（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013）

近年來(lái)，隨著樣品純化技術(shù)的改進(jìn)以及MC-ICP-MS的發(fā)展，其高電離率和穩(wěn)定的質(zhì)量分餾行為特點(diǎn)，使得Mo同位素組成的高精度測(cè)量成為可能。Mo同位素的研究也廣泛發(fā)展起來(lái)，并成為近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的穩(wěn)定金屬同位素（非傳統(tǒng)）地球化學(xué)的熱點(diǎn)，可用來(lái)示蹤各種地質(zhì)過(guò)程：古環(huán)境演化（周煉等，2008）、成礦物質(zhì)來(lái)源（宋世明等，2011）、海洋Mo的循環(huán)（溫漢捷等，2010；劉潔等，2015）等。

1 Mo同位素地球化學(xué)特征

Mo有7種穩(wěn)定同位素：92Mo（14.84%）、94Mo（9.25%）、95Mo（15.92%）、96Mo（16.68%）、97Mo（9.56%）、98Mo（24.13%）和100Mo（9.63%）。Mo同位素存在約8.00%的原子量差異，以及存在多個(gè)價(jià)態(tài)和容易形成共價(jià)鍵，而發(fā)生質(zhì)量分餾。Mo同位素主要來(lái)源于風(fēng)化和侵蝕含Mo的巖石、礦物和低溫?zé)嵋旱妮斎搿?/p>

在氧化條件下，水體中的Mo同位素因鐵錳（氫）氧化物吸附作用而發(fā)生分餾，較輕的Mo同位素富集在鐵錳（氫）氧化物中，而較重的Mo同位素留在水中（張羽旭等，2008）；在還原條件下，水體中H2S和HS-的含量影響著Mo同位素分餾，從而使Mo的化學(xué)形式發(fā)生變化，MoO42-向MoXS4-X2-（x=0-3）轉(zhuǎn)變，溶解Mo并進(jìn)入沉積巖中（周煉等，2007）。

2 Mo同位素測(cè)試方法

Mo同位素一般采用δ值來(lái)表示樣品與標(biāo)樣之間的同位素組成差異，常用98Mo/95Mo或97Mo/95Mo來(lái)表示，即表達(dá)方式為：

δ98（97）Mo/95Mo=

[(98（97）Mo/95Mo)樣品/(98（97）Mo/95Mo)標(biāo)樣-1]×1000

使用MC-ICP-MS儀器測(cè)量不同類別的地質(zhì)樣品的Mo同位素的值之前，需要對(duì)樣品中的Mo同位素進(jìn)行樣品消解、分離提純，以及后續(xù)的MC-ICP-MS儀器質(zhì)量矯正。樣品消解常用HCl、HNO3、HF和王水等試劑進(jìn)行微波消解和灰化，需要在通風(fēng)良好的環(huán)境下操作?？刹捎藐帯㈥?yáng)離子交換樹脂雙柱法方法分離提純的方法提純樣品，以去除同質(zhì)異位素的干擾和減少基體成分的影響，保證樣品的分析精度。純化后的樣品溶液進(jìn)入MC-ICP-MS儀器后，離子之間的化學(xué)效應(yīng)會(huì)引起同位素質(zhì)量分餾，可以使用采用元素內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行矯正。

3 Mo同位素在自然界中分布

海水：大陸地殼在風(fēng)化過(guò)程中，產(chǎn)生高價(jià)態(tài)的Mo以MoO42-的形式溶于水中并隨著河流進(jìn)入海洋。Mo具較高濃度以及較長(zhǎng)的滯留時(shí)間，這使得全球海水中Mo同位素組成非常的均一，其δ97/95Mo的值為1.55‰±0.17‰（溫漢捷等，2010）。

Fe-Mn氧化物：Fe-Mn氧化物是海水Mo質(zhì)量平衡的重要儲(chǔ)庫(kù)，在現(xiàn)代海洋中其δ98/95Mo的值變化范圍為-0.09‰～-0.8‰，與Mo的濃度無(wú)關(guān)。

火成巖：火成巖中的俯沖帶玄武巖的δ98/95Mo分布范圍在-0.09‰～0.25‰。深部物質(zhì)上升到地表過(guò)程中，Mo以MoX+（X=4、6）形式溶于花崗巖巖漿，形成Mo的硅酸鹽和Mo-OH硅酸鹽的化合物。吉黑東部地區(qū)的斑巖型鉬礦床的δ98/95Mo值（0.17‰～1.49‰）均略高于花崗巖，推測(cè)成礦物質(zhì)來(lái)源于巖漿-熱液作用的殼源花崗巖（侯雪剛，2018）。

碎屑沉積巖：不同的沉積環(huán)境下形成的碎屑沉積物具有不同δ98Mo變化范圍，可以指示沉積環(huán)境的氧化還原條件。揚(yáng)子克拉通北緣的二疊紀(jì)晚期峨眉山地幔柱的噴發(fā)過(guò)程中，古海水產(chǎn)生的大量硫化氫與同期海相沉積巖明顯偏正的δ98Mo有一定相關(guān)性（周煉等，2008）。

