利用石笋87Sr/86Sr同位素解析Sr-Mg元素组成控制机制及其水文气候指示意义

本研究针对石笋Sr/Ca-Mg/Ca比值在古水文重建中的不一致性问题，通过整合87Sr/86Sr同位素与多环境样本（基岩、滴水、石笋等）的痕量元素分析，揭示了基岩溶解（WRI）与方解石优先沉淀（PCP）对Sr-Mg组成的差异化控制机制，为厘清水文气候代用指标的选择提供了新方法。

　　

论文解读

在全球气候变化研究领域，石笋因其高精度铀系定年和多指标记录能力，成为重建陆地古水文历史的重要载体。其中，氧同位素（δ¹⁸O）已广泛应用于季风动力学研究，而痕量元素比值（如Sr/Ca、Mg/Ca）则被视为区域水文气候的关键代用指标。然而，同一洞穴系统中石笋的Sr/Ca-Mg/Ca模式常出现矛盾，例如同期生长的石笋可能呈现正相关或负相关的元素变化，这种不一致性严重制约了水文重建的可靠性。究其原因，基岩异质性（如白云岩与灰岩的差异溶解）、外源输入（如风尘或火山物质）以及水文路径差异（如水岩相互作用时间或方解石优先沉淀程度）均可能干扰元素信号。如何区分这些复杂控制因素，成为当前石笋古气候学亟待解决的难题。

针对这一挑战，中国地质大学（武汉）等机构的研究团队在《Global and Planetary Change》发表论文，以中国中部浩竹洞的两支同期石笋（HZZ41B-1与HZZ11）为核心，创新性引入⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素体系，结合基岩、土壤、滴水及石笋的痕量元素分析，揭示了Sr-Mg组成变异的控制机制。研究采用铀系定年、ICP-OES/L