科研进展--中国科学院广州分院

南海海洋所 | 基于遗传图谱和QTL定位发现Polycystin基因参与牡蛎壳形成

中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态实验室（LMB）喻子牛研究员团队在牡蛎高密度遗传连锁图谱构建和壳生长QTL定位、功能基因验证方面取得重要进展，相关研究成果High-resolution genetic maps and QTL mapping applications reveal Polycystin gene involvement in oyster shell formation正式发表于国际综合期刊《iScience》。南海海洋研究所助理研究员马海涛、副研究员秦艳平等为论文共同第一作者，研究员喻子牛和研究员张跃环为论文通讯作者。香港牡蛎和熊本牡蛎是华南沿海重要的经济优势牡蛎种，团队成功进行了两种牡蛎间的人工远缘杂交。本研究以两种牡蛎正反交家系为材料，构建了它们的高密度遗传连锁图谱。正交家系中母本（香港牡蛎）获得了10个连锁群，与其染色体数一致，标记间的平均间隔为1.5cM，图谱总长度为899.37cM，图谱的覆盖率为97.30%；父本（熊本牡蛎）也获得了10个连锁群，与其染色体数一致，标记间的平均间隔、图谱总长度、图谱覆盖率分别为1.22cM、836.94cM、97.40%。反交家系中母本（熊本牡蛎）获得了10个连锁群，与其染色体数一致，标记间的平均间隔为0.94cM，图谱总长度为1096.09cM，图谱的覆盖率为98.63%；父本（香港牡蛎）获得了10个连锁群，与其染色体数一致，标记间的平均间隔、图谱总长度、图谱覆盖率分别为1.23cM、653.36cM、97.04%。另外熊本牡蛎整合遗传图谱标记间的平均间隔达到0.75cM。图1 高密度遗传连锁图谱根据两个作图家系的表型数据和遗传连锁图谱，共定位了35个与壳生长相关QTL位点，可解释的表型遗传变异为6.1-26.4%（壳高）、4.9-20.0%（壳长）。通过基因组基因比对，在QTL上共鉴定出22个候选基因，其中Polycystin基因具有最大LOD值和最高可解释的表型变异（26.4%-壳高/20.0%-壳长）。该成果在两种牡蛎中首先克隆了Polycystin基因的全序列；q-PCR发现在牡蛎外套膜中表达水平最高，破壳试验中其表达水平随着贝壳形成过程发生变化，原位杂交也发现该基因表达于外套膜外褶和中褶边缘区域；不同发育阶段的定量表达分析，发现在两种牡蛎中从受精卵开始表达量逐渐升高并在囊胚期达到最高峰，该基因可能参与了牡蛎壳早期发育的钙离子储存，为担轮幼虫及后期牡蛎壳发育提供基础；RNAi技术成功抑制该基因表达后，通过扫描电镜发现新生贝壳出现矿物层沉积不规则的现象。综上所述，Polycystin基因很可能通过介导钙离子运输的方式参与了牡蛎壳形成。图2 功能验证Polycystin基因参与了牡蛎壳形成本研究首次构建了香港牡蛎和熊本牡蛎的高密度遗传连锁图谱并定位了壳生长相关QTL位点，并证明Polycystin基因参与了牡蛎壳形成，研究结果将为两种牡蛎的分子育种提供理论基础和技术支撑。该成果得到了广东省自然科学基金、国家自然科学基金、国家贝类产业技术体系、科技部重点研发计划、广东省重点研发计划、海南省重点研发计划和广州市重点研发计划等项目的联合资助。相关论文信息：High-resolution genetic maps and QTL mapping applications reveal Polycystin gene involvement in oyster shell formation. iScience,2025,28: 113986. 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113986

2025-11-24

广州地化所刘亮、徐义刚等-SA：成分岩石圈在地幔柱作用下的物质再分布塑造规模迥异的洋底隆起

长期以来，热点隆起（Hotspot Swell）的形成被认为与地幔柱活动密切相关，但对于那些分布范围更广、高度更低的“超级隆起”（Superswell）的成因（图1），学界始终未能达成共识。近日，一项发表在Science Advances的研究，对两类洋底隆起的成因提出了新见解，为理解地幔柱的深部动力学演化过程与浅表响应提供了新思路。图1. “典型”热点隆起（夏威夷，a-c）与“超级隆起”（东南太平洋，d-f）该项研究由中国科学院广州地球化学研究所徐义刚院士团队、西班牙ICM-CSIC Jason P. Morgan教授团队、及美国哈佛大学的W. Jason Morgan教授（已故）共同完成。研究团队通过综合分析天然观测数据与数值模拟结果，尝试解读了洋底隆起的宽度随大洋年龄的增长而降低、而高度则相应增高的趋势。图2. 洋底热点隆起规模与大洋年龄的关系为了总结洋底热点隆起的特征，研究团队参考已有的洋底热点目录，统计了其宽度和平均高度（移除洋底冷却沉降效应之后）（图2）。通过分析发现，位于>50 Ma洋底的热点隆起倾向于呈现狭窄且高耸的形态，而位于<20 Ma洋底的热点隆起则主要表现为宽阔且低矮的形态。此外，在靠近洋中脊的区域，热点隆起会沿着与中脊平行的方向延伸，导致长轴上的高度/宽度小于短轴。这些观测结果表明，普通的热点隆起与更宽阔的超级隆起分别倾向于在古老和年轻的大洋板块上发育。为了深入探究这一规律背后的动力学机制，研究团队构建了可压缩型数值模型，模拟了地幔柱与不同年龄大洋岩石圈之间的相互作用（图3）。模拟结果成功再现了热点隆起规模的演化趋势（图4）。结果显示，无论是普通热点隆起还是超级隆起，都可能源于地幔柱与大洋岩石圈的相互作用（图3）。研究团队强调，年轻大洋板块之下存在着由洋中脊熔融抽取形成的、粘滞残余“成分岩石圈”（Compositional Lithosphere）。当大洋年龄较小时，这种成分岩石圈的厚度会显著大于“热岩石圈”（Thermal Lithosphere），并且比后者具有更小的密度与粘度。当地幔柱物质上升到浅部时，成分岩石圈会因受到纵向挤压而在横向上发生形变，表现为地幔柱周边的局部加厚（图3f）。随着大洋年龄的降低，岩石圈整体粘度会降低，其受到地幔柱挤压后的加厚范围则会增加，进而导致浅表隆起范围的扩大；但由于单位时间内上涌的地幔柱物质有限，热点隆起的平均高度也会相应降低（图4）。因此，年轻大洋成分岩石圈受地幔柱冲击后的物质再分布被认为是导致超级隆起形成的关键因素。（类似上涌导致岩石圈物质再分布的现象也见于Liang Liu et al., 2025, Nat Commun, 16(1), 7603. 其中，深部上涌诱发的离散流场会将上涌中心的岩石圈底部物质往两侧推挤，导致中心处岩石圈薄于两侧，以至浅表出现不同程度的沉降）。图3. 典型热点隆起（a-c）与超级隆起（e-f）的数值模拟结果图4. 模型呈现的热点隆起规模与大洋年龄的相关性该项研究较好呈现了岩石圈的“盖层”效应（Lid Effects），有效地展示了热岩石圈对地幔熔融的限制作用（图5a-5b）。模拟结果显示，地幔柱在上升过程中，可在地幔过渡带、~260公里深度处及岩石圈底部发生不同程度的滞留，为解读对应层位存在的地震波不连续界面以及大洋岩石圈地震学LAB的本质提供新思路（图5c-5e）。研究还发现，前人对地核热流通量的估算方法大多基于对热点隆起规模的测量。然而，本研究表明，相同地幔柱体积下的热点隆起规模会随着大洋年龄的变化而变化，这意味着以往的估算可能存在较大偏差。因此，该研究为重新审视地核热流通量的估算方法提供了依据。图5. 模型中地幔柱的熔融行为（a-b）、物质运移（c）、温度演化（d）、纵向结构（e）等结果的汇总综上，本研究不仅为理解地幔柱导致的热点隆起规模提供了新视角，也为探索地幔柱的深部动力学演化过程及其浅表响应开辟了新思路。通过综合天然观测数据与数值模拟结果，研究揭示了地幔柱导致岩石圈物质再分布的浅表响应形式，强调了大洋成分岩石圈对地幔柱上涌和地幔熔融的关键制约作用。研究进一步表明，地幔柱在大洋板块下方的活动频率可能高于以往认识，且其影响范围可能更为广泛。刘亮副研究员是本文的第一作者、共同通讯作者，J. P. Morgan教授为本文的共同通讯作者。该项工作受到国家重点研发计划—常规项目和青年科学家项目以及国家自然基金委项目的联合资助。论文信息：Liu, L.*（刘亮），Morgan, J.P.*，Xu, Y.G.（徐义刚），Long, S.M.，De Montserrat A.，Morgan, W. Jason，2025，Science Advances. 11(46).全文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady1276.

