C.討論
從以上的研究內容我們可以發現,在烏拉地區的矽卡-磁鐵礦礦體中的硫同位素34
的含量是隨著時間和空間而變化的。離礦體中心越遠和生成時間越早則硫同位素34
的含量就越少。這個趨勢可以用在不同型態的礦床上,也證明了礦液演化的過程是
相似的。
黃鐵礦像其他包含硫的礦物一樣,硫同位素34的含量主要控制於礦體生長當時物理
化學的條件。根據熱力學的資料顯示,calcareous生成在攝氏540度到570度左右,
pyroxene-felds
par代換作用發生在攝氏540度到710度,pyroxene-scapolite換質的發生則在480度
到680度,磁鐵礦體則生成在430度到560度。具有epidote和amphibole的組合則在溫
度250度到480ꬊ度發生,chlorite和calcite的組合則在240-300度出現。方解石脈則出現在攝氏35度
到180度中。同時利用熱力學分析矽卡岩-磁鐵礦體的生成過程顯示,礦液造成高溫的
代換作用和黃鐵礦成礦作用是由鹼性高還原能力的岩漿所生成的,隨著溫度的降低酸
性變強而且漸漸發生氧化作用。
根據實驗利用硫化氫溶液模擬顯示,只有當溫度下降到攝氏150度時才會有輕微的黃
鐵礦中硫同位素34富集的現象發生。對於這個結果我們印證實際野外觀察的結果發現
,在礦體中
和周圍高溫代換作用部份岩石的地區發現的黃鐵礦具有相似含量的硫同位素34,而且
和在綠泥石化、碳酸鹽化、方解石脈地區發現的黃鐵礦相比,高溫地區岩石中黃鐵礦
所含的硫同
位素34明顯的少了相當的量。正好和實驗得到在低溫時硫同位素34會發生富集的現象
一致。此外我們也分別實驗了氧化環境下和還原環境下硫化氫溶液從高溫降下時得到
硫同位素34的含量的差異。發現只有在還原的環境下才能將和野外樣本分析結果和實
驗數據作比對,因此我們推論這一個地區的成礦環境條件是屬於還原的環境。
我們也利用硫化氫的實驗結果,回去推算在礦體成礦時礦液所含硫元素的多寡,並估
計當時的溫度。結果顯示這些不同礦床的生成原因可能都是因為岩漿侵入的結果。這
也印證了目前認為矽卡-磁鐵礦體的生成和岩漿活動(火山活動或是岩漿入侵)很有關
係的看法。
我們也考慮了低溫生成黃鐵礦的情況。根據模擬的實驗數據我們可以得到大約在攝氏
250度時生成的黃鐵礦中硫同位素34的含量會比原來礦液少大約20%,可是在實際分析
樣本時發現
硫同位素34含量減少的程度並不過10%。因為環境的酸鹼值會影響含量的差異,一般認
為差易的原因在這裡,有研究結果也顯示黃鐵礦低溫下在代換磁鐵礦時會讓周圍的環
境更具有還原性,似乎可以相互的印證這個觀點。
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