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1.
硼同位素在矿床学中的应用研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
硼在自然界有两种稳定同位素11B和10B,常采用δ(11B)/10-3来表示不同地质体的同位素组成。由于硼同位素在不同地质体中的分馏作用大,在较大温度范围内岩浆-热液流体中的高活动性和化学性质稳定等方面的优势,使硼同位素在地球科学研究中的作用越来越广泛。控制硼同位素分馏的主要因素是硼源。一般情况下,非海相的硼酸盐矿物和与之相关的电气石的δ(11B)值为负值,而在某些盐湖卤水和与海相环境有关的硼酸盐矿物的δ(11B)值则为正值。目前,硼同位素示踪主要应用于块状硫化物矿床、与花岗岩有关的热液矿床以及盐湖矿床的研究。随着硼同位素分馏机制及其在不同环境地质样品中分布特征的深入研究,硼同位素在解决矿床的成矿物质来源、矿床成因和成矿作用等方面将发挥更大的作用。  相似文献   

2.
彭章旷  马云麒  彭齐鸣 《地质学报》2021,95(7):2160-2168
建立温度与硼同位素变化的关系是研究沉积硼酸盐成岩-变质作用中硼同位素地球化学行为的关键,这有助于准确认识硼酸盐δ11 B值所代表的地质意义.本文以自然产出的三方硼砂和钠硼解石为材料,结合热分解特征研究了不同热作用过程中硼同位素变化.200℃下硼酸盐经历结晶水的脱水反应,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由6.48±0.14‰降低到5.41±0.27‰和由-13.27±0.11‰降低到-15.93±0.23‰.1‰~3‰的硼同位素变化与自然界观察到的由脱水作用形成的次生硼酸盐比原生硼酸盐δ11 B值低2‰~4‰的现象一致.200~300℃间经历羟基的脱水过程,伴随着1‰~2‰的硼同位素降低,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11 B值分别由5.41±0.27‰降低到3.73±0.26‰和由-15.93±0.23‰降低到-17.11±0.11‰.300~670℃间硼酸盐经历物相转化过程,三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由3.73±0.26‰升高到4.59±0.08‰和-17.11±0.11‰升高到-16.08±0.20‰.此过程1‰的硼同位素升高是由硼-氧骨架结构改变造成的.本实验结果可以指示沉积硼酸盐的形成过程,以及埋藏过程中的硼同位素变化规律.硼酸盐脱水过程中会形成具有更高δ11 B值的流体,其可能显著影响内生硼矿的硼同位素组成,因此讨论硼同位素地质意义不能与海相-非海相环境中的硼同位素组成进行简单对比,需要考虑流体演化过程中的硼同位素变化.  相似文献   

3.
硼同位素及其地质应用研究   总被引:25,自引:0,他引:25  
硼的两个稳定同位素(10B 和11B)相对质量差较大,因此,硼同位 素分馏较显著。由于分析测量技术方面的改进和创新, 硼同位素地球化学近年来有了长足 的发展。业已查明,自然界中δ11B值变化为 -37‰~+58‰。其中,较负的 δ11B值见于非海相蒸发硼酸盐矿物和某些电气石,而较正的δ11B值见 于某些盐湖卤水和蒸发海水。现代大洋水的δ11B值十分恒定 (+39,5‰)。原始 地幔的δ11B值估测为-10‰±2‰。陨石的δ11B值很不均一,变化 可达90‰。而月岩的δ11B值变化较小(-6‰~+4‰)。由于硼同位素存在大的 分馏和不同地质体中截然不同的δ11B值,硼同位素地质应用范围十分广泛。目 前,硼同位素在研究星云形成过程和宇宙事件,壳-幔演化和板块俯冲作用过程,判别沉积 环境,研究矿床成因,示踪古海洋和古气候条件,和判断环境污染源区等方面的研究中成效显著。  相似文献   

