硼同位素

摘要： 为深入了解辽东半岛古元古代硼矿富集成矿过程中沉积建造的作用,选取辽东宽甸地区杨木杆硼矿开展系列野外考察、室内显微观察与同位素特征研究。该矿床硼矿体产出在辽河岩群里尔峪组和高家峪组内,是胶辽吉造山带内典型的硼镁石型矿床。对不同种类、不同品位矿石进行详细研究,发现变余结构与交代结构是主要的矿石结构特征,反映了明显的后期成矿热液交代过程。不同类型矿石和矿区围岩硫同位素测试显示,硼矿床的矿石δ^(34)S值为14.2‰~19.5‰,平均值为17.7‰,黑云变粒岩和电气变粒岩δ^(34)S值为12.0‰~13.3‰,平均值为12.7‰,蛇纹石化大理岩和蛇纹岩δ^(34)S值为15.6‰~23.1‰,平均值为19.3‰。硫同位素研究结果表明S有来自于辽河群沉积建造和火山建造的特征,结合前人硼同位素研究结果,认为沉积建造在硼矿就位过程中起到了重要作用。虽然硼矿的产出与胶辽吉古元古代造山带的演化密切相关,但活泼的B元素在多种地质过程中均可能活化和重新分布,难以单纯从硼矿的产出来限定胶辽吉造山带早期演化模型。

摘要： ^(10)B同位素在中子屏蔽和探测中有重要的作用,目前大规模生产硼同位素的方法主要是化学交换精馏法。随着^(10)B市场需求的增加,在国产化取代进口的背景趋势下,探索硼同位素分离方法的优化和创新有重要意义。本研究分析了气体扩散法用于^(10)B同位素分离的经济性,并根据市场实际情况估算产品成本。首先分析以BF_(3)为介质的单级扩散分离效应并估算级联规模,接着从设备投资及生产运行成本两方面进行硼同位素生产的经济性分析,并结合实际情况具体分析气体扩散法生产60%和96%丰度^(10)B同位素产品的成本以及影响因素。通过经济性分析发现,采用BF_(3)扩散分离生产^(10)B同位素的成本与市场价格接近且存在一定优化空间。本研究扩展和丰富了硼同位素分离方法,并证明了扩散法生产^(10)B同位素在经济性方面存在潜力。

摘要： 硼在自然界中主要以10B和11B两种形式存在,不同的地球化学过程会引起硼同位素的分馏效应,从而导致土壤、沉积物和自然水中11B和10B丰度比的差异[1-2].而硼是植物必需的微量元素,植物通过根系从土壤和自然水中吸收,农业生产中施加含硼化肥也会影响硼同位素比例,这就导致不同地域的土壤中硼同位素组成有较大差异,因此植物体内的硼同位素组成带有原产地的信息,在产地溯源中常有应用[3-4].

摘要： 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δ^(11)B值,分析发现硼酸盐矿物δ^(11)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δ^(11)B值存在显著差异,说明硼源是决定δ^(11)B值的第一要素。同一矿床及全球沉积硼酸盐矿物间δ^(11)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BO_(3)/BO_(4)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δ^(11)B值:(1)次生硼酸盐矿物δ^(11)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δ^(11)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δ^(11)B值升高0.3‰~2.5‰;(3)后期流体作用会显著改变δ^(11)B值,主要表现在硅—锶硼酸盐矿物δ^(11)B值与原生硼酸盐矿物具有显著差异。

