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临界地貌区滑坡风化的Sr同位素特征

2、地球化学 > 专题1：大陆风化地球化学

放射性成因同位素87Sr/86Sr是地球化学中一种常用的反映物源和风化的指标。在流域尺度内，水体的87Sr/86Sr可以代表流域内风化产物的Sr同位素平均值。而由于87Sr的母体87Rb含量的不同，不同矿物内的87Sr/86Sr值往往差异很大，因此，矿物的优先风化是导致水体Sr同位素变化的主要因素。前人研究表明，新鲜面风化产物常具有高87Sr/86Sr的特征，并且其Sr同位素值随时间增加而逐渐降低(Blum et al., 1993; Ma and Liu, 2001)。本研究发现，在滑坡多发的临界地貌区花岗岩小流域内，滑坡渗流具有明显高于未风化物质的Sr同位素值，而山脊土壤水的Sr同位素值则较未风化物质明显偏低；河流水样的Sr同位素值则介于上述两端元之间，且更接近于滑坡端元。据此初步猜测，滑坡风化是临界地貌区的一种重要的风化形式。
基于河流下切、坡面扩散和随机滑坡过程的地貌演化模型显示，高原边缘的临界地貌区在构造抬升结束后，仍可以通过滑坡的增加引起物理剥蚀量的持续增加，导致新鲜滑坡面暴露增加，引起滑坡风化增强，从而驱动全球气候变冷。这也是新生代全球气候变化的一种可能的解释。基于地貌演化模型得出的滑坡风化比例和新生代Sr同位素变化曲线非常相似，因此本文也猜测滑坡风化可能是导致新生代海水Sr同位素上升的原因。

Blum, J.D., Erel, Y., Brown, K., 1993. 87 Sr/ 86 Sr ratios of sierra nevada stream waters: Implications for relative mineral weathering rates. Geochim. Cosmochim. Acta 57, 5019-5025.
Ma, Y., Liu, C., 2001. Sr isotope evolution during chemical weathering of granites. 中国科学d辑(英文版) 44, 726-734.