2025年6月18日，国际著名地学杂志《Global and Planetary Change》以“Lithium isotopic constraints on systematic biases in reconstructing continental weathering processes from bulk sedimentary records at continental margins”为题发表了我室杨承帆研究员的最新研究成果。
大陆风化是连接各圈层相互作用的纽带，也是维持地球宜居性以及碳循环平衡的重要机制。大陆边缘碎屑沉积记录具有高分辨率、沉积连续等优点，是反演地质历史时期风化过程以及重建古气候变化的有效材料。然而，现有研究大多预先假设碎屑沉积物能够真实记录流域的风化情况，忽视了搬运过程对全岩沉积物风化指标的潜在改造作用。针对这一问题，该研究系统分析了长江流域悬浮物及东海内陆架钻孔MD06-3040全新世全岩沉积物的元素和锂同位素组成（图1），定量评估了大陆边缘沉积搬运过程对陆源风化指标信号的潜在影响。
图1 研究区及样品位置示意图
结果显示，尽管河流悬浮物与岩芯沉积物具有相似的粒度特征（Al/Si比值范围大致相同），但悬浮物的δ⁷Li值（-2.8‰至-0.8‰）显著低于钻孔沉积物（-0.5‰至0.7‰）。根据Li/Al比值与δ⁷Li值的二元图解（图2），该研究提出：悬浮物通过河口时，矿物差异性沉降等物理过程会显著影响颗粒物地球化学组成；在长江河口及其临近边缘海，早期成岩作用对沉积物地球化学组成影响微弱。
锂同位素质量平衡模型进一步验证了这一推测，模型计算表明：与河流悬浮物相比，岩芯沉积物中风化产物的比例降低了约15%。除了河口的影响，大陆边缘钻孔沉积物中风化产物与火成岩组分的相对比例变化也受到季风气候的调控，从而进一步改变碎屑沉积物所记录的大陆风化信号，进而促使钻孔沉积物全岩地球化学组成对季风或海平面变化产生响应。
图2 长江悬浮物及东海内陆架沉积物元素和锂同位素二元图解
该研究首次利用锂同位素定量评估了沉积物源-汇过程中风化信号的改造，为深入理解风化过程与大陆边缘沉积动力学的复杂相互作用提供了新视角。
文章的第一和通讯作者为我室杨承帆研究员，杨守业教授为共同通讯作者。该项研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金以及中央高校基本科研业务费的资助。
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921818125002516