2025-11-17

广州地化所王晓、赵时真、李军等-ES&T：清洁空气行动下我国大气PAHs来源与健康风险演变

近日，中国科学院广州地球化学研究所先进环境装备与污染防治技术全国重点实验室张干研究员团队取得了大气多环芳烃（PAHs）污染源解析与风险演变研究的新进展。团队将黑碳的放射性碳同位素丰度（BC-14C）引入正定矩阵分解（PMF）模型，解决了其中生物质燃烧源与化石燃烧源分配不足的瓶颈问题，并解析了2008-2020年我国清洁空气行动两阶段（2013-2017年第一阶段、2018-2020年第二阶段）PAHs的来源演变与健康风险变化，为PAHs污染精准管控与公共健康防护提供了科学依据。相关成果于10月13日在线发表于《Environmental Science & Technology》。 PAHs是一类具有高毒性的有机污染物，其中16种被美国环保署（USEPA）列为优先控制污染物。我国一直是大气PAHs的排放大国。PAHs与大气黑碳（BC）均是有机质燃烧的产物，二者呈典型的“污-碳同源”共排放。PMF模型是PAHs来源解析的重要手段，但仅以16种优控PAHs作为模型变量，仍难以精准区分生物质燃烧与化石燃烧贡献，其原因在于不同来源PAHs的分子指纹具有较高的相似性。同时，现有的管控措施多聚焦于PAHs总浓度下降，对其毒性变化与健康风险的动态关联认识不足，尤其缺乏不同政策阶段来源贡献与风险演变的系统研究。针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所博士后王晓与赵时真副研究员、李军研究员等合作，分析了2008-2020年间我国21个典型城市（图1）大气中的优控PAHs，并将可精准区分化石源（煤燃烧、交通源）与非化石源（生物质燃烧）的BC-14C引入PMF模型，以有效约束模型对PAHs的来源分配。团队还计算了苯并[a]芘等效浓度（BaPeq），评估了其终生肺癌增量风险（ILCR）。团队发现，我国清洁空气行动对PAHs污染的调控效果呈现出显著的阶段性差异（图2）。第一阶段（2013-2017年），依托末端治理措施（如工业提标、淘汰落后产能）与清洁供暖改造，北方地区PAHs浓度大幅下降49.4%，其中供暖季降幅达59.5%，主要缘于煤燃烧排放减少；第二阶段（2018-2020年），改善明显放缓，北方PAHs浓度仅小幅下降，南方基本持平，生物质燃烧排放保持稳定，而交通源贡献持续上升。团队还发现，第二阶段呈现出“PAHs总浓度下降但毒性上升”的重要趋势（图3）。PAHs的苯并[a]芘当量（BaPeq，毒性指标）在第一阶段下降45.5%后，却在第二阶段反弹上升45.2%（2017年4.2 ng/m3 升至2020年6.1 ng/m3）。在第二阶段，大气苯并[a]芘（I类致癌物）浓度超过国家环境空气质量标准（1 ng/m3）3倍以上，致各人群（成人、儿童、老年人）终生肺癌增量风险（ILCR）均超过USEPA可接受阈值（1.0×10–6）且呈上升趋势。这与交通源贡献增加直接相关；交通源排放的高环PAHs（如苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘）的生物可及性更强，更易引发健康危害。该研究首次通过与PAHs具同源性的BC的14C丰度约束PMF模型源解析，厘清了清洁空气行动下PAHs来源的阶段性演变，强调交通源已成为当前我国PAHs毒性与健康风险上升的重要驱动因素。未来需加强遏制交通源PAHs排放，协同推进污染减排与健康风险削减。王晓为该论文的第一作者，赵时真和李军为共同通讯作者，哈尔滨工业大学马万里教授和中国科学院烟台海岸带研究所田崇国研究员为主要合作者。该研究受到国家自然科学基金重点项目、重大项目和青年项目、广东省基础与应用基础研究重大项目，和中国博士后科学基金等项目的资助。论文信息：Wang, X（王晓）.; Zhao, S.（赵时真）; Tang, J.（唐娇）; Yao, C.（姚楚鑫）; Tian, L.（田乐乐）; Tian, C.（田崇国）; Ma, W.（马万里）; Zhang, G.（张干）; Li, J.（李军）, Decadal Shifts in PAH Sources and Health Risks in China under Clean Air Actions. Environmental Science & Technology 2025, 59, (42), 22749-22758.论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c08543图1. 中国典型城市在2008、2013、2017、2020年开展的四次外场观测采样点分布图；（b）2008、2013、2017和2020年北方地区采暖季（HS-N）、南方地区采暖季（HS-S）、北方非采暖季（Non-HS-N）和南方非采暖季（Non-HS-S）PAHs浓度的变化趋势。（c）2008、2013、2017和2020年13种PAHs的浓度和相对贡献的分布特征。图2. （a）2013、2017和2020年PMF模型初始结果与引入14C-BC约束结果中PAHs四种来源之间的贡献比较。（b）两次清洁空气政策阶段，燃煤、生物质燃烧、交通排放及其他来源PAHs浓度的下降趋势。（c）2008、2013、2017和2020年中国南方和北方的采暖季（HS）和非采暖季（Non-HS）不同来源PAHs浓度的季节性和区域性变化。图3. 清洁政策驱动下大气PAHs“浓度水平-来源结构-毒性效应”的动态变化趋势示意图

