硼掺入Mg(OH)2过程中的硼同位素分馏  

作　　者：肖军[1,2] 肖应凯[1,3] 刘丛强[1] 赵志琦[1] 贺茂勇[3,2] 梁重山[1] 

机构地区：[1]中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002 [2]中国科学院研究生院,北京100049 [3]中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源与化学重点实验室,西宁810008

出　　处：《科学通报》2009年第16期2363-2371,共9页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(批准号:40573013,40776071);中国科学院海外合作伙伴计划资助项目

摘　　要：为确定B掺入Mg(OH)2时的形式及掺入过程中硼同位素组成的变化,进行了不同设定pH(pH设定)的人工合成无Mg海水中B掺入Mg(OH)2的实验.结果表明,B掺入Mg(OH)2非常迅速,4h能达到平衡,平衡后Mg(OH)2中B浓度[B]固和固相与溶液相间的分配系数Kd随pH设定的升高而降低.而且最高的[B]固和Kd均远高于B被金属氧化物或黏土矿物吸附时的对应值,表明B具有很强的掺入Mg(OH)2的能力.平衡时溶液相的δ11B液f均低于原始溶液的δ11B液i,计算的Mg(OH)2与平衡溶液间的硼同位素分馏系数α固-液变化范围为1.0186～1.0220,平均值为1.0203.这充分表明,B掺入Mg(OH)2时11B优先进入固相,这是B(OH)3优先掺入的结果.B(OH)3与Mg(OH)2间的沉积反应是B(OH)3掺入的直接原因.B(OH)3与Mg(OH)2间的沉积反应和B(OH)4-在Mg(OH)2上吸附可能同时存在,并以沉积反应为主,它们决定了B掺入Mg(OH)2时硼同位素特征.与B只以B(OH)4-形式掺入生物碳酸盐不同,B以B(OH)3和B(OH)4-两种形式同时掺入Mg(OH)2,并以B(OH)3优先掺入为主,pH设定越低掺入的B(OH)3比例越高.由于Mg(OH)2普遍存在于石珊瑚中,这将严重影响珊瑚的硼同位素组成δ11B与海水pH的定量对应关系,因此会给δ11B作为古海水pH的代用指标带来极大的不确定性.

关 键 词：硼 同位素分馏 掺入 MG(OH)2 

分 类 号：P734[天文地球—海洋化学]