硼及硼同位素地球化学在地热研究中的应用

袁建飞，邓国仕，郑万模



硼及硼同位素地球化学在地热研究中的应用

袁建飞，邓国仕，郑万模

（中国地质调查局成都地质调查中心，成都 610081）

硼稳定同位素常被用于示踪地热系统内硼的物源来源，判别热水与围岩相互作用，研究热流体汽-液分离过程，以及示踪热尾水排放引起的水环境污染。研究综合论述了近年来硼及硼同位素地球化学在地热研究中最新进展、所取得的成果及研究中存在的问题，以促进硼同位素地球化学在我国地热研究中的进一步发展。

硼同位素；地热；水岩相互作用；应用

硼有两个稳定同位素：11B和10B，两者存在较大的相对质量差，这导致自然界中硼同位素的组成变化很大，不同介质或地质环境中硼同位素组成亦不同[1-3]。如花岗岩和新鲜大洋玄武岩硼同位素组成值介于-9.7‰～+6.8‰，蚀变的洋壳玄武岩中硼同位素组成值为-2‰～+14‰，火山气体中硼同位素组成值为1.5‰～6.5‰，海相沉积来源的硼同位素组成值为-12‰～+58‰，非海相来源为-32‰～+26‰，火成岩为-17‰～-2‰，变质岩为-34‰～+22‰。因其具有不同的同位素组成，硼同位素被广泛应用于判别壳-幔演化和板块俯冲作用过程、海陆沉积环境、矿床成因和成矿物质来源、盐湖演化，示踪海水入侵、大气和水环境污染，研究大陆化学风化，重建古海洋和古气候条件等方面的研究，并取得较好的成果[4-10]。近年来，随着地热资源，尤其是高温地热资源勘探，地热流体中硼同位素的研究和应用逐步引起相关学者的重视[3,11-15]。

图1 不同pH值条件下B(OH)3和B(OH)4-的相对含量及其δ11B值