鲜水河和岷江阶地沉积物粘土锂同位素组成对风化速率的响应

The relationship between chemical weathering and tectonic uplift is always a hotspot for research of geology and climatology, but the role of tectonic uplift on chemical weathering is still strongly debated. Here, this project focuses on the eastern Tibetan Plateau and use the lithium isotopic composition of clays in fluvial terraces of the Xianshuihe and Mingjiang to show a tight coupling between the eastern uplift of the Tibetan Plateau, chemical weathering and climate change. The expected results will provide new supporting scientific basic data or clues for research on the uplift of the Tibetan Plateau, and also contribute to the development of lithium isotope geochemistry.

大陆风化与构造隆升之间关系的研究一直是国际研究的热点，但是构造隆升对化学风化的作用仍在争论之中。本项目聚焦于青藏高原东缘鲜水河和岷江阶地，运用河流阶地沉积物粘土组分的锂同位素组成来研究锂同位素组成对风化速率的响应，探讨青藏高原东部隆升与化学风化之间的耦合关系，为青藏高原隆升的研究提供新的科学数据，同时取得的研究成果将对锂同位素地球化学理论的完善具有重要贡献。

为了探讨大陆风化、构造隆升和气候变化之间的关系，对青藏高原东缘鲜水河和岷江杂谷脑河河流阶地沉积物的锂及锂同位素进行了系统研究。结果表明：（1）两个阶地沉积物以原生矿物为主，如石英、云母和长石，次生矿物含量相对较低，如高龄石和蒙脱石；（2）两个阶地沉积物的主量元素质量分数由大到小为SiO2＞Al2O3＞CaO＞Fe2O3＞K2O＞MgO＞Na2O＞TiO2＞P2O5＞MnO，化学蚀变指数（CIA）介于47.7~63.8之间，均值为53.4，指示了所采集样品具有很低的风化程度；（3）两个阶地沉积物较高的锂含量不能很好的指示风化过程，且沉积物锂含量可能主要受角闪石含量的影响；（4）两个阶地沉积物的δ7Li值分别为-2.8‰~+0.8‰和-2.2‰~+0.3‰，且随锂含量的降低有升高的趋势，可能主要受角闪石和石英相对含量的控制；（5）两个阶地沉积物样品宇宙成因核素10Be和26Al的浓度差异是由于不同海拔和纬度带来的宇宙成因核素产率差异造成的，计算得到的鲜水河河流阶地T4、T3和T2暴露年龄分别为13.4 ± 2.0 ka 、5.9 ± 1.3 ka和4.0 ± 0.7 ka；杂谷脑河河流阶地T1暴露年龄为16.6 ± 1.4 ka；（6）岷江杂谷脑河河流阶地T1与末次冰盛期年龄基本一致；鲜水河阶地T4对应于H1和YD冰进事件，随后的T3和T2可能代表了MOHITS事件或者是中全新世以来的气候适宜期；（7）在鲜水河宇宙成因核素短时间尺度内（~10 ka）的河流下切速率明显高于长时间尺度（~600 ka）。增强的河流下切速率可能是长时间尺度构造抬升作用和短时间尺度受极端气候控制的剥蚀事件而造成。