4.
辽东地区沉积变质硼矿床及硼同位素研究   总被引:2,自引:2,他引:2  
辽东地区元古界硼矿床属于沉积变质硼矿。根据现代盐湖沉积 ,认为硼矿物沉积通常为硼砂 ,然后在区域变质作用过程中 ,硼砂矿物转变为硼镁矿物或硼铁矿等硼酸盐矿物 ,但辽东硼矿床中不同硼矿物的硼同位素有一定差别。电气石富10 B ,δ11B值较低或呈负值 ;而硼镁石与硼镁铁矿类矿物明显富集11B ,δ11B值较高 ,为 +2 3‰~ +17 4‰。根据水岩作用过程中硼同位素分馏特征的研究 ,11B与10 B比较有下列 4个特征 :( 1) 11B属于极不相容元素 ,优先进入水相 ,因此在变质残余矿物相中形成低的δ11B值 ;( 2 )在蚀变和交代变质反应中硅优先替代11B进入矿物晶格 ,因此在硅化交代中可以降低δ11B值 ,而脱硅反应中可以提高δ11B值 ;水化作用中 ,OH-带入11B ,使富水矿物具有较高的δ11B值 ;( 3)热水沉积及热液交代成因电气石均具有较低的δ11B值或者为负值 ;( 4)通过最近的研究表明 ,在热蒸馏过程中 ,硼同位素会发生明显的分馏 ,11B倾向于进入蒸汽相 ,而使残余相或后蒸馏相亏损11B ,形成较低的δ11B值。因此可以认为辽东地区元古界硼矿床属于热水沉积电气石岩在后期区域变质或热变质过程中分解出硼酸气水溶液交代镁碳酸盐形成硼镁石或硼镁铁矿矿物 ,而非蒸发沉积变质矿床。  相似文献   

5.
翁泉沟硼镁铁矿矿床呈层状赋存于南辽河群里尔裕组火山_沉积地层下部的钙镁硅酸盐岩中,是一个大型含铀硼镁铁矿矿床。文章运用LA_MC_ICP_MS硼同位素微区原位测试技术和MC_ICP_MS酸溶法硼同位素测试技术,获得硼镁铁矿矿石中δ11B值为6.9‰~8.2‰;硼镁石δ11B值为7.4‰~7.8‰;变粒岩(上盘)内电气石的δ11B值为4.2‰~4.8‰;蛇纹石化碳酸盐岩中的δ11B值为7.6‰~9.4‰。镁铁矿矿石内磁黄铁矿的δ34SV_CDT值为12.3‰~13.2‰,矿体上下层位中的蛇纹石化大理岩δ13CV_PDB值为-4.6‰~1.8‰,矿床外围同层位的大理岩δ13CV_PDB值为-1.2‰~0.1‰。文章结合该矿床内成矿地层中的蛇纹石化镁质大理岩、橄榄玄武岩和硼镁铁矿的共生关系,认为辽东地区硼酸盐矿床中的硼最初来自富硼海水,后经蒸发和变质作用而形成硼酸盐矿床。  相似文献   

6.
辽东地区古元古代辽河群火山-沉积建造中发育有大规模的菱镁矿矿床和硼酸盐矿床,是中国非金属矿产镁、硼的主产地。文章对这两类非金属矿床进行了主微量元素、稳定同位素(硫和碳)和LA-MC-ICP-MS锆石UPb定年测试。同时,结合部分前人的同位素测试结果对成矿作用进行了探讨,研究表明:1菱镁矿矿石及内部的石膏岩的δ34SV-CDT为15.6‰~26.5‰,硼矿石及其周缘硬石膏和大理岩围岩的δ34SV-CDT值和δ11B值分别为11.6‰~24.3‰和8.8‰~13.9‰,显示为海相蒸发沉积的特征;2菱镁矿矿体内黄铁矿δ34SV-CDT值为16.0‰~20.7‰,硼酸盐矿体内黄铁矿δ34SV-CDT值为12.3‰~13.2‰,显示海相硫酸盐热还原成因的特征;3菱镁矿矿石的δ13CV-PDB值为0.3‰~1.6‰,硼酸盐矿床周缘新鲜大理岩围岩的δ13CV-PDB值为-1.5‰~4.6‰,记录有受古元古代Lomagundi海相蒸发事件影响的碳同位素"正异常"现象;4菱镁矿矿石和硼矿体周缘的镁质大理岩均具有相似的页岩标准化稀土元素配分图和较高的硼含量;5菱镁矿和硼矿矿体上、下盘中的各类变粒岩和浅粒岩的岩浆锆石阴极发光图像相似,均具有的2.2 Ga左右的峰期岩浆锆石年龄。因此,辽吉裂谷北缘斜坡区的菱镁矿矿床和中央凹陷区的硼酸盐矿床可能均形成于2.2 Ga左右的海相蒸发沉积环境,形成于大规模火山喷发沉积活动的间歇期,属裂谷内南北两侧同期异相海相蒸发沉积的产物。  相似文献   