2025-10-31

广州地化所黄晓晴、张艳利、王新明等-JGR-A：城区消耗臭氧层物质与氢氟碳化物的高频观测及排放约束

过去数十年，在《蒙特利尔议定书》及其修正案推动下，全球消耗臭氧层物质（ODS）排放显著下降，但一些ODS的意外排放国际社会广泛关注；与此同时，作为ODS替代品的氢氟碳化合物（HFCs）使用与排放迅速增长。HFCs是强温室效应气体，随着《基加利修正案》启动HFCs削减，应对全球HFCs排放持续攀升已成为新的挑战。作为全球最大的ODS与HFCs生产和消费国，中国亟需建立独立、可靠且高质量的区域大气观测体系，把握大气浓度变化并通过自上而下反演校核自下而上排放清单。以往ODS和HFCs长期观测，主要集中在全球或区域背景点，这有利于避免局地影响、有效反映长期演变趋势。然而，ODS和HFCs是人为活动产物，在城区开展观测，能更快速、更强烈地感受区域排放“脉膊”。珠江三角洲作为全球最大的城市-工业集聚区之一，是ODS和HFCs使用和排放的关键热点区域，在这一地区城市背景点开展连续观测，有利于厘清排放格局、制定针对性减排策略。中国科学院广州地球化学研究所王新明研究员和张艳利研究员课题组黄晓晴博士后等，解决了ODS和HFCs城区连续观测“记忆效应”的难题，自2021年起，在珠江三角洲城区背景点对50余种卤代痕量气体开展高精度在线观测。近期，研究团队集中分析了2022年4月至2023年3月为期一年的高频、高精度在线观测数据，重点分析了我国受控的16种主要ODS与HFCs的浓度变化特征，并对其排放水平进行约束与评估。研究发现，氟氯烃（CFCs）和哈龙这些已淘汰的ODS物种，其城市本底值仅比北半球基线浓度高1–5%（图1），且持续下降，显现我国履约成效；但冬季频发的CFC-113与CFC-13异常高值，常与HFC-23（HCFC-22生产的副产物）高值同步出现（图2），它们主要不是本地排放，而是异地大气传输来源，且可能与氟化工生产中部分ODS作为原料使用或反应副产物的排放泄露有关。进一步用示踪剂法估算结果显示，2022年中国东南部CFC-113与CFC-13总排放约占全球的31%（图3）。夏季HCFCs和HFCs浓度显著升高，可达冬季平均浓度的2倍（图2），制冷设备运行与维护过程的泄露是这类物质的主要来源。估算结果显示，2022-2023年中国东南部HFC-32与HFC-125总排放可达39 ± 8 Tg CO2-eq yr-1，约占本研究16种物质总排放的32%以及我国温室气体总排放量的0.3%（图3）。在气候变暖、空调保有量增长背景下，这些CFCs替代产物排放可能进一步加剧。高时间分辨率长期监测一方面可验证区域减排成效，而在重点城市或工业区开展这种监测，还能及时发现排放方面的新问题新动向，为有效监管与核算提供支撑，有助于生产、消费、回收与安全销毁等环节的“全链条”减排。本研究受到国家自然科学基金委创新研究群体项目、国家重点研发计划项目、广东省科技厅、广州市科技局等项目的联合资助。相关研究成果近期发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres期刊。论文信息： Huang,X. (黄晓晴),Zhang,Y.* (张艳利),Wang,Y. (王仪),Xiao,C. (肖春麟),Ran,H. (冉浩汎), and Wang,X.* (王新明), 2025. Year-long high-frequency observations of 16 regulated ODS and HFCs in urban Guangzhou,South China: implications for regional emissions. Journal of Geophysical Research: Atmospheres,130,e2025JD044612 论文链接：https://doi.org/10.1029/2025JD044612 图1 ODS与HFCs城市本底浓度相对于全球背景的年平均增量图2 ODS与HFCs浓度时间序列（urban_bl：城市本底浓度；单位：ppt）图3 中国东南部（2022-2023年）ODS和HFCs排放与前期研究的比较

