作者:Andrey Bekker 来源:《科学》 发布时间:2009-11-30 14:06:09
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科学家揭开硫磺起源之谜

 
一种复杂的地质学过程形成了这种硫化镍样本。
 
(图片提供:Marco Fiorentini,《科学》)
 
如果没有远古火山爆发的帮助——将二氧化硫喷向几十亿年前的天空,你的口袋里可能也不会有多余的“钢镚儿”。并未参与该项研究的美国布卢明顿市印第安纳大学的地球化学家Edward Ripley认为,这一发现解决了一个困扰科学家几十年的难题。
 
矿床中的镍实际上是以硫化镍的形式存在的,后者是一种富集于硫磺中的化合物。美国华盛顿哥伦比亚特区华盛顿卡内基研究所的地球化学家Douglas Rumble指出,硫磺是“非常重要的”物质。它将镍浓缩为一种可以经由商业开采的形式。但是没有人知道这些硫磺到底是从何而来的。它既不是来自曾经淹没镍矿床的远古海水,也不是源自从地幔中涌出的熔化的岩浆,以及包含有大量硫的原始镍沉积物。
 
Rumble与加拿大温尼伯市马尼托巴大学的地球化学家Andrey Bekker,以及其他几位同事,在澳大利亚西部的远古岩石中偶然发现了一条硫磺起源的线索。这些岩石所包含的硫的两种同位素——硫33与硫32——具有与众不同的比例。Rumble指出,只有来自太阳的紫外(UV)光才能够在分解二氧化硫气体的过程中形成这样的分布。当研究人员对采自澳大利亚西部以及加拿大的镍矿石样本进行分析后,他们发现了相同的硫同位素比例。
 
在这些信息的基础上,经过进一步的分析,Rumble、第一作者Bekker和同事在11月20日出版的美国《科学》杂志上提出了一种新的假设。在地球历史的早期阶段,火山爆发将大量的二氧化硫气体喷发到大气当中,在这里,紫外光分解了这些气体,并形成了出乎意料的硫同位素比率。这些硫随后通过降雨沉降下来,并在海底的沉积床中积聚。随着时间的流逝,来自海底不同地区的地热通道中的高温水流将这些硫变成了硫化物。最终,携带着镍的岩浆从地幔中涌出,并与硫化物结合成硫化镍。这些化合物会嵌入火成岩的内部,形成所谓的科马提岩。
 
依据地质学的时间比例,上述整个过程就像闪电一样迅速。Bekker说,它很可能只用了几百万年的时间便完成了。他指出,一旦沉积物被岩浆所吸收,或许只需要“几十年便形成了矿床”。(来源:科学时报 群芳)
 
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