7.
许虹  彭齐鸣  Martin  R.  Palmer 《中国地质》2004,31(3):240-253
辽宁东部古元古界底部地层(南辽河群)中赋存着大型的硼酸盐矿床,含矿层位中广泛分布含电气石的变粒岩和电英岩。空间上这些含电气石的岩石与硼酸盐有着密切的联系,电气石可以作为区域硼矿找矿的标志。已有研究结果表明,该地区的硼酸盐矿床是变质蒸发岩成因。本研究对该区不同产状的电气石和硼酸盐的地质特征,全岩和矿物成分、硼同位素组成进行了分析。本区的电气石包括层状和脉状两大类,而电气石的富集与硼酸盐关系密切,电英岩往往分布在硼酸盐矿体的上盘。而矿体的下盘一般不产出富电气石的岩石。当长英质脉体穿过硼酸盐矿体时,脉体中往往会富集电气石。含电气石岩石的全岩地球化学分析表明,它们的REE及其他微量元素特征以及相关性关系与周围不含电气石的同类岩石十分相似,反映出一种成因上的联系。本区电气石主要属于镁电气石一铁电气石系列,靠近硼矿体的电气石比远离硼矿体的电气石更加富镁,有着更高的Mg/Fe比值。电气石和硼酸盐的硼同位素成分分析显示出二者在同位素组成上的相似性,前者比后者的δ^11B稍低,这可能是由于热液活动过程中同位素分馏的结果。电气石的硼同位素组成在空间上显示出变化规律:远离硼酸盐矿体的电气石的δ^11B值(-5.2‰- 3.6‰)比矿体附近的电气石低(平均 10.5‰)。以上空间和成分上的关系表明硼酸盐可能是形成电气石主要的硼来源,电气石是在热液过程中通过淋滤下伏含硼蒸发岩中的硼形成含硼热液,在与上覆沉积物交代过程中形成含电气石岩石。电气石的条带是热液顺层选择交代的结果。本区电气石与硼酸盐的关系表明,层状电气石可以通过含硼热液交代的方式形成。变质地体中的层状电气石岩石的出现可能与变质蒸发岩有关。这一认识对区域硼矿勘查工作和变质地体的沉积环境分析有借鉴意义。  相似文献   

8.
壳-幔演化和板块俯冲作用过程中的硼同位素示踪   总被引:2,自引:0,他引:2  
蒋少涌 《地学前缘》2000,7(2):391-399
硼同位素是近年来发展起来的一门新兴的稳定同位素地球化学方法。硼有两个稳定同位素 :10 B和11B。硼同位素组成自然界变化十分大 ,δ11B值为 - 37‰~ +58‰。对地幔岩石的硼同位素研究表明 ,原始地幔的δ11B值为 - 10‰± 2‰ ,B的质量分数估算为 (0 2 5± 0 1)×10 -6。相对而言 ,地壳岩石的B含量和δ11B值均较高。由于壳、幔岩石具有不同的B含量和δ11B值 ,硼同位素已被广泛应用于研究壳幔演化和板块俯冲作用过程 ,用于示踪俯冲板块中大洋沉积物和蚀变洋壳在地幔中的循环。  相似文献   