2025-11-11

广州地化所王志兵、韦刚健等-NC：现代海洋钼（Mo）同位素与通量更新：基于深海氧化沉积物的新约束

地球大气与海洋的氧气含量，从早期近乎为零的状态逐步攀升至接近现代水平（图1），这一演化过程在塑造地球演化历史、为生命起源与繁盛创造必要条件，以及推动地球宜居环境形成等方面，发挥着不可替代的关键作用。重建地质历史时期大气与海洋的氧气含量及演化过程，是当前地球科学领域的重要课题。其中，利用氧化还原敏感型地球化学指标重建大气与海洋氧气含量，是该领域最核心的研究方法。海相地层中的氧化还原敏感元素（如 S、Mo、Fe、Cr、Ce、U 等）及其同位素组成，能够记录海水的氧化还原状态，因此常被用于解译远古时期大气与海洋的氧化还原演化过程。在众多指标中，钼（Mo）因其丰度与同位素组成对氧化还原条件具有独特的响应特征，已成为重建古大气与海洋氧化还原环境的经典替代指标。然而，要利用Mo的丰度与同位素组成准确重建地质历史时期全球海洋的氧化还原演化过程，前提是精准厘清现代海洋Mo循环过程及其同位素收支平衡机制。图 1. 地质历史时期地球大气氧气含量演化样式图，展示了从过去到现在大气氧气含量随时间的变化趋势，数据来源为 Lyons et al.,Nature 2014。尽管目前已有大量研究明确了海洋Mo主要源汇的同位素组成特征，但全球Mo同位素收支平衡仍存在显著不确定性。当前主流模型普遍假设，铁锰结壳与结核可代表所有海洋氧化沉积物的同位素组成特征。然而，该假设忽略了富含铁锰（氢）氧化物深海氧化沉积物—其总体体量远超过铁锰结壳与结核的总和。这类以铁锰（氢）氧化物颗粒包膜及微结核为典型特征的深海氧化沉积物，是海洋Mo元素重要的氧化性汇。上述储库体量的巨大差异，使得 “以铁锰结壳与结核作为整个海洋氧化沉积物汇同位素组成代表” 的合理性备受质疑。此外，铁锰结壳与结核所吸附Mo的同位素组成特征，可能与远洋沉积物中铁锰（氢）氧化物颗粒所吸附的同位素特征存在差异，这种差异或导致不同储库中自生 δ⁹⁸Mo 值产生显著分异。图2. 西太平洋深海沉积物的地球化学特征及采样位置。（A–B）采样站位示意图（黄色五角星表示采样点）。（C–D）整体沉积物中钼（Mo）与锰（Mn）及铁（Fe）含量关系图。图中同时展示了来自印度洋和太平洋的综合数据集（n = 1,955）。为解决上述不确定性、深化对全球海洋Mo同位素收支平衡的认知，亟需对富含铁锰（氢）氧化物的深海远洋沉积物开展系统的Mo同位素组成研究。针对这一科学问题，中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学学科组王志兵副研究员、韦刚健研究员等，联合中国地质调查局青岛海洋地质研究所邹亮研究员等展开研究。团队选取西太平洋海域的两个深海远洋沉积物岩芯为研究对象（图 2），系统调查了深海沉积物全岩及不同相态 Mo 同位素的空间分布特征（图 3）。研究结果显示，研究区深海沉积物的 δ⁹⁸Mo 值介于 -0.55‰至 0.19‰之间，显著高于铁锰结核与结壳的 δ⁹⁸Mo 值（-0.70‰）。该研究最显著的发现是，岩芯中钼同位素组成随深度呈现逐渐升高的趋势：岩芯 XT19 的 δ⁹⁸Mo 值由 -0.52±0.04‰升高至0.12±0.08‰；岩芯 GC112 的 δ⁹⁸Mo 值由 -0.55±0.04‰升高至 0.19±0.03‰（图 3）。这种垂向变化规律与太平洋南部及中部海域的观测结果相似，暗示其可能具有全球普遍性。同时，基于两份岩芯的 δ⁹⁸Mo 值变化趋势与 Mo/Ti 比值的升高、Mn/Mo 及 Fe/Mo 比值的降低呈现显著一致性（图 3），研究团队推测：深海沉积物 δ⁹⁸Mo 随深度逐渐偏重的机制，可能是由底层海水钼向沉积物的渗透作用，以及随后在深部沉积物柱中的循环过程共同驱动。图3. 西太平洋深海沉积物中随深度变化的钼同位素与金属比值。该图展示全岩样品以下参数的深度剖面：（A）锰钛比（Mn/Ti）、（B）铁钛比（Fe/Ti）、（C）钼钛比（Mo/Ti）、（E）铁钼比（Fe/Mo）、（F）锰钼比（Mn/Mo）；（D）同时呈现全岩沉积物（空心符号）与提取的铁锰（氢）氧化物相（实心符号）的钼同位素值（δ⁹⁸Mo）。“mbsf” 表示海底以下深度（单位：米）。作为参考，黄色条带代表水成铁锰结壳与结核的平均 δ⁹⁸Mo 值（-0.70±0.14‰）。最后，通过整合本次研究获得的分析数据与已发表的深海远洋沉积物Mo浓度及同位素数据，计算得出氧化性沉积物Mo输出通量为 1.52×10⁸ mol/y，其对应的 δ⁹⁸Mo 值为 -0.09±0.23‰。研究人员进一步依据上述参数修正了全球Mo元素和同位素收支平衡模型（图 4）。修正后的平衡模型不仅深化了对深海远洋沉积物在全球Mo循环中贡献的认知，同时提升了基于Mo同位素的古海洋学重建精度。更新后的全球Mo同位素质量平衡模型表明，以往研究显著高估了古海洋 euxinic 环境（即缺氧且富含硫化氢的环境）的海底分布范围（图 5）。图 4. 海洋钼（Mo）同位素质量平衡的最新模型。该示意图展示了全球Mo收支平衡中的主要输入项（紫色圆圈：河流输入、低温热液输入）与输出项（绿色圆圈：各类沉积物、高温热液输出）。每个圆圈的大小与估算通量成正比，通量数值标注于圆圈内（单位：×10⁸ mol / 年，黑色字体）。本模型的概念框架基于 Little 等人（2025 年）的研究成果。图 5. 海水δ⁹⁸Mo与海洋汇分布关系的模拟结果。该模型基于 euxinic 汇（FEUX）、还原态汇（FRED）及氧化态汇（FOX）的相对占比，展示了海水 δ⁹⁸Mo 的稳态值。红色圆点代表现代钼同位素收支平衡状态，浅蓝色阴影区域为不合理的质量平衡解。带箭头标注的阴影区域则呈现了随深海氧化程度增强，海水 δ⁹⁸Mo 值的预测变化趋势（据 Chen 等人，2015 年修改）。该研究成果近期发表于国际知名刊物 Nature Communications。王志兵副研究员为第一作者和通讯作者，中国地质调查局青岛海洋地质研究所邹亮研究员为共同通讯作者。该项研究获得了国家重点研发计划，国家自然科学基金、中国地质调查局地质调查二级项目，广东省基础与应用基础研究基金等项目支持。广东海洋地质调查局邓义楠教授提供了部分深海沉积物样品。论文信息： Zhibing Wang*,Jie Li,Bangqi Hu,Liang Zou*,Xue Ding,Le Zhang,Jinlong Ma,Gangjian Wei. Revised Oceanic Molybdenum Isotope Budget from Deep-Sea Pelagic Sediments. Nat Commun 16,10086 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-65006-5论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65006-5

