富氯造岩矿物中溴的分子结构

卤族元素诸如氯和溴作为地球化学示踪剂,常用于指示岩浆、变质岩和热液的来源和演化过程。而认清溴在造岩矿物中的形态和结构有助于丰富和完善其在地质环境演变中的示踪作用。但是,溴在造岩矿物中的含量极低导致大多数结构分析方法都无法使用,因此造岩矿物中微量溴的结构研究极具挑战性。本文采用 ⁸¹Br魔角旋转核磁共振(MAS NMR)光谱和同步辐射吸收光谱(XAS)技术,首次对富氯造岩矿物中的微量溴进行了结构分析。结果表明溴离子在方硼石中的微区结构不同于该矿物中三配位Cl原子的结构环境,而与Mg₃B₇O₁₃Br中八面体配位的溴离子相似,表明即使在微量条件下也存在域偏析。而对其他富氯造岩矿物的Br K边X光吸收近边结构(XANES)光谱白线峰的位置和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)分析表明微量溴离子替代了这些矿物中氯的位置,导致局部结构扭曲膨胀。溴离子在造岩矿物中的这一微观结构研究结果可为探索氯和溴在地质演变过程的指示作用提供新的科学依据。