9.
硼酸盐晶体结构特征和硼酸盐矿物的结晶化学分类   总被引:1,自引:0,他引:1  
谢先德 《地质论评》1964,22(3):210-223
硼酸盐矿物最早发现于我国,以后在世界各地均陆续有不少新的硼矿物的发现。据我们最近的初步统计,已发现的含硼矿物已有115种,其中硼酸盐矿物86种,硼硅酸盐矿物26种,硼氟酸盐矿物2种,氢氧化物1种。最近几年来国内外对一系列硼酸盐晶体  相似文献   

10.
东南极拉斯曼丘陵地区麻粒岩相岩石中出露一套罕见的含硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物组合的富硼岩系.由于高级变质作用已使原岩的性质难以确定,变质原岩及其形成环境的恢复变得十分困难,而硼同位素组成则可以作为判定硼来源的有效示踪剂和指相标志.报道了东南极拉斯曼丘陵硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石富硼岩系的硼同位素组成资料,其δ11B值变化范围为-12.0‰~-34.6‰,硼同位素的低比值和其他地质证据表明,其原岩为非海相蒸发硼酸盐岩.  相似文献   

11.
硼特效树脂离子交换法分离B的研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
本文对Amberlite IRA 743 硼特效树脂交换分离B的特征及其影响因素进行了研究。它适用于各种地质样品中B的分离提取,特别是在B同位素地球化学研究时必须进行B纯化的场合。  相似文献   

12.
We present boron isotope and concentration data from magmatic (komatiitic to rhyolitic) and sedimentary geological silicate and artificial glass reference materials that cover a wide spectrum of boron isotope compositions and boron concentrations. Boron isotope compositions were determined by TIMS (Cs2BO2+ -graphite and BO2- method) and boron concentrations by ICP-AES. Boron concentrations ranged from 7 to 159μ g-1 and agree within 14% with published values. Based on replicate analyses of individually prepared sample aliquots an overall external reproducibility of better than 10% was determined. The obtained δ11B values ranged from -12.6 to +13.6% and were reproducible within 1.1 % (2 RSD; excluding NTIMS) on the basis of individually prepared sample aliquots. The δ11B values of JA-1 (+5.3%), JB-3 (+5.9%) and JR-2 (+2.9%) overlap the published data within analytical uncertainty. For the first time δ11B values for the TB (-12.6%) and the MPI-DING glasses GOR-128-G (+13.6%), GOR-132-G (+7.1 %) and StHs6/80-G (-4.5%) are reported. The δ11B values obtained by the Cs2BO2+ -graphite and the BO2- method as well as the majority of δ11B values obtained using different sample preparation methods agree within analytical uncertainty. Therefore, we conclude that none of these analytical methods introduce any systematic error on the obtained δ11B values.  相似文献   

13.
We report in this paper a series of experiments whose purpose is to test the long held idea of boron volatility when neutral to acidic solutions containing traces of boron are evaporated. Boron recoveries have been measured precisely by isotopic dilution and boron isotopic ratios have also been determined. Most of the evaporations have been conducted at 60-65 °C. It was found that no loss of boric acid occurs when c. 1 μg of B is evaporated in water, HCl, HF and acetone solutions. At the same time, we did not observe any associated B isotopic fractionation. In contrast to previous studies on B volatilisation, it was not found necessary to use mannitol to prevent B losses during the evaporation of acidic solutions. Important losses of boron were observed from solutions of methanol, ethanol and organic-rich natural solutions. In the presence of methanol and ethanol, a volatile methyl (or ethyl) borate is likely to be formed. In contrast to these studies, we show that boron is highly volatile when the dried residues of an evaporation are heated further. The sublimation of boron that then occurs can be moderated by the use of mannitol, but a slight increase of the temperature allows B volatilisation. Despite the substantial losses of B by sublimation, no B isotopic fractionation was observed at 60-65 C. The property of boron to sublime was used to separate B from an organic matrix. A miniaturized sublimation apparatus, comprising a 5 ml Teflon beaker, and the associated microsublimation technique are described. The 100% boron recovery and the absence of B isotopic fractionation make this method suitable for extracting B from organic-rich samples.  相似文献   

