近日，我院赵志琦教授（通讯作者）团队青年教师张俊文（第一作者）在地学国际权威期刊《Earth and Planetary Science Letters》上发表了题为“Spatiotemporal variation of Li isotopes in the Yarlung Tsangpo River basin (upper reaches of the Brahmaputra River): Source and process”的文章，揭示了青藏高原地区热液活动对河水溶解态Li及其同位素组成的影响，提出了新生代以来“构造隆升-硅酸盐风化-海水δ⁷Li演化”耦合关系的新认识。天津大学刘丛强院士、李晓东教授和丁虎副教授，北卡罗来纳大学刘晓明教授，河南理工大学张东教授，长安大学博士生闫雅妮与中国科学院地球化学研究所孟俊伦硕士为共同作者。

大陆硅酸盐风化通过消耗大气 CO₂ 影响着长时间尺度的全球气候变化，如何示踪大陆硅酸盐风化一直是学者们关注的重要科学问题。Li及其同位素具有示踪硅酸盐风化的潜力，其原因之一是Li主要赋存于硅酸盐矿物中，因此，通常认为河水中Li主要源自硅酸盐风化。然而，青藏高原地区广泛分布的热泉中Li含量异常高（ppm），热液活动是否会改变河水Li含量及其同位素组成？影响程度如何？对利用河水Li同位素组成示踪流域硅酸盐风化过程有无影响？

图1 雅鲁藏布江流域地理位置和采样点分布图（引自原文）

针对上述问题，本研究以雅鲁藏布江流域（以下称雅江）为目标区，系统、深入的研究结果表明：①热泉汇入是雅江溶解态Li的主要来源，其对绝大多数河水样品的贡献率超过85%；②热泉汇入显著改变了河水Li同位素组成，但无法用“热泉汇入”和“硅酸盐风化”的二元混合模型解释；③河水Li运移过程中其同位素持续分馏以及不同季节的河流悬浮物含量波动，是控制雅江溶解态δ⁷Li值时空变化的主要原因；④热泉Li的汇入显著增加了河流Li通量，进而升高了下游河口地区Li通量（高δ⁷Li值）。

图2 青藏高原-喜马拉雅地区河流Li含量和Li/Na值与δ⁷Li值的相关关系（引自原文）

前人研究主要基于构造隆升对硅酸盐风化的影响，探讨新生代以来海水δ⁷Li值演化。本研究发现，构造活跃区的热液活动会显著增加河流Li通量，进而可能影响新生代以来海水δ⁷Li值的演化。本研究对构建“构造隆升-硅酸盐风化-海水δ⁷Li演化”耦合关系有重要启示。

图3 青藏高原地区河水Li来源及其同位素分馏过程概念模型（引自原文）

本研究受国家自然科学基金（4190863, 42003007, 42073009）、中央高校基本科研业务费（300102278302, 300102272102）和环境地球化学国家重点实验室开放基金（SKLEG2022205）等资助。

《Earth and Planetary Science Letters》是国际地学界顶级的专业期刊之一，对研究成果的创新性有着严苛的要求，在学界有着极高的影响力。本文是我院地球化学团队取得的一个标志性成果，是持续推动我院青年人才培养和提振青年教师们科研信心的又一佳音。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117875