摘要： 青海共和盆地干热岩经历的热历史过程、热源是了解干热岩地热藏形成亟待解决的难题,不同时期、不同类型的脉体可为其经历的热过程、热源提供证据。经调查发现,盆地东北当家寺岩体及井下干热岩中电气石脉体与该区后期断裂产状相近,是否代表后期热事件需要确定。本研究选择对GR1井、DR3井中酸性侵入岩岩芯和当家寺露头岩体中发现的电气石脉体开展了岩相学、锆石年代学、电子探针、LA-MC-ICPMS原位微量元素及B同位素分析,以约束电气石脉体的成因和源区。结果表明,GR1、DR3井岩芯及当家寺岩体含有电气石脉体的岩性分别是碱长花岗岩、高镁闪长岩及二长花岗岩;其中露头区花岗岩体中电气石脉的宽度约20cm,产状直立,其围岩的形成时代为239~241Ma。背散射及显微图像特征揭示,GR1井和DR3井下中酸性侵入岩及当家寺岩体中电气石为碱族的黑电气石和镁电气石,具有远近不同的多个流体来源。δ^(11)B分布在-11.50‰~-11.93‰,与大陆地壳平均的同位素组成δ^(11)B值(-10‰±3‰)相近。结合区域地质资料,认为在晚三叠世时期,该区域整体处于碰撞期或后碰撞期,陆壳加厚发生部分熔融形成S型花岗岩(~220Ma),其中含硼的热液流体侵位于早期具有俯冲背景的I型花岗岩(~240Ma)中形成电气石脉。

摘要： 柴达木盆地深层卤水资源丰富,具有很好的开发利用前景.然而,前期研究主要侧重于柴达木盆地西部和北部地区,对盆地中部深层卤水赋存情况所知甚少,其形成机制尚不明确.本研究以柴达木盆地中部一里坪和西台吉乃尔盐湖周边的深层卤水为研究对象,利用该地区深钻获取的深层卤水样,开展水化学及B同位素组成研究,阐明柴中地区深层卤水水文地球化学特征并初步探讨其成因.分析结果显示,盆地中部深层卤水矿化度较高,为CaCl2型水体.综合各种离子特征系数对研究区深层卤水进行系统分析,发现盆地中部深层卤水的形成与岩盐溶滤作用以及封闭地层条件下强烈的变质作用有关.同时初步推测B同位素来自于深层地热水.常、微量元素的不同来源反映了深层卤水物质来源的"二元结构"特征.本研究结果将为深入认识整个柴达木盆地深层卤水成因机理提供重要的科学依据.

摘要： 地下水硝酸盐污染是世界各地区普遍存在的环境问题.为防控地下水硝酸盐污染,准确识别污染源和从源头控制污染排放是其防控的重要措施.在介绍硝酸盐氮、氧双同位素法(15N,18O)的同时,系统梳理了其它3种环境示踪剂(11B,3H,Cl-)在识别地下水硝酸盐来源方面的应用.相比单一环境示踪剂而言,多种不同环境示踪剂(15N,18O,11B,3H,Cl-)的联合使用能够使地下水硝酸盐污染溯源准确性大幅提升,可更准确地为地下水污染防治和环境保护提供依据.

摘要： 近年来,依据硼同位素-古海水pH指标(11B-paleo pH Proxy)体系研究全球环境变化和生物地球化学循环等热点问题取得了很大进展(Wei et al.,2009;Trotter et al.,2011;Uchikawaet al.,2015).这一指标应用的前提是B同位素分馏在碳酸盐-海水系统中的主要控制因素为海水pH以及硼在固液两相间的分配规律.碳酸盐晶体中H3BO3和B(OH)4-的分配比例不同,在文石中只存在B(OH)4-,在方解石中则同时存在H3BO3和B(OH)4-,且方解石中δ11B值更高.大多数人认为，B进入碳酸盐晶体中的机制是晶格取代机制，为了更好地理解自然环境中硼与碳酸盐的结合机理，对在稳定条件下碳酸盐一海水体系中的界面反应和硼同位素分馏进行了研究。在海水中，即使当溶液达到饱和时，无机碳酸盐晶体也不会发生沉淀，碳酸配酶促进碳酸盐矿化动力学，这表明海水中碳酸盐晶体沉淀十分缓慢。理论和实验证据都表明，B进入方解石晶体的过程是一种吸附一共同沉淀的过程，而不是CO2-在晶格中被HBO2-取代。

