沉积硼酸盐矿物硼同位素组成特征及控制因素研究

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δ11 B值,分析发现硼酸盐矿物δ11 B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δ11 B值存在显著差异,说明硼源是决定δ11 B值的第一要素.同一矿床及全球沉积硼酸盐矿物间δ11 B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δ11 B值:(1)次生硼酸盐矿物δ11 B值比原生硼酸盐矿物低2‰～4‰,这是由于脱水反应中11 B倾向进入流体相;(2)次生硼酸盐矿物δ11 B值比原生硼酸盐矿物高0‰～1‰,这是因为瑞利过程中10 B优先进入固相造成后期沉积硼酸盐矿物δ11 B值升高0.3‰～2.5‰;(3)后期流体作用会显著改变δ11 B值,主要表现在硅—锶硼酸盐矿物δ11 B值与原生硼酸盐矿物具有显著差异.