近日，国际知名地学期刊《Earth-Science Reviews》以“Deciphering silicate weathering archives registered in the late Quaternary sediments of Asian continent marginal seas”为题，发表了我室李超副教授和博士研究生陈金牛及合作者的最新研究成果。该研究系统综述并解译了10万年以来亚洲大陆边缘海的沉积风化记录，厘清了沉积物中化学风化强度的变化规律及主控因素。
图1 研究区域示意图
南亚和东南亚（SSEA）、东亚（EA）和东北亚（NEA）三个区域的钻孔站位
大陆风化在维持碳循环平衡和地球宜居性等方面发挥着关键作用，解读边缘海沉积物中的风化记录，是理解大陆风化机制的重要途径。然而，这些边缘海风化记录容易受到流域岩性、河流运输过程中的矿物分选以及沉积过程中的成岩作用等多重因素影响。因此，准确解读这些风化指标的地质意义一直是大陆风化研究的难点。
该研究通过汇编10万年以来亚洲大陆边缘海不同气候带（从热带到北极）18个岩芯的风化强度指标数据（以化学变异系数CIA为主），厘清了影响亚洲低纬（南亚和东南亚），中纬（东亚）和高纬（东北亚）三个区域大陆边缘沉积物CIA变化的规律及两个主控因素：温度和海平面。但二者在不同纬度带表现出不同的影响方式：1）低纬度南亚和东南亚地区沉积物的化学风化强度CIA主要受温度控制，呈现出冰期弱、间冰期强的特征；2）中纬度东亚地区，沉积物的风化强度变化主要受海平面波动引起的物源变迁控制；3）高纬度地区东北亚以及南海南部，由于有巨大的浅海陆架，冰期海平面下降陆架暴露，使得沉积物的化学风化记录在冰期更强。值得注意的是，高纬地区虽然气候寒冷，但强烈的冰川磨蚀，加剧了岩石的物理破碎和矿物新鲜面的暴露，有利于化学风化反应的发生。这使得北极周边大陆风化记录即使在寒冷条件下，也能表现出中等程度的化学风化强度。
图2 对SSEA、EA和NEA三个区域的CIA与SST的统计和对比
该研究综合比较了亚洲大陆边缘海横跨巨大纬度梯度的沉积记录，打破了以往研究中聚焦单一区域或过程的局限，提出北极广阔陆架的暴露和冰川作用增强的物理-化学风化耦合过程，使高纬北极地区在冰期可能是一个被低估的活跃硅酸盐风化碳汇。这一认识对于完善全球碳循环模型，探讨地质历史时期风化碳消耗机制以及研究冰期大气CO₂浓度变化具有重要意义。
该论文的第一作者为我室博士研究生陈金牛，通讯作者为李超副教授，合作者包括我室杨守业教授，肖文申副教授，博士后Nicholas Chia Wei Ng和陈俊飞，博士研究生赖伟波和中国石油西南油气田公司勘探开发研究院张驰博士。该研究得到国家重点研发计划，国家自然科学基金以及上海市自然科学基金的资助。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105377