大陆边缘沉积记录中锂同位素揭示的陆源风化信号系统性偏差定量评估

本研究针对大陆边缘沉积记录中陆源风化信号在源-汇过程中的系统性偏差问题，通过分析长江流域悬浮颗粒物(SPM)和东海陆架岩芯MD06–3040的Li同位素(δ7Li)与元素组成，结合Li同位素质量平衡模型，首次定量评估了矿物差异沉降导致的15%风化产物损失，并揭示季风气候对风化信号的二次改造，为大陆边缘古气候重建提供了新方法论。

　　

大陆边缘沉积记录如同地球历史的"黑匣子"，保存着亿万年来陆地风化与气候变化的密码。然而，这些密码在从河流到海洋的漫长旅途中是否会被篡改？长江携带的泥沙经过河口时，其携带的风化信号会像筛子里的细沙般流失吗？这个看似简单的问题，却直指古气候重建领域的核心痛点——我们能否信任沉积岩芯记录的陆源风化信息？

传统观点认为，大陆边缘沉积物能忠实记录流域化学风化强度，而化学风化通过消耗大气CO₂调控长期碳循环。但越来越多证据表明，沉积物在源-汇过程中经历的水动力分选、矿物差异沉降等物理过程，可能像"滤镜"般扭曲原始信号。更复杂的是，季风气候的脉动还会给这层"滤镜"添加动态特效。如何量化这些系统性偏差，成为解开古气候谜题的关键钥匙。

国家自然科学基金资助的研究团队选择锂同位素(δ⁷Li)作为"分子探针"，因其在风化过程中会产生显著分馏。研究对比分析长江徐六泾监测站SPM和东海陆架MD06–3040岩芯的δ⁷Li值，发现尽管Al/Si比值相似（指示粒度相近），但岩芯δ⁷Li值(?0.5–0.7‰)显著高于SPM(?2.8‰至?0.8‰)。这种"同位素跃迁"现象暗示河口存在矿物选择性沉降的"分选机器"。

技术方法上，研究采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定主量元素，多接收器ICP-MS(MC-ICP-MS)分析Li同位素组成，建立四端元Li质量平衡模型（火成岩组分、页岩组分及其各自风化产物），并整合东亚夏季风(EASM)和冬季风(EAWM)代用指标数据集进行对比验证。

通过Li/Al比值和δ⁷Li双指标追踪，发现岩芯中页岩组分占比高达60-80%，而风化产物比例较河流SPM降低约15%。质量平衡计算显示，这种损失主要源于河口区粘土矿物的选择性截留，如同"海关安检"扣留了特定"行李"。更引人注目的是，岩芯中风化产物与火成岩组分的波动与季风强度呈显著相关性，揭示季风环流通过改变沉积物组成二次调制风化信号。 研究首次定量刻画了源-汇过程中15%的风化产物损失，建立δ⁷Li-矿物组成耦合模型。这一发现如同为古气候研究装上"偏差校正器"，提示未来研究需考虑：①河口矿物分选的"过滤器效应"；②季风环流对沉积组成的"调谐作用"。该成果发表于《Global and Planetary Change》，为大陆边缘古气候重建提供了新的理论框架和分析范式。

值得注意的是，Chengfan Yang等作者特别声明使用Grammarly进行语言润色但保持学术内容自主性。这项由中央高校基本科研业务费专项资金等支持的研究，不仅厘清了沉积记录的"失真"机制，更开创性地将Li同位素发展为源-汇过程示踪的"分子标尺"，为地球系统科学中的圈层相互作用研究树立了新标杆。