摘要： MC-ICP-MS测定硼同位素主要存在的问题之一为,在测试过程中存在记忆效应的严重干扰.硼记忆效应是指含硼样品进入测试仪器后会在进样系统中出现硼残留情况,影响下一个样品的硼数据采集.实验室采用0.6mg·g-1NaF(1%HNO3)作为洗液消减MC-ICP-MS测定硼记忆效应，具有清洗时间短、清洗效率高、对测试结果影响小、方法过程简便、方法耗材小等优点。该方法不仅可以有效提高MC-ICP-MS测定硼同位素效率，更重要的是可以有效提高MC-ICP-MS测定硼同位素比值结果的稳定性和准确性。

摘要： 硼有两个天然稳定同位素,10B和11B,地壳丰度分别为20％和80％.硼具有强烈的流体迁移性,在地质过程中,10B和11B之间10％的质量差异会引起强烈的硼同位素分馏,从而造成天然矿物岩石之间高达100‰的硼同位素组成差异.因此,B同位素在模拟地球化学循环和示踪地质过程方面具有很大的潜力.通过建立矿物及流体的周期性边界模型和团簇模型，结合量子力学计算和从头算分子动力学模拟，对不同成分电气石-流体体系的硼同位素平衡分馏进行了理论研究。根据吉布斯自由能预测的电气石分带序列，从内到外随着电气石固溶体中Mg/(Fe+Mg)比值的增加，化学成分对同位素分馏因子(ɑTur-fluid)的影响越来越大；电气石固溶体和高温流体之间的平衡硼同位素分馏与电气石B-O键长呈良好的正相关性，与电气石固溶体X、Y占位金属离子的质量电荷比线性相关。在稳定流体条件下，电气石化学成分对硼同位素分馏的影响不超过2‰(600K)，电气石硼同位素组成可以有效指示流体物源。自然界普遍存在的分带电气石硼同位素组成变化(＞2‰)应包含更多的物理化学信息(温度、压力、PH等)，随着技术的进步，研究将为电气石硼同位素组成的精细化分析提供依据.

摘要： 弧前区域水岩作用的研究可以为揭示俯冲带流体循环及岛弧岩浆成因提供重要约束.由于伸展构造及海山俯冲的共同作用,马里亚纳弧前区域产生大量断层,进而形成大量的蛇纹岩泥火山.这些泥火山主要为蛇纹岩泥及其携带的蛇纹石化橄榄岩碎块和变质基性岩碎块.这些岩石碎块能直接反映弧前区域的流体活动,是研究俯冲带弧前区域流体活动及水岩相互作用的窗口.本研究选取研究对象为国际大洋发现计划(IODP)366航次钻探获得的马里亚纳弧前泥火山中变质基性岩样品,开展了详细的岩相学、元素地球化学、矿物化学,以及Li和B同位素地球化学研究,进而揭示俯冲带弧前区域的流体活动,并探讨其对俯冲带流体循环及岛弧岩浆成因的意义.

摘要： 为了探讨在长时间尺度上pHcf受珊瑚自身生物活动的影响，重建了近百年来珊瑚内部钙化流体pHcf和DICcf的变化特征。在长时间尺度上，珊瑚DICcf也呈现年际一年代际的周期波动，并且其变化幅度要大于海水DIC的年际变化，说明珊瑚和其共生虫黄藻的新陈代谢水平在年际上的变化也是非常显著的。

摘要： 玄武玻璃是岩浆喷发快速冷却结晶形成的,受结晶分异影响非常小,是研究地幔岩浆演化非常重要的载体,包括俯冲过程,水岩相互,以及地幔到地壳的系统演化等.而B同位素在地幔,地壳和海水中存在明显的差异,这使得B同位素可以作为这些过程的一项非常灵敏的示踪剂.因此为了从天然的玄武玻璃中准确提取地幔岩浆的演化信息，那么确定其中未受蚀变新鲜区域是至关重要的。借助于超高真空的SIMS作为分析技术，首先，将该方法被应用于实际天然蚀变玻璃研究中，沿着玻璃中心到蚀变外环(橙玄玻璃)作原位的线分析，以此确定玻璃中心恒定的δ11B区域，其代表新鲜未受蚀变区域，这种提取天然样品的原始岩浆B同位素信息方法是非常方便快捷，可以完全避免的蚀变的影响。其次，从新鲜区域往橙玄玻璃的δ11B和B含量的变化可以揭示玻璃的蚀变是首先通过了固相B的淋滤进而才是对海水的B进行吸附，这对洋壳蚀变过程的认识是一个很好的补充。

