沉积硼酸盐热作用过程中的硼同位素变化     

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   

沉积硼酸盐矿物硼同位素组成特征及控制因素研究          下载免费PDF全文

彭章旷  马云麒  彭齐鸣 《盐湖研究》2022,30(3):112-121

硼资源主要来自沉积硼酸盐矿床,其硼同位素组成携带着丰富的成矿及蚀变信息。通过室内模拟实验及统计全球沉积硼酸盐矿物δ¹¹B值,分析发现硼酸盐矿物δ¹¹B值主要受硼源、硼酸盐结构、pH值、后期蚀变及瑞利过程影响。不同试剂合成及不同盐湖产出的硼酸盐矿物δ¹¹B值存在显著差异,说明硼源是决定δ¹¹B值的第一要素。同一矿床及全球沉积硼酸盐矿物间δ¹¹B值均表现出钠硼酸盐(硼砂、三方硼砂、贫水硼砂)＞钠—钙硼酸盐(钠硼解石、硼钠钙石)＞镁硼酸盐(多水硼镁石、柱硼镁石、库水硼镁石)＞钙硼酸盐(硬硼钙石、板硼石、白硼钙石、三斜硼钙石)＞钙—镁硼酸盐(砷硼镁钙石、水方硼石),这与硼酸盐矿物中BO₃/BO₄比值及卤水pH值有关。原始沉积硼酸盐后期埋藏过程经历的蚀变反应会改变δ¹¹B值:(1)次生硼酸盐矿物δ¹¹B值比原生硼酸盐矿物低2‰～4‰,这是由于脱水反应中¹¹B倾向进入流体相;(2)次生硼酸盐矿物δ¹¹B值比原生硼酸盐矿物高0‰～1‰,这是因为瑞利过程中¹⁰B优先进入固相造成后期沉积硼酸盐矿物δ¹¹B值升高0.3‰～2.5‰;(3)后期流体作用会显著改变δ¹¹B值,主要表现在硅—锶硼酸盐矿物δ¹¹B值与原生硼酸盐矿物具有显著差异。  相似文献   

盐湖硼酸盐沉积对于辽东硼矿床形成的指示意义          下载免费PDF全文

彭章旷  马云麒 《盐湖研究》2020,28(1):78-85

辽东古元古代变质硼矿床是我国最重要的硼矿资源,然而由于该区物质组成多样,构造演化复杂的特点,导致对于硼矿的物质来源、构造环境及成矿过程的认识存在很大差异。目前多数学者认为辽东硼矿床经历了早期的盐湖硼酸盐沉积阶段及晚期构造热事件引起的变质作用阶段。当前的研究认为古元古代辽东地区处于活动大陆边缘,且发育大量的钙碱性岩浆活动,这与第三纪以来的大型硼酸盐沉积矿床形成的构造环境及岩浆活动相似。结合现代盐湖体系下的硼酸盐沉淀物理化学条件讨论辽东地区古元古代沉积硼酸盐特征,根据硼同位素组成探讨物质来源及构造环境,发现辽东地区的硼矿床存在钠硼解石、硬硼钙石两种硼酸盐的沉积,硼同位素组成显示其硼源应来源于俯冲板块下蛇纹石及海相沉积物的脱水作用释放的硼,这种硼随钙碱性岩浆活动及热液活动在局限海盆中蒸发形成含水硼酸盐。  相似文献