硅酸盐化学风化强度评估的沉积物指标与方法研究进展*
2021-12-02傅寒晶梁杭海
傅寒晶 简 星 梁杭海
厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室,海洋与地球学院 福建厦门 361102
1 概述
化学风化是在地球表生环境下通过一系列化学作用对母岩进行分解改造的过程,长时间尺度的全球气候调控主要依靠硅酸盐化学风化和大气CO2浓度的负反馈机制(Kumpetal., 2000;Maher and Chamberlain,2014)。大陆硅酸盐化学风化在全球碳循环过程中作为净碳汇,对维持地球长期宜居的自然环境具有重要意义(Olivaetal., 2003)。当前全球气候变化形势空前紧迫,开展硅酸盐化学风化相关研究可为这一焦点议题提供理论依据。
陆表化学风化的作用对象包括出露的岩石和沉积物,碎屑沉积物的成分和结构会记录相应的化学风化信息。岩石的风化作用早在20世纪初就受到关注,随后表征化学风化强度的指标被接连提出并不断发展。按研究技术和手段可将化学风化指标分为3类: 岩石学和矿物学指标、元素地球化学指标、非传统稳定同位素指标(林春明等,2021)。岩石学和矿物学指标包括沉积物骨架颗粒组成、粉砂级细粒全岩矿物、矿物表面结构特征、黏土矿物组成和晶体结构,其记录了气候主导的化学风化过程的关键信息,能够有效示踪化学风化强度演变(杨作升等,2008;Kamp,2010;Cliftetal., 2014;Hessler and Lowe,2017)。基于元素迁移性差异的地球化学指标如K/Al、Rb/Sr、αAlNa、化学蚀变指数(CIA)等是接受度最高、运用最广泛的一类指标(Dinisetal., 2020)。新兴同位素指标如δ7Li、δ11B、δ41K、δ26Mg、δ30Si 等的开发和应用是近年来化学风化强度评估的热门研究方向,具有广阔的应用前景,有待进一步探究(Millotetal., 2010;Maetal., 2015;Weietal., 2015;Tengetal., 2020)。……
