中国发展报告2010科学技术创新2019.35
魏锡萍
（成都理工大学，
四川成都610059）铁同位素的研究早在上个世纪就开始了，但由于当时的技术条件有限，铁同位素无法准确地测量。测出的数据无法解释其地质过程及地质意义。随着TIMS 的应用，铁同位素得到了准确的测量。后来又有了MC-ICP-MS.铁同位素的测试准确度和精确度都有了更大的提高。因此，铁同位素体系的研究得到了发展。 1铁同位素
Fe 元素的原子序数为26，属于第４周期第Ⅷ族过渡金属元素。Fe 是地球上非常丰度的变价元素，
存在三种不同的价态(0,+2,+3)。其稳定同位素及丰度分别为：54
Fe （5.84%）、56Fe (91.76%)、57Fe(2.12%)、58Fe(0.28%)[1]。作为一种重要的成矿金属元素，Fe 元素是我国矿床学领域研究的重点元素，也因此铁同位素的组成对于研究矿床方面的问题非常重要。
Fe 同位素的表达式为:δ56Fe=［(56Fe/54Fe)样品/(56Fe/54Fe)标样－1］×1000，δ57Fe=［(57Fe/54Fe)样品/(57Fe/54Fe)标样－1］×1000，△57Fe A-B =δ57Fe A －δ57Fe B ，其中δ为千分偏差。目前国际上通用的Fe 同位素标准物质有两种，一是火成岩标样；二是欧洲委员会参考物质及测量协会提供的IRMM014。
目前铁同位素体系中得到的一致结论有：在岩浆过程中，铁的价态会引起铁同位素分馏。相对二价铁矿物，岩浆岩中的三
价铁矿物更易富集铁重同位素。在表生过程中，氧化还原作用造成了铁同位素的分馏。在氧化还原作用下，Fe 2+与Fe 3+物质之间可以相互转化，导致了明显的铁同位素分馏。在常温平衡条件下，δ56Fe 的分馏可以达到3‰。Fe 3+物质中更易富集铁的重同位素。在流体出溶过程中，残余岩浆更富集重的铁同位素，出溶的流体更富集铁的轻同位素。在生物过程中，食物链等级越高，生物就越容易富集铁的轻同位素。在表生蚀变过程中受到高温蚀变形成的产物相对于原矿物富集铁的重同位素，而受到低温蚀变形成的产物则基本保留原矿物的铁同位素组成。
2铁同位素在矿床中的应用
为解决白云鄂博铌铁稀土矿床中Fe 的物质来源问题存在的争议，孙剑、朱祥坤等人[2]测试了该矿床的对铌-稀土-铁矿石、
铌-稀土矿石全岩样品白云岩样品、磁铁矿样品、赤铁矿样品以及长石石英砂岩碳酸岩墙的全岩样品的Fe 同位素。
结果表明，该区平均铁同位素组成为0。以往的研究表明，风化作用和变质作用都不会使全岩的Fe 同位素组成发生明显的分馏。因此可以推测白云鄂博铁矿形成时Fe 同位素组成就较为均一，
与后期的风化、变质作用无关。由于氧化还原作用对Fe 同位素分馏的影响，若假设白云鄂博铁矿是沉积成因的，那么根据铁同位素的分馏原理，含铁碳酸盐矿物的铁同位素值应该远远小于0，这一事实不符，因为测得的δ56Fe-IRMM 值略微偏负。通过铁同位素可以判断白云鄂博矿床的Fe 是火成岩浆成因的。长期以来，宣龙式铁矿的成因有两种不同的认识：生物矿化和生物粘结。李志红等人[3]利用铁同位素进一步限制了矿床的
成因。铁同位素分析结果表明，该矿床赤铁矿的铁同位素组成与铁细菌部分氧化引起的赤铁矿富集重铁同位素的结果非常相似。因此，他们认为宣龙式铁矿应该是一个以铁细菌氧化为
聋儿主的生物粘结矿床，而不是一个生物矿化矿床。另外，在铁矿中没有Ce 的负异常以及铁同位素的正值表明当时的降水环境是低氧或低氧的。
“宁乡式”沉积铁矿的成因有许多不同的观点和认识。闫斌
等
[4]
用铁同位素对宁乡式铁矿中赤铁矿的铁同位素进行了测
试。结果显示样品全岩的Fe 同位素组成比较均一。相对于标准物质IRMM-014，铁矿石样品更富集轻的铁同位素。大致与海底热液的铁同位素组成变化范围相似。由此他们得出结论：
“宁乡式”铁矿的成矿物质很有可能来自海底热液。
坚润堂等[5]人对勐拉县曼萨铁矿床菱铁矿的铁同位素组成
特征进行了研究。他们发现该矿床菱铁矿铁同位素值的组成与海底热液铁同位素组成的分布范围一致，说明该矿床的形成可能与海底热液有关。由于该矿床的菱铁矿形成温度较低，更确定该矿床的形成可能与海底热水活动有关。此外，他们还测量了菱铁矿的铁同位素组成，较为均一。因此他们认为，菱铁矿是喷入海底后，富含铁和其他成矿物质的热水溶液在喷口附近的局限洼地中迅速积累形成的。另外，菱铁矿的铁同位素变化范围较窄，基本未发生铁同位素分馏，因此当时水体的氧流动性可能较低，矿床形成于相对封闭的还原环境。
丁昕等人[6]分析了四川冷水箐镍铜硫化物矿床中共生磁黄
铁矿和黄铜矿的铁同位素组成，
发现了：首先，磁黄铁矿56Fe Po 和对应的黄铜矿56Fe Po 的变化范围非常大。全岩S 含量大于2wt.%的浸染状和半块状矿石中磁黄铁矿和黄铜矿的铁同位素比较均一，由此说明硫化物熔体-硅酸盐熔体处于Fe 同位素平衡状态。而浸染型矿石中硫铁矿的56Fe Po 值较低，且矿石中S 含量在2wt.%以上。结合其他资料，他们推测该矿床的铁同位素特征在地壳混合的硫化物熔融岩浆上涌过程中是摘要：首先对铁同位素体系进行描述，然后通过对前人研究成果的分析，