2025-11-21

广州地化所管世东等-GCA：第一性原理揭示磷在核幔分异过程中的分配机制

磷是DNA与RNA的必需组分，其地球化学行为对行星分异和生命演化研究具有重要指示意义。作为典型的中等亲铁元素，磷的金属/硅酸盐分配系数对压力（P）和温度（T）极为敏感，是限定早期岩浆洋热力学条件的关键参数。现有研究表明：硅酸盐地球（BSE）的磷丰度出现明显亏损（图1），其亏损机制被认为与核幔分异有关，即在核幔分异过程中，磷在高压下的亲铁性导致大量的磷进入地核。然而，在核幔分异所对应的高压条件下，磷的分配行为至今仍未厘清。并且现有低压（<20 GPa）实验数据显示，磷的拟合结果呈现多种价态。这种价态分歧外推至高压区间，显著放大了分配系数的不确定性。图1：以CI球粒陨石为基准，经Mg归一化的硅酸盐地球元素丰度随50%冷凝温度的变化。图2：前人实验及本研究不同价态磷在金属和硅酸体系中的分配系数。针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所博士研究生管世东在导师王煜研究员和杜治学研究员的指导下，联合美国普林斯顿大学邓杰团队，采用第一性原理分子动力学方法，系统考察了10–135 GPa、3000–5000 K条件下三种价态（+5、+2、0价）磷的分配特征。结果表明，各价态分配系数均随压力出现展现明显升高趋势（图2）。在高压端元，磷的分配系数极高——这意味着早期增生阶段进入地球的磷，几乎尽数被地核“吸走”，从而为核幔分异导致BSE磷亏损提供了直接证据。图3：（a）单阶段及（b）多阶段增生模型结合早期地球增生模型，传统单阶段模型假设地球仅经历一次核幔分异。模拟表明，在该模型对应的核幔分异压力（图3a灰色区）下，磷的分配系数过高，与BSE观测值（紫色区）不符。为达到现阶段BSE中磷的观测值，必须考虑多阶段增生模型，并引入末期大撞击的化学不平衡机制：地球经历多次核幔分异，而最后数次巨型撞击因规模大、混合时间短，其金属核无法与周围地幔充分平衡，直接并入原始地核。进一步研究表明，若末期撞击体已分异，则需至少两次完全不平衡事件（图3b）；若撞击体保持未分异，则单次约6 %地球质量的碳质球粒陨石（CC）胚胎撞击即可满足BSE磷观测约束。本研究首次将多价态磷的高压分配行为量化，为非平衡增生模型提供了关键证据。该成果于近日发表在国际地学期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》上，本研究得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项以及广东省自然科学基金的资助。论文信息：Guan,SD (管世东),Luo,HY (罗海洋),Du,ZX (杜治学),Deng,J (邓杰),Wang,Y* (王煜),2025. Ab initio simulations on metal-silicate partitioning of phosphorus during Earth’s core formation,Geochimica et Cosmochimica Acta 411,39-49,https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.11.017.

2025-11-25

广州地化所刘懋锐、王军、王强等-NSR：首次发现地幔中存在重硅同位素储库

近日，中国科学院广州地球化学研究所王强研究员团队在National Science Review（《国家科学评论》, NSR）在线发表题为“Discovery of a heavy silicon isotope mantle reservoir”的研究论文。该研究系统地报道了来自喜马拉雅-青藏造山带碰撞后钾镁煌斑岩和伴生地幔辉石岩捕虏体的全岩和矿物原位硅同位素数据，结果显示出独特的重硅同位素特征，为地球深部存在重硅同位素储库提供了新证据。综合岩石地球化学分析与同位素分馏模拟，团队提出这种重硅同位素储库的形成与俯冲印度大陆板片熔体引起的地幔交代作用有关。硅是地球中丰度第三的元素，其在地球不同地质储库中的分布与循环过程对理解地球内部物质分异和地表环境演化具有重要意义。硅有三种稳定同位素(28Si, 29Si, 和30Si)，常被应用于示踪硅的地球化学循环过程。然而，要准确利用硅同位素作为“示踪剂”，必须明确其在各类地质储库中的组成特征。传统观点认为，地幔高温部分熔融形成新生地壳的过程不会引起显著的硅同位素分馏，且由于大陆地壳与全硅酸盐地球（Bulk Silicate Earth, BSE）的硅同位素组成几乎一致（见图1），因此，地幔被认为与BSE具有相似的硅同位素组成，不应出现明显异常。然而，近年来发现一些洋岛玄武岩（OIB）和大陆弧岩浆具有显著偏轻的硅同位素组成（低于BSE），这暗示地幔中应存在一个与之互补的重硅同位素储库以维持全球硅同位素的质量平衡。但此前报道的各类地幔岩石（包括橄榄岩、辉石岩及其熔融产物）的硅同位素数据大多等于或轻于BSE，重硅地幔储库始终未被明确识别。喜马拉雅-青藏造山带出露大量新生代幔源超钾质岩石，这类岩石源于富集地幔的低程度部分熔融，往往反映了地幔源区的不均一性，是研究上述问题的理想对象。研究团队选择喜马拉雅-青藏造山带碰撞后钾镁煌斑岩和伴生地幔辉石岩捕虏体作为研究对象，通过系统的全岩与微区硅同位素分析，取得了以下认识：（1）拉萨地体中新世钾镁煌斑岩及其地幔包体的硅同位素值显著重于BSE，是目前国际上报道的硅同位素最偏重的地幔岩石（图1）；（2）钾镁煌斑岩的重硅同位素组成并非由壳内演化过程(例如地表风化、壳内分离结晶及地壳混染)所致，而是直接继承自其地幔源区（图2）；（3）板片熔融过程会发生显著的Si同位素分馏，残留相（如石榴子石+单斜辉石）富集轻硅同位素，而熔体则富集重硅同位素（图3）。结合前人已发表的资料，重硅同位素储库的形成可能与俯冲印度大陆板片熔体引起的地幔交代作用有关。图1 全球地幔岩石及其衍生岩浆岩的硅同位素组成汇总图2 拉萨地体中新世钾镁煌斑岩中的橄榄石和单斜辉石斑晶以及辉石岩地幔捕虏体的硅同位素组成图3 板片熔融过程中的Si同位素分馏效应及其在形成重硅同位素地幔储库中的作用随着越来越多的证据表明板片熔融是俯冲带普遍存在的过程，此类由板片熔体交代形成的重硅同位素地幔储库可能远比此前认识的更为广泛。与此同时，板片部分熔融后的轻硅同位素残留体可被带入深部地幔，从而解释部分洋岛玄武岩为何具有轻硅同位素特征。此外，研究强调，再循环物质的同位素信号能否在岩浆产物中得以保留不仅取决于再循环物质本身的同位素特征，还强烈依赖于地幔熔融时的热状态：在低程度部分熔融（即围岩橄榄岩贡献较小）条件下，再循环物质（即橄榄岩中的交代脉体）的同位素信号能够更有效地传递至最终的岩浆产物。相关成果发表后，引发了国际同行的广泛关注。《National Science Review》也随之在线发表刊发了由Si同位素领域专家、英国圣安德鲁斯大学Paul Savage博士撰写的专题评述“Heavy melts, light residues: New research identifies the potential importance of Si isotope fractionation in subducting slabs”，详细介绍了王强研究员团队的最新研究成果。Savage博士指出，该团队提出的"俯冲板片熔体交代形成重硅同位素地幔储库"模型，揭示了地表再循环物质对地幔Si同位素不均一性的调控机制，并评价道："This new work adds to a valuable collection of papers which have allowed new insights into how the composition of Earth’s mantle may be affected by subduction zone input and processing." 论文第一作者为刘懋锐博士研究生和王军副研究员，韦刚健研究员、徐义刚院士、崔泽贤工程师、杨晴高级工程师、A.C. Kerr教授和D. Wyman教授等为本文重要合作者，王强研究员为通讯作者。该研究受到深地国家科技重大专项项目、国家自然科学基金创新群体项目及国家自然科学基金面上项目等项目的联合资助。论文信息：Mao-Rui Liu† (刘懋锐), Jun Wang† (王军), Ze-Xian Cui (崔泽贤), Gang-Jian Wei (韦刚健), Qing Yang (杨晴), Yi-Gang Xu (徐义刚), Andrew C. Kerr, Derek Wyman, Jiang-Hao Bai (白江昊), Guan-Hong Zhu (朱冠虹), Lin Ma (马林), Lu-Lu Hao (郝露露), Jin-Sheng Zhou (周金胜), Jing-Jing Fan (范晶晶), Tong-Yu Huang (黄彤宇), Miao-Yan Zhang (张妙燕), Qiang Wang* (王强), 2025. Discovery of a heavy silicon isotope mantle reservoir. National Science Review nwaf410. https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf410. 评述论文信息：Savage, P. S., 2025. Heavy melts, light residues: New research identifies the potential importance of Si isotope fractionation in subducting slabs. National Science Review nwaf469. https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf469.