摘要： 玄武玻璃是岩浆喷发快速冷却结晶形成的,受结晶分异影响非常小,是研究地幔岩浆演化非常重要的载体,包括俯冲过程,水岩相互,以及地幔到地壳的系统演化等.而B同位素在地幔,地壳和海水中存在明显的差异,这使得B同位素可以作为这些过程的一项非常灵敏的示踪剂.因此为了从天然的玄武玻璃中准确提取地幔岩浆的演化信息，那么确定其中未受蚀变新鲜区域是至关重要的。借助于超高真空的SIMS作为分析技术，首先，将该方法被应用于实际天然蚀变玻璃研究中，沿着玻璃中心到蚀变外环(橙玄玻璃)作原位的线分析，以此确定玻璃中心恒定的δ11B区域，其代表新鲜未受蚀变区域，这种提取天然样品的原始岩浆B同位素信息方法是非常方便快捷，可以完全避免的蚀变的影响。其次，从新鲜区域往橙玄玻璃的δ11B和B含量的变化可以揭示玻璃的蚀变是首先通过了固相B的淋滤进而才是对海水的B进行吸附，这对洋壳蚀变过程的认识是一个很好的补充。

摘要： 玄武玻璃是岩浆喷发快速冷却结晶形成的,受结晶分异影响非常小,是研究地幔岩浆演化非常重要的载体,包括俯冲过程,水岩相互,以及地幔到地壳的系统演化等.而B同位素在地幔,地壳和海水中存在明显的差异,这使得B同位素可以作为这些过程的一项非常灵敏的示踪剂.因此为了从天然的玄武玻璃中准确提取地幔岩浆的演化信息，那么确定其中未受蚀变新鲜区域是至关重要的。借助于超高真空的SIMS作为分析技术，首先，将该方法被应用于实际天然蚀变玻璃研究中，沿着玻璃中心到蚀变外环(橙玄玻璃)作原位的线分析，以此确定玻璃中心恒定的δ11B区域，其代表新鲜未受蚀变区域，这种提取天然样品的原始岩浆B同位素信息方法是非常方便快捷，可以完全避免的蚀变的影响。其次，从新鲜区域往橙玄玻璃的δ11B和B含量的变化可以揭示玻璃的蚀变是首先通过了固相B的淋滤进而才是对海水的B进行吸附，这对洋壳蚀变过程的认识是一个很好的补充。

摘要： 玄武玻璃是岩浆喷发快速冷却结晶形成的,受结晶分异影响非常小,是研究地幔岩浆演化非常重要的载体,包括俯冲过程,水岩相互,以及地幔到地壳的系统演化等.而B同位素在地幔,地壳和海水中存在明显的差异,这使得B同位素可以作为这些过程的一项非常灵敏的示踪剂.因此为了从天然的玄武玻璃中准确提取地幔岩浆的演化信息，那么确定其中未受蚀变新鲜区域是至关重要的。借助于超高真空的SIMS作为分析技术，首先，将该方法被应用于实际天然蚀变玻璃研究中，沿着玻璃中心到蚀变外环(橙玄玻璃)作原位的线分析，以此确定玻璃中心恒定的δ11B区域，其代表新鲜未受蚀变区域，这种提取天然样品的原始岩浆B同位素信息方法是非常方便快捷，可以完全避免的蚀变的影响。其次，从新鲜区域往橙玄玻璃的δ11B和B含量的变化可以揭示玻璃的蚀变是首先通过了固相B的淋滤进而才是对海水的B进行吸附，这对洋壳蚀变过程的认识是一个很好的补充。