黑色頁(yè)巖：在還原條件下，水中的Mo同位素富集于黑色頁(yè)巖中；隨著環(huán)境的發(fā)生改變，不同地質(zhì)時(shí)期的δ98/95Mo也發(fā)生了改變，可以用來(lái)示蹤黑色頁(yè)巖被俯沖之后的演化過(guò)程。

隕石：在地球的氧逸度相對(duì)較低的時(shí)候，Mo酶通過(guò)催化作用參加生物的生命演化過(guò)程。而隕石提供高價(jià)Mo同位素：在動(dòng)力學(xué)作用下，氧化型的CK隕石存在的高價(jià)態(tài)Mo同位素發(fā)生揮發(fā)，Mo同位素出現(xiàn)偏正分餾，較輕的Mo同位素優(yōu)先丟失，而較重的Mo同位素相對(duì)較富集（張英男等，2016）。

4 Mo同位素的分餾機(jī)制

在氧化環(huán)境下，Mo同位素因鐵錳（氫）氧化物吸附作用而發(fā)生分餾，較輕的Mo同位素富集在鐵錳（氫）氧化物中，而較重的Mo同位素留在水中，分餾可以達(dá)到3‰，并且海水中Mo同位素分餾在地質(zhì)歷史時(shí)期中是恒定的（朱祥坤等，2013；張明亮等，2017）。在缺氧環(huán)境下的Mo同位素分餾介于氧化和硫化環(huán)境之間，缺少氧氣和硫化氫而使Mo同位素分餾受阻，則可能會(huì)生成中間的硫代硫酸鹽（MoO4-XS2-X）（朱祥坤等，2013）。

5 Mo同位素在地質(zhì)中的應(yīng)用

5.1 示蹤古環(huán)境演化

古大陸邊緣碎屑沉積巖的Mo同位素變化與區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)及產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)存在一定的相關(guān)性，可以作為指示區(qū)域古環(huán)境演化的有效示蹤劑。測(cè)定揚(yáng)子克拉通古大陸邊緣二疊紀(jì)晚期的Mo同位素在硫酸鹽還原作用產(chǎn)生的HS-作用下而富集，并恢復(fù)了不同時(shí)期沉積巖的有機(jī)碳埋藏速率（周煉等，2008）。

5.2 示蹤成礦物質(zhì)的來(lái)源

大降坪黃鐵礦礦床的Ⅲ號(hào)礦體δ97/95Mo為-0.02‰～0.29‰，與來(lái)源于海底熱液的輝鉬礦Mo同位素相似；Ⅳ號(hào)礦體δ97/95Mo為-0.70‰～0.62‰，變化范圍較大，其成礦流體的氧化還原性質(zhì)發(fā)生了改變，其為后期熱液改造而成礦（宋世明等，2011）。

5.3 示蹤海洋Mo的循環(huán)

海洋中Mo的循環(huán)受到海水的氧化還原條件和Mo同位素分餾特性影響。華南下寒武統(tǒng)地層的Mo同位素組成范圍變化較大，其δ97/95Mo值為-0.3‰～1.4‰，總變化為1.7‰；整個(gè)地史時(shí)期海水的Mo同位素組成變化基本與沉積環(huán)境的氧化還原變化有關(guān)，沉積物比值變化影響Mo同位素組成，而沉積物比值則與大氣和海洋中氧化還原狀態(tài)有關(guān)（溫漢捷等，2010）。

貴州織金地區(qū)的非靜海相磷礦的研究剖面的δ98Mo值的變化范圍為1.07‰～2.45‰，平均為1.77‰±0.08‰，其古海洋的δ98Mo的數(shù)據(jù)偏向于2.45‰那一端元的同位素，與現(xiàn)代海洋的δ98Mo值（約2.34‰）很相近，表明早寒武世的全球海洋的氧化程度已經(jīng)接近現(xiàn)代海洋的氧化程度水平；而δ98Mo的數(shù)據(jù)偏向于1.07‰那一端元同位素則被鐵錳氧化物吸附而沉淀（劉潔等，2015）。

6 結(jié)語(yǔ)與研究展望

Mo同位素與其他非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素相似，可以用來(lái)示蹤各種地質(zhì)過(guò)程和演化歷史：古環(huán)境演化、成礦物質(zhì)來(lái)源和海洋中Mo的循環(huán)等。雖然近年來(lái)Mo同位素得到快速的發(fā)展以及廣泛的應(yīng)用，但是原始數(shù)據(jù)的積累還是較少，前人的研究?jī)?nèi)容主要集中在：Mo同位素分析方法、Mo同位素儲(chǔ)庫(kù)的調(diào)查、Mo同位素分餾機(jī)理、Mo同位素在地質(zhì)中的應(yīng)用；隨著MC-ICP-MS的發(fā)展，可以精確地測(cè)定Mo同位素，并有望在礦床學(xué)、古環(huán)境和巖石學(xué)等領(lǐng)域獲得更多的應(yīng)用。