2025-11-11

广州地化所李静、王伟民、张干等-ES&T：耦合植物放射性碳和贝叶斯反演的城市碳排放核查实践

近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员张干团队在利用植物放射性碳（14C）约束与贝叶斯反演进行城市尺度化石源二氧化碳排放（CO2ff）核查方面取得新进展。团队将基于植物 14C估算的 CO2ff 与大气传输—反演框架深度耦合，构建出一套低成本、可扩展且面向治理的碳排放独立核查方法。相关成果于10月22日发表于国际期刊《Environmental Science & Technology》。化石能源燃烧是导致大气CO2 浓度上升和全球气候变暖的主要原因。城市作为化石源CO2排放最为集中的地表单元，其排放核查难度极大。受源活动数据不完整且滞后、排放因子变化范围大以及空间分辨率不足等因素影响，传统“自下而上”的排放清单不确定性高达约50%。因此，迫切需要建立独立且可落地的碳核查技术手段，以校验排放清单、支撑减排决策。 14C能够可靠地量化 CO2ff 与自然生物源排放CO2的相对贡献。草本植物作为“被动采样器”，可在一个生长季内整合周到月时间尺度的信号，采样成本低，适用于高空间分辨率的城市网格化采样和14C分析。大气模型反演则能将基于植物14C推导的CO2ff浓度转化为排放通量与年度排放总量，实现化石源CO2排放清单“自上而下”的独立校验和城市碳排放核查。据此，中国科学院广州地球化学研究所张干研究员和李静博士后与深圳市生态环境监测中心站副研究员王伟民等科研人员合作，建立了植物 14C 与贝叶斯反演深度耦合的技术方法（图1），并将其应用于深圳市化石源CO2排放清单的校验，取得了良好的实践效果。研究团队在深圳构建了 5×5 km2 网格，对70个采样站点的草本植物进行14C分析（图2），获得了对生长季大气 14CO2 的高密度、时间整合约束，为贝叶斯反演提供了充足数据和高分辨率网格空间覆盖。研究团队发现，尽管ODIAC（2022 年，135.8 Mt/年）、MEIC（2020 年，30.7 Mt/年）等两套先验清单在化石源CO2排放总量与空间分布上存在巨大差异，在统一的网格与误差设定下，植物14C—贝叶斯方法仍能将二者反演到一致的后验水平（图3），这表明植物 ¹⁴C 观测对先验误分配与总量偏差具有强约束与校准能力。在空间分布上，后验结果识别出深圳西北部为主要热点区（图3），与 CO2ff 观测格局和土地/设施分布相吻合。共排放协同分析表明，PM2.5、PM10、NO2、CO 与 CO2ff 的像元尺度相关性显著（Pearson r ≈ 0.56–0.76；秩相关 ρ ≈ 0.53–0.85），而 SO2 与 CO2ff 基本无关（r = 0.006，ρ = −0.004），反映出相关污染物的有效减排管控（图4）。研究团队还揭示并纠正了先验清单的空间误分配问题，即以人口/夜光为代理的清单在深圳市中心—南部居住区偏高、在西北工业区偏低（图5），而后验清单在全域上对其完成了系统校准，为“热点区优先减排、分区分类施策”的政策设计提供了直接依据。依托该观测—传输耦合技术体系，深圳市后验总排放稳健收敛至约 59.2 Mt CO2/年，低于ODIAC清单估算值，但高于MEIC清单估算值。在方法学层面，研究团队系统展示了“草本植物 14C + 贝叶斯反演”在城市尺度的联合应用潜力。以 0.05°×0.05° 分辨率构建源—受体关系，计算雅可比矩阵并在贝叶斯框架下最小化目标函数，统一将后验通量换算为月/年总量，为“生长季14C—年尺度排放”的一致表达提供了标准化流程。该流程与公开基线（如我国瓦里关站）及清单数据协同使用，可在数据受限地区快速搭建城市排放核查体系。该研究强调，观测驱动的城市排放核查可与清单互证，支撑城市级“碳热点”定位、工业源治理优先级排序与年度排放核查，是支撑实现区域碳减排目标与碳中和路径的有力技术手段。该研究受到国家自然科学基金重点项目（42330715）和青年基金项目（C类）（42203081）、广东省基础与应用基础基金项目（2022A1515011851）、和中国博士后科学基金（2021M693184）等项目的资助。李静为论文的第一作者，张干和王伟民为共同通讯作者。中国科学院大气物理研究所韩鹏飞、广东省生态环境监测中心陈多宏、张涛等为主要合作者。论文信息：Jing Li（李静）, Boji Lin（林勃机）, Weimin Wang（王伟民*）, Pingyang Li（李平阳）, Jun Li（李军）, Pengfei Han (韩鹏飞)，Wenbiao Feng（冯文彪）, Zhineng Cheng（成志能）, Sanyuan Zhu（朱三元）, Tao Zhang（张涛）, Duohong Chen（陈多宏）, and Gan Zhang（张干*）. "High-Resolution Mapping of Fossil Fuel CO2 Using Plant Radiocarbon and Bayesian Inversion: Toward a City-Scale Emission Audit." Environmental Science & Technology 2025.原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c09553图1：基于植物 ¹⁴C 与贝叶斯反演的碳排放核查方法（概念图）图2：深圳市植物 Δ¹⁴C 的空间分布。洋红色圆点表示实测的 Δ¹⁴C 值，背景克里金插值估计。图3：使用 ODIAC 作为先验的反演结果。左列展示基于观测得到的 CO2ff 空间分布 (a)、初始模拟 (b，使用先验排放) 与优化后模拟 (c，使用后验排放)；中列给出先验排放 (d)、后验排放 (e) 及二者差值 (f)；右列包含模拟值与观测值的散点对比图 (g)、误差指标 (h，MAE、RMSE、MSE、ME)，以及各采样点的 CO2ff 浓度 (i) （MAE：平均绝对误差，RMSE：均方根误差，MSE：均方误差，ME：平均误差）。图4：2022 年深圳市基于 Δ14C 推导的 CO2ff 排放、空气污染物与工业企业的空间分布。左侧两列依次为： (a) CO2ff 浓度（ppm），(b) 细颗粒物 PM2.5（µg m⁻³），(c) 可吸入颗粒物 PM10（µg m⁻3），(d) 二氧化氮 NO2（µg m⁻3），(e) 一氧化碳 CO（mg m⁻³），(f) 二氧化硫 SO₂（µg m⁻3）。各图的颜色梯度表示对应污染物的浓度水平，洋红色圆点为观测值。右列各图为： (g) 具有 CO2 排放的工业企业分布，(h) 全部工业企业分布，(i) 工业企业核密度估计（KDE）热力图，突出工业密度较高与潜在排放源区域。图5：深圳市多种城市指标与 CO2ff 清单排放的空间分析。图中展示了关键城市要素及不同清单来源的 CO2ff 排放分布：(a) LandScan 2022 的人口密度，采用对数尺度以突出差异；(b) VNL 2022 的夜间灯光强度，指示城市活动与发展；(c) OSM 2025 的交通（蓝）与工业（红）用地；以及基于不同排放清单的 CO2ff 排放估算：(d) ODIAC 2022，(e) MEIC 2020，(f) CHRED 2018。使用不同的颜色刻度表示排放强度。