总结铁同位素在矿床中的应用。对二价铁矿物，岩浆岩中的三价铁矿物更易富集铁重同位素；氧化还原作用会造成铁同位素的分馏；
出溶的流体更富集铁的轻同位素。通过铁同位素可以判断，白云鄂博矿床的Fe 是火成岩浆成因的。“宁乡式”铁矿的成矿物质很有可能来自海底热液。
在岩浆成矿过程中，共生的硫化物间会产生明显的Fe 同位素分馏。
关键词：同位素；矿床；
应用中图分类号:P597文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)35-0034-02
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2019.35科学技术创新异常的。其次，黄铜矿的铁同位素组成比共生磁黄铁矿重。结合以前的研究，他们推测在黄铜矿和共生磁黄铁矿之间发生了很大的铁同位素分馏。这说明在岩浆成矿过程中，共生硫化物之间存在铁同位素分馏作用。
3结论
褫夺公权随着技术的发展，铁同位素作为一种非传统稳定同位素，其测试准确度与精确度会越来越高。目前铁同位素体系也正在越来越快地完善，在各个方面都得到了发展。在矿床学的多方面研究中都显示出了明显的优越性。可以相信，在将来的研究中，其将会为我国的各类矿床研究提供更准确有效的手段。参考文献
[1]司飞.铁同位素地球化学研究[J].四川有金属,2019,2:3-5.[2]孙剑，朱祥坤，陈岳龙等.白云鄂博多金属矿床铁同位素初步研究[J].矿床地质,2010,29:837-838.
[3]李志红，朱祥坤.河北省宣龙式铁矿的地球化学特征及其地质意义[J].岩石学报,2012,28(9):2903-2911.[4]闫斌，孙剑，朱祥坤.Fe 同位素对宁乡式铁矿成因的制约铁[J].地质学报,2015,89:217-218.
[5]坚润堂，杨帆，赵献昆.云南省勐腊县曼洒菱铁矿床Fe 同位素
长白山日报电子版特征及其地质意义[J].岩石矿物学杂志,2017,36(3):389-401.
[6]丁昕,EdwardM.Ripley，王文忠等.岩浆型铜镍硫化物矿床铁同位素特征.中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会[C]，浙江杭州,2019.中国会议.
作者简介：魏锡萍，籍贯：安徽省马鞍山市，研究方向：地球化
学。
高梦竹1张月1陈雪2
（1、黑龙江省气象台，黑龙江哈尔滨1500302、黑龙江省气象服务中心，
黑龙江哈尔滨150030）1概述
东北冷涡是中国东北地区特有的天气系统，属于天气尺度
系统，造成的强降水有明显不对称性和局地性，
给东北冷涡天气预报业务带来了巨大困难，难以掌握冷涡对流性降水的落区、强度和时间[1]。因此，需要从研究冷涡强对流的触发机制入手，
依靠数值模式和现代雷达、卫星等观测设备，
加强对冷涡系统的加密观测，着眼于探究冷涡内部结构特征及其中尺度系统发
生发展的物理机制、中尺度对流系统结构特征，
包括对流不稳定层结、对流的维持和爆发及其与暴雨的关系，分析冷涡暴雨的水汽条件以及与其它系统相互作用激发的强暴雨过程。
本文采用FNL 一日4次再分析资料，分辨率为1°×1°，
并结合Micaps 格式地面、高空观测资料，
对我国东北地区的一次东北冷涡暴雨个例进行研究分析。对2013年7月1～4日的一次东北冷涡过程进行分析，针对冷涡引起的2日08时至20时的主要暴雨时段，从动力条件、水汽收支、层结条件等不同角
度对暴雨成因进行诊断分析。
2环流背景
由500hPa 高度场和风场可知，2013年7月1日08时在内
蒙古东部地区有一个大范围低压系统，
这个低压系统在未来会东移影响我国东北地区。2日02时低压系统向东移动，
涡旋主体仍停留在内蒙古东部，开始影响黑龙江省西部地区。张延治等[2]将东北冷涡暴雨划分为3种类型：西阻型、东阻型及双阻型。
本次过程阻塞高压位于东西伯利亚地区，
属于东阻型。2日08时低压中心主体位置基本不变，影响范围扩大至内
蒙古与整个东北西部交界地区，
同时槽加深发展。2日14时涡旋加强发展，低压中心向东南方向移动至吉林西北部地区。3日
02时低压位置缓慢东移，冷涡强度基本不变，
中心主体位置位于黑龙江省境内。4日20时以后低压系统减弱东摘要：本文采用FNL1°×1°一日四次资料及Micaps 地面高空观测资料，
对2013年7月2日东北地区一次由东北冷涡引起的大范围持续性暴雨过程进行诊断分析，通过对东北冷涡的结构、动力条件、水汽收支和层结状况进行分析研究，结果表明此次暴雨过程中东北地区上空有深厚低压系统，东侧阻塞高压阻止其东移。层结不稳定，对流发展。低层辐合、高层辐散的上升运动，及充足的水汽，为此次暴雨过程提供有利条件。
关键词：东北冷涡；暴雨；
腐蚀疲劳>优酷影视指数盛典水汽条件；层结条件中图分类号:P458.1+21.1文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)35-0035-02（转下页）
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