硼同位素指标被广泛应用于水-岩相互作用过程和地球表生过程的研究。尤其是在成矿物质和地下水中污染物来源示踪研究，以及古海洋酸碱度和古大气二氧化碳分压恢复等相关的研究中被广泛应用。原有对硼同位素分馏机理的研究认为11B和10B在B(OH)3和B(OH)- 4之间配分函数的差异造成了B(OH)3富集11B，而B(OH)- 4则更加倾向于富集10B，B(OH)3和B(OH)- 4分别在不同相中的分配造成了两相间的硼同位素分馏。该理论起源于研究古海水酸碱度时δ11B-pH技术的建立，并在该方向的研究中取得了很好的效果。但上述理论在盐湖体系中并不适用，主要表现为在相同理化过程（如碳酸盐沉积、粘土矿物吸附、蒸发析盐）中盐湖体系的硼同位素分馏总是小于海洋体系，造成通过盐湖样品得到的环境参数异常，表明盐湖体系中硼掺入固相的形态可能有别于海洋体系。
中国科学院青海盐湖研究所（以下简称“青海盐湖所”）同位素研究团队针对上述问题从盐湖（或咸水湖）中硼的存在形态及其对硼同位素分馏的影响两方面开展研究工作。
该研究通过对天然和人工卤水的Raman光谱研究，初步证实富硼盐湖（或咸水湖）中除B(OH)3和B(OH)- 4外还存在海洋中所没有的B3O3(OH)- 3、B3O3(OH)2- 5、B4O5(OH)- 4和B5O6(OH)- 4等多聚硼酸根离子，具体卤水中多聚硼酸根离子的种类和分布主要受控于卤水的硼含量。卤水碳酸盐沉积实验显示，沉积碳酸盐与卤水之间的硼同位素分馏系数受卤水中多聚硼酸根离子的种类和占比的控制。并且，只有B(OH)3和B(OH)- 4的卤水和以多聚硼酸根离子为主的卤水中碳酸盐沉积实验得到的硼同位素分馏系数分别与海洋体系和盐湖天然样品数据一致。
该研究认为，盐湖（或咸水湖）中多聚硼酸根离子的存在，是在造成盐湖体系硼同位素分馏程度小于海洋的原因，并讨论了存在多聚硼酸根离子条件下的硼同位素分馏机理。该研究扩展了对硼同位素分馏机理的认识，为硼同位素指标在盐湖体系中的精细化应用提供了理论基础。
该研究成果近日以Influence of polyborate ions on the fractionation of B isotopes during calcite deposition为题在线发表在Chemical Geology（IF=4.685）。论文第一署名单位为青海盐湖所，马云麒研究员为通讯作者，在读博士研究生顾焕恩为论文第一作者。该成果得到了国家自然科学基金面上项目（No.41473117）和中国科学院功能开发技术创新项目（2018gz012）共同资助。
全文连接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2023.121387
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图1.不同硼浓度水溶液中硼-氧化合物的Raman光谱。(a)模拟了海水，(b、c、d)分别模拟了不同硼浓度的卤水。
图2.不同硼浓度（形态）母液中方解石沉积实验所得产物的硼同位素特征