从海/咸水中沉积碳酸钙时异常的硼同位素分馏

对具有不同pH值的天然海水和咸水进行了沉积无机碳酸钙的实验. 结果表明, 无机碳酸钙中硼浓度和δ¹¹B与天然海水及咸水的pH值具有明显的正相关性; 但是无机碳酸钙与海水或咸水间的硼同位素分馏的变化与B(OH)₄^- 是掺入生物碳酸盐结构的主要成分的假设不一致. 合成碳酸钙沉积与母液间的硼同位素分馏系数α随母液pH值的增加而增加, 分别由pH 7.60时的0.9884增加到pH 8.60时的1.0072(海水)和由pH 7.60时的0.9826增加到pH 8.75时的1.0178(尕海咸水). 观察到一种从具有高pH值的海水或咸水沉积的无机碳酸钙硼同位素分馏系数大于1的异常现象, 表明确实有一定量的重同位素B(OH)₃掺入无机碳酸盐. 实验表明, 无机碳酸盐沉积时, 在具有高pH值的钙化微环境下, Mg(OH)₂沉淀的生成是B(OH)₃掺入的重要原因. 从合成海水沉积Mg(OH)₂的初步实验表明, 重同位素¹¹B富集在Mg(OH)₂沉淀中, 这表明同位素较重的B(OH)₃将优先进入Mg(OH)₂沉积. 由于本实验的特殊环境在海洋生物碳酸盐形成时是极少会出现的, 因此本实验结果不能普遍用来解释海洋生物碳酸盐的硼同位素分馏, 但这种异常现象是否会在特殊的天然环境下偶然出现, 要引起我们应有的重视.