石林紅土風化剖面鋰同位素特征

供稿|蔡曉娟，季宏兵 / CAI Xiao-juan, JI Hong-bing

內容導讀

文章以云南石林紅土風化剖面(XNC剖面)作為研究對象，通過對Li元素含量以及Li同位素含量的分析測定，探討Li同位素分布特征的影響因素以及Li同位素與風化參數之間的關系。分析表明：石林地區XNC紅土風化剖面的Li元素含量與UCC以及黃土中相近，但δ7Li值卻明顯高于UCC以及黃土；δ7Li值與Li元素含量以及黏粒占比之間正相關(R2=0.51和R2=0.32)，并在剖面上部受到有機質的絡合影響導致δ7Li值增大；與Al2O3和Rb/Sr之間負相關(R2=0.68和R2=0.26)。由此可知，XNC剖面土壤中Li同位素受Li元素含量、黏土礦物含量、有機質和淋溶程度等因素影響。

鋰同位素作為非傳統穩定同位素，對大陸風化過程的研究具有傳統穩定同位素無法比擬的優點。在自然界中鋰元素一般以離子的形式存在，并且Li+并沒有化合價的變化，因而同位素之間的分餾過程不會受風化過程中的氧化還原反應所影響。Li元素并不是生命元素，生物作用對其同位素的分餾作用并不顯著。在所有的地質過程中，鋰同位素分餾最為明顯的過程發生在大陸風化階段，在自然界已經觀察到超過110‰的分餾，其中有超過90‰的分餾發生在地表或淺地表環境中。溫度引起的Li同位素分餾較小，僅有2‰，相對于前者是可以忽略的[1，2]。本文采集云南石林地區一個紅土剖面(XNC剖面)，對其Li元素以及同位素特征進行分析測定，并分析Li同位素含量與Li元素含量、土壤中黏粒含量、風化相關參數之間的關系，得到紅土剖面中Li同位素特征。

研究區域概況

云南省石林縣地處云貴高原腹地，是世界巖溶發展最復雜、類型最齊全、分布面積最大的東亞巖溶區域中心，也是中國西南喀斯特地貌的重要組成部分。……