广州地化所揭示δ98/95Mo在化学风化过程中分馏的新机制

限定陆源输入到海洋Mo同位素组成和通量是运用Mo同位素反演地质历史时期全球海洋和大气缺氧事件重要的前提。厘清Mo同位素在地壳岩石风化过程中分馏机制和探寻风化产物中偏轻的δ98/95Mo的主要宿主是限定河流输入到海洋中Mo同位素通量的主要途径。然而，目前关于Mo同位素在岩石化学风化过程中的具体分馏机制仍然不清楚，同时，风化产物中偏轻的δ98/95Mo的主要宿主仍未找到。因此，解决以上两个科学问题对于限定陆源输入到海洋的Mo同位素组成通量和完善Mo同位素指示功能具有重要的意义。

最近，中国科学院广州地球化学研究所韦刚健研究团队（稳定同位素地球化学学科组）博士王志兵及合作者调查了中国华南地区花岗岩风化剖面（长约40米）全岩、不同化学提取相态、粘土矿物组分以及剖面周边河流的δ98/95Mo组成特征。全岩结果显示，从风化剖面底部到顶部，Mo的迁移率（τ MoTiO2）从59.1%逐渐降低到–77.0%，而δ98/95Mo组成从–1.46‰逐渐升高到–0.17‰。研究表明，风化剖面中δ98/95Mo组成的这种变化特征主要受吸附和解吸附过程控制，在这个过程中偏轻的δ98/95Mo优先被吸附和释放。依据化学提取实验进一步得出，Fe氧化物是风化产物中Mo的主要吸附体或宿主，其占据总Mo比例为41.5%–86.2%，同时，Fe氧化物相态δ98/95Mo组成（–1.57‰ - –0.59‰）偏轻于相应的全岩。因此，研究认为Fe氧化物吸附和解吸附过程控制着风化剖面中δ98/95Mo组成的变化特征。最后，通过对比风化剖面和河流δ98/95Mo组成特征相对于母岩的分馏程度，发现二者互补性明显，进一步说明了岩石化学风化控制着河流Mo同位素组成特征，进而影响着陆源输入Mo同位素组成和通量。

该研究首次提出Fe氧化物控制着化学风化过程中Mo同位素的分馏，其对深入了解化学风化过程中Mo同位素分馏机制和地表过程Mo同位素平衡问题具有重要的意义。

相关成果发表在Geochimica et Cosmochimica Acta 期刊上。该项研究获得了国家自然科学基金和广州市科学（技术）研究专项重点项目资助。

　　图1. 左边为中国华南佛冈地区岩石类型和风化剖面位置；右边为佛冈花岗岩风化剖面柱状图（包含四个不同风化阶段）。

图2. 佛冈花岗岩风化剖面中δ98/95Mo与τ MoTiO2和化学风化指数（CIA）相关性图。

　　图3. a) 佛冈花岗岩风化剖面全岩Mo含量与Fe氧化物态中Mo含量（MoNH2OH-HCl）相关性图；b) 佛冈花岗岩风化剖面全岩δ98/95Mo 组成与Fe氧化物态中δ98/95Mo 组成（δ98/95MoNH2OH-HCl）相关性图； c) 佛冈花岗岩风化剖面样品（30–0 米）和周边河流样品中Mo同位素组成相对于未风化基岩的分馏程度（Δδ98/95Mo）对比图。