Stabilizotóp-geokémia VII Bór Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet forizs@geokemia.hu

Alapvetően kétféle koordinációban fordul elő Bór 10B ~20% 11B ~80% Nemzetközi sztenderd: NBS SRM 951 (Searles Lake Borax) Alapvetően kétféle koordinációban fordul elő Trigonális koordináció: B(OH)3: 11B dúsul Tetraéderes koordináció: B(OH)4-: 10B dúsul

atrigonális-tetraéderes frakcionáció hőmérséklet függése Frakcionációs tényező Hőmérséklet

Oldott bór A vízben oldott B formája (speciációja) erősen pH függő. A trigonális és a tetraéderes B között kb. 20‰ a frakcionáció földfelszíni hőmérsékleten.

Jellemző d11B értékek Kontinentális kéreg átlag: -10‰. Kínai lösz: -12 — -7‰. Üledék, benne >50% illit: -7 — -3‰. Szmektit-dús üledék: -2 — +3‰. Biogén karbonát (kalcit, aragonit): +19 — +25‰ (élettani hatás! a tetraéderes B preferált felvétele). Tengervíz: +40‰ Minden esetben fontos a trigonális és a tetraéderes B aránya!! Minél több a trigonális, annál pozitívabb a d11B érték.

Paleoklimatológia Feltevés (~elfogadott): a tengervíz d11B értéke az idők folyamán változatlan volt. A (biogén) üledék d11B értékét így csak a tengervíz pH-változása változtatta meg. Vagyis a tengeri üledék d11B érték-változása a tengervíz pH-változását tükrözi. 20 Ma évvel ezelőtt a tenger pH-ja 7,25 volt. Jelenleg a tengervíz pH-ja 8,25. Az utolsó hidegcsúcs folyamán a tengervíz pH-ja 0,3-del nagyobb volt, mint ma, ami egybevág azzal a megfigyeléssel, hogy ebben az időben a levegő CO2 szintje kicsi volt, mert a biomassza jelentős része a tengerfenékre került. HCO3- konc. növekedett → pH növekedett.

Hawaii bazalt üvegek A köpeny eredetű B-szegény magmához B-dús fázis keveredik.

a11Büledék-víz < 1 A 11B a vízben dúsul az üledékhez képest. Ezért az üledék d11B értéke < a vízben oldotté. Diagenezis során csökken d11B. A kishőmérsékleten képződött üledékekből a hidrotermás folyadék kilúgozza a bórt, mert nagyobb hőmérsékleten a B kevésbé dúsul az üledékben. A folyamat előreha-ladtával csökken az üledék d11B értéke.

Evaporitok: tengeri és nem-tengeri „Nem-tengeri” átlag: -7‰ „Tengeri” átlag: +25‰ DE: Ausztrália; Holt-tenger

Turmalin: Na(Mg,Fe,Mn,LiAl)3Al6[(OH)4(BO3)3Si6O18] Jellemző rá, hogy d11B értéke 8-10‰-kel kisebb, mint azé, ahonnan kivált.

Feladat 6 Köpeny eredetű bazalt magma (B-tartalma c1 = 0,5 ppm, d11B értéke d1 = -10‰) keveredik óceáni aljzattal (B-tartalma c2 = 20 ppm, d11B értéke d2 = +9‰). Az így kontaminálódott magma d11B értéke dk = -1‰). Milyen arányban keveredett a két komponens (%-ban megadva)? Mi a lenne a keveredési arány, ha c2 = 1 ppm lenne?

Megoldás 6 Súlyozott keveredés: x = 0,98, vagyis 98% köpeny komponens. Az óceáni aljzat komponens pedig 2%. C2=1 ppm esetén x=69% lenne.