青藏高原东南部大型流域次生碳酸盐沉淀的钙同位素证据

碳酸盐岩风化对调节全球碳循环和短期气候变化至关重要. 钙(Ca)是碳酸盐岩风化释放的关键元素之一, 河流系统中的Ca同位素(<italic>δ</italic>^44/40Ca)有助于研究复杂的碳酸盐岩风化过程. 本文测定了青藏高原东南部澜沧江中溶解态和悬浮物的元素浓度及<italic>δ</italic>^44/40Ca比值. 河水溶解态<italic>δ</italic>^44/40Ca值(0.64‰~1.05‰)自上游到下游呈下降趋势, 且干流<italic>δ</italic>^44/40Ca值接近0.88‰. 河流悬浮物富集较轻的Ca同位素(0.46‰~0.75‰), 基于Ca/Al质量比和Ca-Zn同位素的证据表明悬浮物Ca同位素组成可能受矿物组成(如黏土矿物和碳酸盐)控制. 根据正演模型结果, 碳酸盐岩风化和蒸发岩溶解贡献了超过90%的河水溶解态Ca, 而硅酸盐岩风化贡献较小(2%~8%). 河水溶解态<italic>δ</italic>^44/40Ca值与Sr/Ca、Mg/Ca比值及方解石饱和指数呈正相关, 表明次生碳酸盐沉淀可能是导致河水Ca同位素变重的一个重要机制. 然而, 这一现象在低地支流中并未出现, 低地支流较高的<italic>δ</italic>^44/40Ca和<italic>δ</italic>⁷Li值表明其可能受到了次生黏土矿物形成的控制. 通过对比全球大型河流Ca通量和溶解态<italic>δ</italic>^44/40Ca比值, 本研究发现河流溶解态Ca同位素组成主要受到碳酸盐岩风化和次生碳酸盐沉淀的控制, <italic>δ</italic>^44/40Ca能够作为理解和模拟地表环境碳酸盐岩风化中次生过程的潜在指标.