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【其他】科学家在溶液中发现硫元素新形式
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法国和德国研究人员日前在溶液中首次发现了硫元素的离子形式S3－，这一成果将有助于他们对地质结构进行深入研究。 该研究由法国国家科研中心和德国拜罗伊特大学等机构共同完成。研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说，科学界此前普遍认为，硫元素在地壳中只以硫化物和硫酸盐两种形式存在。一些地质学家推测，地壳深处流动的热液中可能存在硫元素的其他形式，但由于埋藏太深、探测器无法取到样本，因此这一猜想始终没有得到证实。为了得到问题的答案，法德两国研究人员模拟地壳深处高温高压的环境，制出了类似的溶液。 在分析这些溶液的成分时，研究人员发现了硫元素的离子形式S3－，此前，它被认为只存在于硅酸盐玻璃和群青颜料中，而不会出现在溶液中。科学家还注意到，与硫化物和硫酸盐不同，S3－在溶液中具有很强的“机动能力”，它能携带一些贵金属在地壳的热液中流动，成为运送这些金属元素的主要载体。 研究人员认为，上述发现能够帮助他们更深入地了解部分地质层的结构，并由此锁定金、铜等贵金属在地壳中的神秘“行踪”。（来源：新华网 李学梅） The S3– Ion Is Stable in Geological Fluids at Elevated Temperatures and Pressures Gleb S. Pokrovski1,* and Leonid S. Dubrovinsky2 + Author Affiliations 1Géosciences Environnement Toulouse (GET, ex-LMTG), UMR 5563 of CNRS, Université Paul Sabatier, 14, avenue Edouard Belin, F-31400 Toulouse, France. 2Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth, Germany. *To whom correspondence should be addressed. E-mail: gleb.pokrovski@get.obs-mip.fr Abstract The chemical speciation of sulfur in geological fluids is a controlling factor in a number of processes on Earth. The two major chemical forms of sulfur in crustal fluids over a wide range of temperature and pressure are believed to be sulfate and sulfide; however, we use in situ Raman spectroscopy to show that the dominant stable form of sulfur in aqueous solution above 250°C and 0.5 gigapascal is the trisulfur ion S3–. The large stability range of S3– enables efficient transport and concentration of sulfur and gold by geological fluids in deep metamorphic and subduction-zone settings. Furthermore, the formation of S3– requires a revision of sulfur isotope–fractionation models between sulfides and sulfates in natural fluids. |
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