冰川覆盖主导青藏高原东北部流域风化过程的铀锂同位素证据

本研究通过分析青藏高原东北部冰川流域悬浮颗粒物(SPM)中铀(U)、锂(Li)同位素分馏特征，揭示了冰川活动对物理风化(234 U/238 U比值升高)与化学风化(δ7 LiSP 分馏)的差异化调控机制，为理解冰冻圈-碳循环耦合作用提供了新型同位素示踪工具。

　　

在全球气候变化背景下，冰川作用区风化过程对碳循环的调控机制是地球系统科学的核心问题。青藏高原作为"亚洲水塔"，其冰川流域的侵蚀-风化耦合过程直接影响着区域乃至全球的生物地球化学循环。然而，传统单同位素示踪技术难以区分物理与化学风化的相对贡献，而冰川活动对这两种风化过程的差异化调控机制仍不明确。

中国地质大学（武汉）联合国内外团队在《Global and Planetary Change》发表研究，创新性地将铀(U)和锂(Li)同位素系统联用，分析了青藏高原东北部冰川流域悬浮颗粒物(SPM)样品。通过测定(²³⁴
U/²³⁸
U)活性比和δ⁷
Li_SP
值，结合流域冰川覆盖率、海拔等地形参数，建立了同位素分馏与风化机制的定量关系。关键技术包括：1）祁连山、昆仑山和天山冰川流域SPM采样；2）多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测定U、Li同位素组成；3）α能谱法验证铀同位素活性比；4）GIS空间分析量化流域冰川覆盖特征。

研究结果显示：

1. U同位素组成特征：冰川流域SPM的(²³⁴
   U/²³⁸
   U)比值显著偏高(均值1.28±0.11)，而非冰川区仅1.09±0.04，证实冰川磨蚀通过增强α反冲效应促进²³⁴
   U富集。
2. Li同位素分馏规律：冰川区δ⁷
   Li_SP
   接近基岩值(1.58±0.87‰)，而低海拔非冰川区显示强烈分馏(-2.61±1.26‰)，反映化学风化主导下的次生矿物形成。
3. 地形控制机制：流域海拔与冰川覆盖率分别解释U、Li同位素变异的62%和58%，证实地形梯度通过调控冰川活动强度影响风化类型。

结论部分指出，U-Li同位素联用成功解耦了冰川流域物理-化学风化过程：冰川覆盖区以机械破碎(²³⁴
U富集)为主，而冰退区化学蚀变(δ⁷
Li分馏)占优。该发现不仅为重建古冰川风化历史提供了新型同位素指标，更深化了冰冻圈-硅酸盐风化-碳循环耦合的理论认知。研究团队特别强调，随着全球冰川退缩，同位素示踪技术将更凸显其在量化风化反馈机制中的独特价值。