(~+20)
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
对于H2S封闭的体系，即 生成的H2S未形成金属硫 化物而离开体系，那么 硫化物的d34S值也是由低 变高。在还原作用接近 结束时，硫化物的值接 近于海水硫酸盐的初始 值。
硫酸盐细菌还原过程产生的同位素分馏大小，与还 原细菌的种类、还原反应速度及体系的开放与封闭
程度等因素有关。
• 在温度>50℃时，含硫有机
P2 O
4 7
，
即
SO
2 4
与三磷酸腺苷（ATP）反应，形成
五磷酸腺苷硫酸盐（APS）和焦磷
酸盐。
此步反应中，由于 S-O 键未破坏，基本上没有 发生同位素分馏
硫酸盐的细菌还原是自然界中最重要的硫同位素分 馏过程。这一过程十分复杂，可分为五个步骤进行:
步骤 3
4 5
反应式
同位素分馏情况
硫酸盐还原为亚硫酸盐：