海洋自生碳酸鹽巖沉淀機制研究獲進展
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| 日期：2025.11.10 資訊來源：網(wǎng)絡(luò)來源 瀏覽人次：825 |
在國家自然科學(xué)基金等項目資助下，中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員顏文團隊聯(lián)合上海海洋大學(xué)宮尚桂副教授、教授馮東等科研人員，在海洋自生碳酸鹽巖沉淀機制研究方面取得重要進展。相關(guān)成果近日發(fā)表于《通訊地球環(huán)境》（Communications Earth & Environment）。
深部有機質(zhì)礦化與硅酸鹽風(fēng)化耦合的自生碳酸鹽埋藏機制。研究團隊供圖
論文第一作者、中國科學(xué)院南海海洋研究所助理研究員黃慧文表示，研究團隊?wèi)?yīng)用Li同位素等地球化學(xué)手段，首次在深部沉積物中捕捉到“有機質(zhì)硫酸鹽還原（OSR）-硅酸鹽風(fēng)化-碳酸鹽沉淀”三元耦合的直接證據(jù)，為理解埋藏沉積物中的物質(zhì)循環(huán)、深化海洋沉積物的碳埋藏理論框架提供了關(guān)鍵科學(xué)支撐，對完善海洋碳匯機制研究具有重要意義。
海洋自生碳酸鹽是地球表層系統(tǒng)重要的長期碳匯，其埋藏量占現(xiàn)代海洋碳酸鹽埋藏總量的至少10%。傳統(tǒng)觀點認為，海洋沉積物深部甲烷帶的產(chǎn)甲烷作用和有機質(zhì)的硫酸鹽還原作用會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，降低環(huán)境pH值，進而抑制碳酸鹽礦物沉淀。然而，全球多處沉積物孔隙水剖面均記錄到了異常高的堿度，暗示存在大量碳酸鹽沉淀。學(xué)界推測，硅酸鹽風(fēng)化可能通過釋放Ca2+與堿度抵消酸化，并促進碳酸鹽礦物沉淀，但一直缺乏深部環(huán)境的地質(zhì)記錄證據(jù)。
研究團隊對墨西哥灣不同沉積環(huán)境的自生碳酸鹽開展了鋰同位素（δ7Li）分析。結(jié)果顯示，深部OSR相關(guān)碳酸鹽的δ7Li值（-6.6‰至-1.2‰）顯著低于淺層甲烷厭氧氧化成因碳酸鹽（δ7Li: +3.8‰至+11.7‰）。這一獨特的負值特征是目前全球已知碳酸鹽礦物中最低值，同位素分餾計算得出的孔隙流體δ7Li值（-4.0‰至1.4‰）與巖石中硅酸鹽相的δ7Li值（-5.1‰至-1.2‰）高度接近，表明該環(huán)境下硅酸鹽風(fēng)化接近“全等風(fēng)化”——即原生硅酸鹽礦物溶解速率遠高于次生硅酸鹽形成速率，釋放的鈣和堿度為碳酸鹽沉淀提供了關(guān)鍵物質(zhì)基礎(chǔ)。
該研究證實了碳酸鹽巖鋰同位素作為追蹤碳-硅相互作用的有效指標(biāo)，也揭示了鹵水、有機質(zhì)礦化與硅酸鹽風(fēng)化三者在深部沉積環(huán)境中協(xié)同調(diào)控海洋碳匯的復(fù)雜過程。同時從沉積記錄角度證實深部硅酸鹽風(fēng)化對海洋碳匯的正向貢獻，為預(yù)測全球變化背景下的海洋碳匯演化提供了重要支撐。（來源：中國科學(xué)報 朱漢斌 李淑）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02756-6
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