2025-10-31

广州地化所雒恺、马金龙、韦刚健等-GCA：稳定钕同位素揭示花岗岩风化与稀土矿化

化学风化作用是稀土元素（REE）活化、迁移和富集成矿的关键地质过程。在风化淋积型稀土矿床的形成机制中，稀土元素在化学风化过程中的迁移与富集行为尤为关键。近年来，钕（Nd）及其稳定同位素在表生地球化学过程中的行为引起广泛关注，研究表明其在指示风化过程与矿床成因方面具有重要潜力。然而，花岗岩风化过程中稳定Nd同位素的分馏机制尚不明确，其对风化淋积型稀土矿床形成的指示意义亦有待系统阐释。针对上述科学问题，中国科学院广州地球化学研究所博士后雒恺与马金龙正高级工程师、韦刚健研究员等合作，以广东佛冈花岗岩风化剖面为研究对象，系统分析了全岩及不同化学相态提取物的稳定Nd同位素组成（δ146Nd），揭示了花岗岩风化过程中稳定Nd同位素的分馏行为与机制，并评估了Nd风化通量对稀土成矿过程的影响。文章主要结论如下：（1）全岩样品中Nd含量介于23.4–175 μg之间，Nd迁移率（τNd,Ti）变化范围为-47.3%–787%，表明风化层中Nd总体呈富集状态，仅在表层0–2米有少量浸出（图1）。全岩δ146Nd值介于0.063‰–0.117‰，其中Nd富集层位与δ146Nd峰值区间高度吻合，指示同位素分馏与元素富集之间存在耦合关系（图1）。土壤化学提取物结果显示，可交换相、结晶Fe（氢）氧化物和残余相中Nd含量分别为11.0–36.9 μg、1.67–12.4 μg和0.96–12.5 μg，占比分别为34.2%–66.4%、6.65%–18.8%以及1.69%–38.6%。各提取物的δ146Nd值存在差异：可交换相偏重（-0.039‰–0.061‰）、残余相偏轻（-0.099‰–-0.036‰）、结晶Fe（氢）氧化物与全岩样品相近（-0.079‰–-0.017‰），这一结果表明，不同地球化学相态在Nd同位素分馏中扮演着不同角色。（2）可交换相中富集重Nd同位素，其主要通过阳离子交换与表面外圈络合物吸附于高岭石。而在结晶Fe（氢）氧化物中，轻Nd同位素占主导，其吸附机制涉及结构扭曲与内圈络合作用，反映出不同相态对Nd同位素的选择性吸附是导致同位素分馏的关键过程。（3）基于风化通量定量化计算模型，估算出佛冈花岗岩风化过程中的Nd元素通量为-0.22–0.27 g/cm2/Myr、从而引起的稳定Nd同位素分馏为-0.004–0.002‰（图2）。Nd通量的变化反映了风化过程中元素的淋失与累积动态，正值指示Nd的富集，与稀土成矿过程密切相关。进一步估算表明，富含稀土元素的花岗岩风化形成具经济价值矿床所需时间约为13–70百万年。这一时间范围与华南地区燕山期（侏罗纪–白垩纪）高分异花岗岩的形成时代高度吻合。该期花岗岩以富含稀土矿物为特征，在新近纪温暖湿润气候条件下经历强烈化学风化，促使稀土元素从原生矿物中释放并发生次生富集。因此，燕山期花岗岩不仅提供了成矿物质基础，其特有的地球化学属性（如高稀土含量、易风化矿物组成等）也直接控制了矿床的规模与品质（图3）。本研究系统揭示了花岗岩风化过程中稳定Nd同位素的分馏行为与机制，明确了不同地球化学相态对稳定Nd同位素组成的影响，反映了吸附机制与矿物载体对同位素行为的控制作用。Nd通量分析进一步证实花岗岩风化过程中Nd的富集是形成风化淋积型稀土矿床的关键。该项成果不仅深化了对稀土元素表生地球化学行为的理解，也为风化淋积型稀土矿的成因机制与找矿预测提供了同位素地球化学依据。雒恺为该论文第一作者，马金龙正高级工程师为通讯作者，中国科学院广州地球化学研究所韦刚健研究员为主要合作者。相关成果近期发表于国际知名地学期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》。该项研究受到国家重点研发计划的资助。论文信息：Luo,K.（雒恺）,Wang,R.-J.（王日晶），Zhu,G.-H.（朱冠虹），He,X.-Y.（何昕悦），Wei,G.-J.（韦刚健），Ma,J.-L.（马金龙）（2025）. Granite weathering and rare earth mineralization: Insights from stable neodymium isotope in tropical saprolites. Geochimica et Cosmochimica Acta,doi: 10.1016/j.gca.2025.10.004. 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.10.004图1. 花岗岩风化剖面全岩样品中（a）Nd浓度和（b）Nd迁移率（τNd,Ti）的变化；（c）全岩样品和不同化学提取相态的δ146Nd值；（d）不同化学提取相态中Nd的比例。图2. 花岗岩风化剖面中τNd,Ti与（a）Nd元素通量（NdFlux）以及（b）Nd同位素通量（δ146NdFlux）的关；化学蚀变指数（CIA）与（c）NdFlux和（d）δ146NdFlux的关系。黑色五角星代表未风化基岩，红色圆点代表Nd积累量显著的样本，编号为TT-5、TT-6、TT-8和TT-9。图3. 风化淋积型稀土矿床形成示意图