摘要： MC-ICPMS由于仪器稳定、操作简便且测试精度高的特点,近年来被广泛应用于硅酸盐岩石B同位素的测定,但是对于保存在海底的岩石,由于其长期受到低温海水浸泡,很大程度上会受到海水蚀变/吸附等的影响.要获得高精度可靠的B同位素数据,必须消除这些外来的影响.本研究选取IODP352航次的两个玻安岩岩芯样品(新鲜/轻微蚀变)通过设定不同强度的淋滤用酸(2N/6N,HCl)和淋滤时间(1h/3h/5h/7h/9h)进行淋滤实验,并通过和未淋滤的样品对比,进而检验淋滤实验去除蚀变产物的效果以及淋滤对样品B同位素组成的影响等情况.

摘要： 本发明提供从富含同位素的10B-硼酸或11B-硼酸合成富含同位素的氢硼化金属、十四氢十一硼酸金属盐以及癸硼烷的新方法。本发明对合成富含同位素的氢硼化钠或氢硼化锂，MB11H14(M为Li、Na、K或烷基铵)，以及癸硼烷特别实用。

摘要： 本发明提供从富含同位素的10B－硼酸或11B－硼酸合成富含同位素的氢硼化金属、十四氢十一硼酸金属盐以及癸硼烷的新方法。本发明对合成富含同位素的氢硼化钠或氢硼化锂，MB11H14(M为Li、Na、K或烷基铵)，以及癸硼烷特别实用。

摘要： 提供了一种碳同位素分析设备1A，包括：二氧化碳同位素发生器40；设置有燃烧单元和二氧化碳同位素净化单元，所述燃烧单元从碳同位素生成包含二氧化碳同位素的气体；光谱仪10，包括具有一对反射镜的光学谐振器12a和12b和确定从光学谐振器12a和12b透射的光的强度的光电检测器15；和光发生器20A，包括：单个光源23；第一光纤21，传输来自光源的第一光；第二光纤22，产生波长比所述第一光更长的第二光，所述第二光纤从所述第一光纤21分光，并在下游与所述第一光纤21耦合；在所述第一光纤上的第一放大器25；在所述第二光纤22上的第二放大器26，所述第二放大器26的频带与所述第一放大器25的频带不同；以及非线性光学晶体24。

摘要： 本发明提出一种低温真空精馏三氟化硼分离高丰度同位素硼11三氟化硼的装置和方法，该系统的低温同位素分离塔的顶部安装塔顶冷凝器，塔顶冷凝器还与真空系统和去废气处理系统依次连接，塔顶冷凝器与低温制冷系统连接，低温同位素分离塔的底部安装塔底再沸器，低温同位素分离塔的进料口安装自动控制进料系统，顶部产品出料口依次安装自动控制塔顶产品采出系统和产品硼11三氟化硼储存系统，底部副产品出料口安装自动控制塔底副产物采出系统。解决了现有技术的工艺过程复杂，生产成本极高的问题。本发明利用塔顶负压，将较三氟化硼更低的轻组分杂质N2、O2、Ar从三氟化硼液体中解析出来，获得的硼11三氟化硼纯度更高。

摘要： 本发明提供了一种通过碳酸盐岩硼同位素组成重建中新元古代海水硼同位素组成的方法，属于碳酸盐硼同位素的应用技术领域。本发明提供了一种基于分相溶解的碳酸盐岩硼同位素测定方法，碳酸盐岩经除去表层吸附，实现了碳酸盐相的分离，避免了碳酸盐岩中粘土等杂质对检测结果的影响，离子交换处理时调节pH值为5.0～6.0避免了金属阳离子产生沉淀造成硼的吸附和同位素的分馏，通过碳酸盐岩硼同位素组成重建中新元古代海水硼同位素组成的方法，为古海洋硼同位素的研究提供了一种新方法，新思路，对于地球早期海洋的研究有重大意义。

