第九届青年地学论坛

大陆硅酸盐岩风化过程伴随着钙（Ca）的大量淋失迁移，进而影响地表Ca储库的化学组成。花岗岩类是大陆上地壳的主要组成部分，探究其化学风化过程中的Ca同位素地球化学行为，对理解元素地球化学循环、正确评估大陆风化的环境效应至关重要。然而，Ca同位素在花岗岩风化过程中是否发生分馏仍存争议，制约了对全球Ca循环、风化与气候互馈机制的进一步理解。本研究以发育在热带气候下的广东佛冈花岗岩（165±2Ma）风化剖面为研究对象，通过双稀释剂-热电离质谱法（DS-TIMS）分析不同风化程度全岩样品及剖面附近河水的Ca含量、放射性成因（ε^40/44Ca）与稳定Ca同位素组成（δ^44/42Ca）（均相对于NIST标准SRM 915a），探究花岗岩强烈风化过程中Ca同位素分馏行为，并评估Ca同位素示踪大陆硅酸盐化学风化过程的潜力。结果表明花岗岩强烈风化过程中ε^40/44Ca和δ^44/42Ca值均发生了显著变化。风化残余土的ε^40/44Ca值受控于造岩矿物的差异性溶解及钾长石K/Ca摩尔比的变化。风化残余土δ^44/42Ca值整体低于未风化基岩，表明次生黏土矿物优先结合较轻的Ca同位素（如⁴⁰Ca），而重Ca同位素则被优先释放进入液相。然而，该风化剖面附近的河水的δ^44/42Ca值与未风化基岩几乎一致。造成这种解耦的可能原因是风化残余土中被次生黏土矿物吸附的Ca通量过低，无法显著影响从风化剖面迁出的溶解态的Ca同位素组成。本研究表明，将放射性成因和稳定Ca同位素结合可有效示踪大陆风化过程中Ca的来源、迁移和转化过程，有助于加深对大陆风化过程中Ca同位素行为的理解。
 

钙同位素,花岗岩,化学风化