2025-11-17

广州地化所李震、李鹏飞等-EPSL：从水系重组看冈瓦纳造山运动驱动晚三叠世全球变冷

地球长期气候演变受碳循环平衡所影响，火山活动等地幔脱气过程向大气中输入二氧化碳，而硅酸盐岩风化作用则持续消耗二氧化碳。在短时间尺度上，地幔柱相关的大火成岩省喷发可释放巨量二氧化碳，引发全球性的急剧升温。在长时间尺度上，海底扩张通过改变洋中脊系统的规模影响全球碳排放通量，而大陆弧岩浆活动具有双重作用，既通过火山喷发排放二氧化碳，又通过构筑高地形促进硅酸盐岩风化以消耗二氧化碳。造山运动所驱动的硅酸盐岩风化作为地球重要的“恒温器”，可实现对气候的长期稳定调控，但在深时记录中识别与厘清其全球性影响仍是学界面临的挑战。为此，中国科学院广州地化所李鹏飞项目团队以青藏高原特提斯喜马拉雅序列为研究对象，通过沉积物源分析所识别的水系重组证据，并结合构造重建，揭示了地球历史上一次规模宏大的“河流重组”事件及其对全球气候系统的深远影响。特提斯喜马拉雅保存了冈瓦纳大陆北缘古生代以来的连续海相沉积，为研究大陆尺度物源与水系演变提供了理想载体。项目团队系统分析了该地区12,505颗碎屑锆石U-Pb年龄，并结合Hf同位素组成特征、多维标度分析及定量物源模拟，发现在晚三叠世之前，冈瓦纳北缘碎屑锆石主要源自其内部的前寒武纪古老基底和泛非造山带，而在上三叠统地层中则突然出现了约占总量30%、年龄为2-3亿年的年轻锆石组分，而这一年轻组分来源于远在数千公里外的冈瓦纳大陆南缘——一条绵延约1.8万公里、名为“Terra Australis Orogen”的宏伟造山带。冈瓦纳大陆北缘在晚三叠世出现的这一物源突变，以及跨越大陆尺度的物源联系，共同指示了当时冈瓦纳大陆上发生了重要的水系重组事件，形成了横贯大陆的巨型河流系统，将冈瓦纳南缘造山带物质长距离输送至北部被动大陆边缘（图1）。这一河流系统的形成受控于二叠纪–三叠纪冈瓦纳造山运动(Gondwanide orogeny)所引发的大规模山脉隆升，其不仅改变了大陆的水系格局与河流流向，还通过增强的硅酸盐风化作用持续消耗大气CO₂，最终成为驱动晚三叠世全球气候变冷的关键机制。全球海水锶同位素（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）值在晚三叠世的显著升高，为大陆风化通量激增提供了直接证据，而同时期碳酸盐岩碳同位素（δ¹³C）的负偏趋势，进一步支持了风化增强导致的碳酸盐埋藏增加（图2）。该项研究通过解读特提斯喜马拉雅沉积岩中的碎屑锆石记录，刻画了晚三叠世冈瓦纳大陆上河流万里奔袭的壮阔图景，揭示了其背后的驱动机制及其对全球气候的深远影响。该研究将深时地质时期的构造事件、地表过程与全球气候变化有机联系，系统阐释了地球多圈层之间复杂而深刻的相互作用，为揭示 “构造-地貌-气候”耦合机制提供了典型范例。论文信息：Li,Z. (李震),Li,P.* (李鹏飞*),Rosenbaum,G.,Cawood,P. A.,Wang,Q. (王强),Yuan,C. (袁超) & Shen,J. (沈俊) (2025). Rivers of change: the Tethyan Himalaya records how the Gondwanide orogeny altered Late Triassic global climate: Earth and Planetary Science Letters,671,119687. 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119687图1、晚三叠世冈瓦纳大陆水系格局重建图。图2、晚三叠世海洋锶同位素、碳同位素与古气候指标演化特征。(a)该时期海水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值的显著升高，指示大陆硅酸盐风化作用持续增强；(b)碳酸盐岩δ¹³C值的降低，反映碳酸盐埋藏相对增加而有机碳埋藏相对减少;(c-d)晚三叠世大气CO₂浓度与基于氧同位素估算的全球温度呈现总体下降趋势。

2025-10-31