14.
采用立式亚沸石英蒸馏器,在非流动条件下进行了海水蒸发实验,以研究海水一空气界面硼同位素的行为。将具有不同pH值的天然海水在不同温度下平静地蒸发,采用冷水收集海水蒸汽,实现了无流动空气的真实的蒸发过程,共进行了3种类型的实验。 实验1 将不同pH值((7.71-8.49)的海水在27℃,33℃和40℃下蒸发,蒸发时连续地补充高纯水以维持蒸发液体的体积恒定。收集海水蒸汽,进行蒸汽的硼同位素组成、硼和氯浓度的测定。 实验2将天然海水在33℃下蒸发,蒸发时不补加高纯水.搏派承药蒸干。分捌收集海水蒸汽和蒸干后的固体盐,进行蒸汽和固体盐的硼同位素组成测定。并同时测定不同蒸发阶段海水的pH值。 实验3 将加人不同硼量的天然海水在40℃下蒸发.蒸发时连续地补充高纯水以维持蒸发液体的体积恒定,收集海水蒸汽,进行硼同位素和硼浓度的测定。 硼浓度的结果表明:①在实验1中,蒸汽的硼浓度变化范围是1.51-10.7 μg/L,平均值为5.16 μg/L,随海水pH值升高而降低,但与蒸发温度无关;②在实验2和3中蒸汽硼的浓度要远远高于实验1,而且蒸汽硼浓度与海水硼浓度具有线性的正相关关系;③蒸汽相的Cl/B比(摩尔比值:平均23.4)远远低于海水的Cl/B比(摩尔比值:1485),这表明蒸发时没有将海水喷雾的细珠引人蒸汽中。 硼同位素结果表明: (1)在实验1中,蒸汽的δ11B值除一个以外均低于海水B(OH)3的δ11B值,而高于海水B(OH)4-的δ11B值,而且都比海水的δ11B值高,蒸汽与海水间的平均硼同位素分馏系数为1.0019,这表明在海水蒸发时,11B富集在蒸汽相中。此结果与以前所进行的硼溶液蒸发实验结果一致,但与以前所进行的海水蒸发实验结果完全相反。以前的海水蒸发实验结果表明,10B在蒸汽相富集。这种截然相反的结果要归结于蒸发条件的差异,以前蒸发的海水蒸汽是由流动空气带出,此时非平衡的动力因素将起到重要作用,造成质量轻的10B优先进人蒸汽相。而本次实验在非空气流动条件下进行,B(OH)3和B(OH)-4间的同位素平衡将起主导作用。显然,燕汽的δ11B值与海水的pH值没有明显的关系。 (2)在实验2中,蒸汽与海水间的硼同位素分馏系数要远远高于实验1,特别当海水蒸干前的500 mL蒸汽,分馏系数高达1.0182。而蒸干后的固体盐的δ11B值明显低于原始海水,分馏系数为0.9973。这充分表明,在海水蒸发时,11B优先被蒸发而进人燕汽相。海水蒸发时蒸汽相的δ11B值随蒸发程度呈平方指数形式增加,这与蒸发时残留海水的δ11B值急剧升高有关。 (3)实验3中,蒸汽的δ11B值随海水硼浓度的增加而升高,当硼浓度为19.7 μg/mL和63.5 μg/mL时,硼同位素分馏系数分别为1.0072和1.0107。 海水蒸发时的硼同位素分馏可用于对大气降雨硼来源的研究。在不同时期采集的西宁雨水的δ11B值为12.1‰和9.0‰,受风向的影响甚微,表明西宁地区的大气环境受海洋影响较小,大气中的硼主要来源于陆地。但南海西江石油平台大气降雨的δ11B值明显受风向所控制,高δ11B值(33.2‰)表明其海洋来源,而低δ11B值(8.4‰)表明其陆地来源。以往文献所报道的陆地及其沿海大气降雨的δ11B值变化范围很宽(0.8‰~35‰),但是它们都低于海水的δ11B值,这表明陆地及其沿海大气中的硼主要来源于陆地。 海水中的硼将因洋壳低温蚀变、沉积物吸附以及生物碳酸盐共沉淀从海洋中迁出,这些过程均造成海水10B的贫化。惟独海水蒸发时会造成海水10B的富集,但由于此时硼同位素分馏小,而且与其他因素相比,被海水蒸汽迁出的硼量低,根据计算,海水燕发对古海洋硼同位素组成的影响完全可以忽略不计。  相似文献   