摘要： 本发明提供了一种水样中有效硼的提取纯化方法以及硼同位素组成的测试方法，本发明首先调节水样pH值为6～7，将调节pH值后的水样置于离心管的盖帽中；将氢氧化钠溶液置于所述离心管的底部；对盖帽中的中性水样进行加热处理，在离心管底部得到硼酸钠溶液；然后将硼酸钠溶液依次进行硼特效树脂吸附处理、盐酸淋洗、淋洗液蒸发处理、阴阳离子混合树脂吸附处理，实现水样中有效硼的提取纯化。本发明通过正热电离质谱法对提取纯化得到的有效硼待测液中的硼同位素进行测试，可以测试得到水样中硼同位素的组成。本发明提供的测试方法准确度较高，如本发明实施例所示，本发明提供的测试方法2SD(‰)值低于0.1‰。

摘要： 本发明提供了一种通过碳酸盐岩硼同位素组成重建中新元古代海水硼同位素组成的方法，属于碳酸盐硼同位素的应用技术领域。本发明提供了一种基于分相溶解的碳酸盐岩硼同位素测定方法，碳酸盐岩经除去表层吸附，实现了碳酸盐相的分离，避免了碳酸盐岩中粘土等杂质对检测结果的影响，离子交换处理时调节pH值为5.0～6.0避免了金属阳离子产生沉淀造成硼的吸附和同位素的分馏，通过碳酸盐岩硼同位素组成重建中新元古代海水硼同位素组成的方法，为古海洋硼同位素的研究提供了一种新方法，新思路，对于地球早期海洋的研究有重大意义。

摘要： 本发明提出一种低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔及其分离方法，蜂巢低温硼同位素分离塔由若干管段纵向连接而成，相邻管段间设置有气相缓冲空间，每个管段纵向安装有若干蜂巢管，每个蜂巢管内充满θ环填料。解决了现有技术的低温法三氟化硼精馏分离硼同位素工艺分离塔太高，工程投入大的技术问题，本发明采用低温三氟化硼精馏分离同位素为单塔操作，控制相对简单，以上原因本发明的分离装置可做到超长周期超长稳定运行，该工艺充分满足同位素分离的基本要求。随着低温制冷技术进步，三氟化硼低温精馏分离硼同位素工艺，有望取代三氟化硼苯甲醚络合物化学交换精馏工艺，成为今后硼同位素分离工业化生产装置。

摘要： 本发明公开了一种吸附硼和分离硼同位素的吸附分离材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将聚乙烯亚胺溶于溶剂中，加入胶原纤维反应一段时间；升温至反应温度，升温过程中滴加交联剂溶液，滴加完毕后充分反应、过滤、洗涤、干燥得到聚乙烯亚胺修饰的胶原纤维；步骤2：将步骤1得到的聚乙烯亚胺修饰的胶原纤维和植物单宁充分混合，加入交联剂溶液，充分反应后，洗涤、干燥即可得到所需分离材料；本发明制备方法工艺简单、操作条件温和，采用的化学试剂低毒或无毒，易于操作和控制。

摘要： 本实用新型提出一种用于三氟化硼低温精馏硼同位素分离装置的保温真空保护壳，该真空保护壳，包括壳体、反光或反辐射材料和真空泵，壳体罩在三氟化硼低温法硼同位素分离装置外部，并对应设备管道处开设有管道穿出的通孔，壳体上安装有真空泵，壳体的内壁上全覆盖反光或反辐射材料，三氟化硼低温法硼同位素分离装置的装置、管路以及阀门表面缠绕反光或反辐射材料。解决了如何解决低温法三氟化硼精馏分离硼同位素工艺，分离系统保温的技术问题，本实用新型是将装置完全放置在一个保温壳中，进行装置整体保温，克服上述不足，保证三氟化硼低温硼同位素分离装置长周期稳定运行，整体真空保温，没有死角。