boron •Izotopová geochemie – izotopy B •doc. RNDr. Lukáš Krmíček, Ph.D. l.krmicek@gmail.com • ascr mu LOGO-GFZ logo vut • Turmalín (skoryl) – NaFe2+3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4 • Muskovit – KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2 turmalín a slída prosetin-dravit •Bor • •Bor (též bór), chemická značka B, (lat. Borum) je 5. nejlehčím prvkem. Vyskytuje se ve dvou modifikacích – amorfní a kovové. Kovová modifikace patří mezi velmi tvrdé látky. prosetin-dravit •Bor ShinyPeriodicTable • Bor_1 • •Název bor je odvozen od minerálu, ze kterého byl v r. 1808 izolován. • •Borax, Na2B4O7•10H2O (tetraboritan sodný dekahydrát), evaporit, název pochází z arabského buraq – bílý. • •B vázán na borosilikáty: minerály ze sk. turmalínu (~3 hm. % B), světlé slídy (např. boromuskovit; ~2,8 hm. % B). • •Přírodní bor (5B) obsahuje cca 19,9 % stabilního izotopu 10B (lehký B s 5 neutrony v jádře) a 80,1 % stabilního izotopu 11B (těžký B se 6 neutrony v jádře). • •B je prvek, který je mobilní ve fluidech a jeho průměrný obsah v zemské kůře je ~10 μg/g (10 ppm). • prosetin-dravit •Bor borax •Velký rozdíl mezi váhou izotopů 10B and 11B může vést k významné frakcionaci izotopů B díky řadě geologických procesů. • •Frakcionace izotopů B mezi taveninou/fluidy a minerální fází závisí na stupni koordinace (velikosti koordinačního čísla) mezi B-O a na teplotě (matematický model - Rayleigh equation). • •B může v různých fázích vystupovat v trigonální a tetragonální koordinaci s kyslíkem ([3]r = 0,01Å, [4]r = 0,11Å). • •Lehčí izotop 10B je přednostně zabudováván do fáze s vyšším koordinačním číslem, zatímco 11B preferuje fázi s nižším stupněm koord. • •Turmalín preferuje 11B ([3]B; výjimečně [4]B); muskovit preferuje 10B ([4]B); metamorfní fluida přednostně odnášejí 11B; vodné/hydrotermální roztoky [nízké pH B(OH)3 vs. vysoké pH B(OH)4] prosetin-dravit •Bor – frakcionace prosetin-dravit •Bor deltaB11 •SRM 951 standard •(Searles Lake borax) Searles_lake_california • Searles Lake, Mohavská poušť, Californie epoxy_plugs • •Chemická separace B pomocí ionexu (k rozkladu vzorku nutné tavení s K2CO3) a následné stanovení izotopového složení B pomocí –1) multikolektorového hmotnostního spektrometru s indukčně vázaným plazmatem (MC-ICP-MS; jako B+ ionty). –2) hmotové spektrometrie s termální ionizací (TIMS): N-TIMS s BO2- ionty • P-TIMS s Cs2BO2+ ionty • •In situ analýza minerálu s B pomocí • SIMS (hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů - B+; • ostřelování primárními ionty 16O-) prosetin-dravit •Stanovení izotopového složení B DSC03321 csm_Potsdam_1280-HR_SIMS_9a62b05f02 •~± 0,3 ‰ •~± 1 ‰ prosetin-dravit •Stanovení izotopového složení B v33_cvr •Grew, E. S., Anovitz, L. M. eds. 1996, 2002. Mineralogical Society of America. prosetin-dravit •Základní literatura k izotopové geochemii B prosetin-dravit •Základní literatura k izotopové geochemii B prosetin-dravit •Základní literatura k izotopové geochemii B prosetin-dravit •Základní literatura k izotopové geochemii Li •Marschall, Horst, Foster, Gavin eds. 2018. Springer International Publishing. kniha prosetin-dravit •Základní literatura k izotopové geochemii B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B • • prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B •Adsorpce 10B(OH)4- na marinní jílové minerály, biogenní kalcit a alterovanou oc. kůru •Nejnověji uváděná hodnota pro zemský plášť/MORB je -7 ‰ d11B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B •V průběhu evaporace je 10B(OH)4- přednostně zavazován do evaporitů (karbonáty, •sulfáty) a reziduální solanky jsou obohacovány o 11B (až +70 ‰ d11B). prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B prosetin-dravit •Izotopové složení rezervoárů B