花岗岩化学风化过程中非传统Sr同位素88Sr/86Sr分馏机制研究

近年发现的地球浅表过程中的非传统Sr同位素（88Sr/86Sr）分馏对传统的同位素地球化学认识具有重要拓展作用，而化学风化是产生这种分馏的最重要过程之一，但其分馏机制还不是很清楚。花岗岩化学风化不同矿物的差异性比较明显，有可能为揭示这种分馏机制提供适合的研究载体。本项目拟对广州流溪河源头从化吕田的一个花岗岩风化剖面以及其发源的小溪流进行综合研究，通过分析剖面中经受不同程度风化的残余产物，以及溪流水中带出的溶解态风化产物的88Sr/86Sr和87Sr/86Sr组成变化，研究化学风化过程中88Sr/86Sr比值变化及其影响因素，并评估这种变化对于传统的Sr同位素87Sr/86Sr比值的影响，探讨化学风化过程中88Sr/86Sr比值的分馏机制，从而为更全面了解表生过程中Sr同位素体系提供重要资料。

本项目选取了广州从化汤塘一个花岗岩风化剖面，打钻获取了从强烈风化到新鲜的花岗岩样品，分析了不同风化程度的花岗岩风化残余的矿物，元素与同位素的组成，同时挑选了不同风化程度的残余中各种原生与次生风化矿物，分析了单矿物中的元素与Sr同位素组成，结合溪流水中的88Sr/86Sr和87Sr/86Sr组成变化，综合研究了花岗岩风化过程中的元素与同位素的迁移变化，重点评估了化学风化过程中全岩及其单矿物的稳定88Sr/86Sr比值变化及对传统87Sr/86Sr的影响程度的大小，为更全面了解表生过程中Sr同位素体系提供重要资料。通过分析数据显示不同矿物中的Sr同位素组成有明显差异，不同矿物的不等序风化会导致风化残余中Sr同位素的明显变化，随着风化程度的加强，稳定88Sr/86Sr比值与传统87Sr/86Sr比值都明显随富集Sr矿物的变化而变化。富Sr矿物的分解会优先释放重88Sr，导致风化残余中更富集轻86Sr组成，这是引起稳定Sr同位素在表生风化过程中分馏的一个重要机制，稳定Sr同位素的分馏大小在一定程度上直接影响着传统87Sr/86Sr比值与真实87Sr/86Sr比值的差异，这为我们获取更准确的高精度87Sr/86Sr比值提供了依据。