近日，国际地学期刊《Chemical Geology》在线发表了我室深海沉积团队在沉积物物源示踪研究方面的最新成果，论文题为“Effects of chemical weathering and grain size sorting on Sr–Nd isotopic source rock signatures of river sediments in the lower Mekong River Basin: Implications for provenance studies”。
海洋沉积物的物源分析对沉积学研究和古环境重建具有重要意义。在众多物源示踪方法中，锶（Sr）－钕（Nd）同位素因其示踪精度高而得到广泛应用。然而，沉积物的锶钕同位素组成不仅受源区岩性控制，也受到化学风化、粒度分选等表生过程的影响，这些因素可能干扰其对真实物源信息的指示能力。本研究以湄公河下游流域为研究对象，系统分析了河流沉积物中粘土、粉砂和砂三个粒级组分的锶钕同位素组成，旨在揭示化学风化与粒度分选对同位素源区信号的改造程度，并探讨其物源示踪能力。
图1. 湄公河化学风化（K2O/Na2O+CaO）及粒度指标（SiO2/Al2O3）与锶-钕同位素的相关性
结果表明，湄公河干流沉积物相比支流具有更高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值（0.724）和更低的εNd值（-9.72）。同时，无论干流或支流，粘土组分的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值均高于粉砂和砂组分，且εNd值相对偏高。相关性分析显示，沉积物的Rb/Sr及⁸⁷Sr/⁸⁶Sr与化学风化指标［K₂O/(CaO+Na₂O)］及粒度指标（SiO₂/Al₂O₃）呈中度至强相关，说明锶同位素组成明显受化学风化和粒度分选影响。相比之下，Sm/Nd与εNd值同上述指标相关性较弱或不显著，反映钕同位素体系受表生过程干扰较小，能更好地保留源岩地球化学特征。
尽管存在表生改造作用，干流与支流沉积物在锶钕同位素组成上仍呈现显著差异，且各粒级⁸⁷Sr/⁸⁶Sr与εNd之间普遍具有中 强负相关关系。这表明在区域尺度上，源区岩性仍是控制沉积物同位素组成的主导因素，其源区信号仍可有效识别。
基于上述认识，该研究建议在使用锶钕同位素进行河流及海洋沉积物物源示踪时，应尽可能采用统一粒级的样品，以降低化学风化和粒度分选带来的干扰。其中，粉砂组分受表生过程影响相对均衡，是进行物源对比的理想载体。这为沉积物物源示踪研究提供了重要的方法学依据，有助于提高利用地球化学指标反演古环境与沉积过程的可靠性。
论文第一作者为我室博士后范如创（Pham Nhu Sang），通讯作者为范如创和刘志飞教授，合作者包括赵玉龙副教授、越南胡志明国家大学Pham Trung Hieu副教授及柬埔寨皇家农业大学Sopheak Thav博士和Sopheap Den。该研究得到国家自然科学基金和第二次青藏高原综合科学考察研究计划的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2025.123199