15.
辽宁后仙峪硼矿区 ,含矿层蚀变广泛而强烈 ,且具明显的分带性。其中金云母岩多分布在含矿层外带 ,通过对 1 8件金云母岩样品中B2 O3含量分析 ,表明正常蚀变岩中的金云母岩与硼矿有一定的关系 ,而由闪长玢岩脉体侵入影响下形成的金云母岩则与矿化无关。以此规律指导找矿 ,已取得了良好的效果  相似文献   

16.
大义山地区硼矿地球化学特征及找矿方向   总被引:1,自引:0,他引:1  
张良华  黄良模 《湖南地质》1997,16(4):239-244,279
本文从赋硼地质体入手,研究了大义山地区硼矿床的化学组分,微量元素,稀土元素,包裹体碳,氧同位素的地球化学特征。阐述了硼矿床的物质来源和成矿物理化学条件及元素的迁移富集规律,并结合矿床地球化学异常特征,总结了成矿地球化学模式,指出了两个找矿靶区。  相似文献   

17.
The Istituto di Geoscienze e Georisorse (IGG), on behalf and with the support of the International Atomic Energy Agency (IAEA), prepared eight geological materials (three natural waters and five rocks and minerals), intended for a blind interlaboratory comparison of measurements of boron isotopic composition and concentration. The materials were distributed to twenty seven laboratories - virtually all those performing geochemical boron isotope analyses in the world -which agreed to participate in the intercomparison exercise. Only fifteen laboratories, however, ultimately submitted the isotopic and/or concentration results they obtained on the intercomparison materials. The results demonstrate that interlaboratory reproducibility is not well reflected by the precision values reported by the individual laboratories and this observation holds true for both boron concentration and isotopic composition. The reasons for the discrepancies include fractionations due to the chemical matrix of materials, relative shift of the zero position on the δ11B scale and a lack of well characterized materials for calibrating absolute boron content measurements. The intercomparison materials are now available at the IAEA (solid materials) and IGG (waters) for future distribution.  相似文献   

18.
对中国煤中硼仍缺乏系统研究。有限的数据显示,我国多数煤中含硼介于100~200mg/kg之间,最大达500mg/kg。煤中的硼主要与有机质缔合,其次是与粘土矿物结合。含硼太高将影响植物生长。硼也是反映成煤环境的良好元素。  相似文献   

19.
In 1999 the Istituto di Geoscienze e Georisorse (IGG), with the support of the International Atomic Energy Agency (IAEA), undertook the collection, preparation and distribution of eight geological materials intended for a blind interlaboratory comparison of measurements of boron isotopic composition and concentration. The materials came from Italian sources and consist of three natural waters (Mediterranean seawater and two groundwaters) and five rocks and minerals (tourmaline, basalt, obsidian, limestone and clay). The solid materials were crushed, milled and mixed, in preparation for distribution. Extensive assays performed at the IGG on these materials demonstrated that their boron isotopic and chemical compositions are homogeneous.
Additional homogeneity tests were carried out on solid material fragments at the GeoForschungsZentrum Potsdam, with the specific objective of investigating the suitability of some of them for the calibration in situ of micro-analytical techniques. Two materials, B4 (tourmaline) and B6 (obsidian), proved to be isotopically homogeneous and may become excellent references for in situ microanalyses of boron isotopes.
The materials described here were used as the basis of a major laboratory intercomparison study and are now available for further distribution from either the IAEA (solid materials) or the IGG (waters).  相似文献   

20.
本文初步建立了一种用硼特效树脂和阴、阳混和离子交换树脂相结合进行有孔虫中硼的分离和同位素测定的方法。该方法适用低硼含量 (纳克级 )的微体古生物中的硼的分离和同位素测定 ,分离过程不产生同位素分馏 ,满足了正热电离质谱法测定硼同位素的要求。  相似文献   

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