中國科學院廣州地球化學研究所穩定同位素地球化學學科組副研究員王志兵及合作者在國際上率先發現了地球表生系統中偏輕Mo同位素潛在的長期穩定儲庫，揭示了風化過程中Mo同位素分餾機理。相關研究近日發表於《地球化學與宇宙化學學報》。
準確限定陸源輸入到海洋的Mo同位素組成是運用Mo同位素準確反演地質歷史時期全球海洋氧化和缺氧事件的重要前提。然而，目前關於Mo同位素在巖石化學風化過程中的具體分餾機制仍然不清楚，同時，風化產物中偏輕的δ98Mo的長期穩定儲庫仍未找到。
研究人員調查了中國海南玄武巖風化剖面全巖δ98Mo組成變化特徵，以及不同相態（如Fe-Mn氧化物態、殘渣相態等）和母巖單礦物（鈦鐵礦、磁鐵礦等）δ98Mo組成。全巖結果顯示，δ98Mo組成在風化剖面三個階段呈現不同特徵，即剖面上部和中部具有偏重於基巖，而下部偏輕基巖。在風化剖面上部和中部的δ98Mo組成主要受雨水輸入和氧化還原條件控制，δ98Mo組成較基巖偏重；剖面下部主要受控於淋濾作用影響，即偏重的δ98Mo組成被優先淋濾到水溶液中，使得殘留的具有偏輕的δ98Mo。
進一步研究表明，全巖中具有偏輕δ98Mo的組份主要富集在殘渣相態中的Fe-Ti氧化物（如鈦鐵礦）中，而這些Fe-Ti氧化物主要繼承於玄武質母巖。由於Fe-Ti氧化物（如鈦鐵礦）具有很強的抗風化性，因此其有可能是地球表生系統中偏輕Mo同位素組份長期穩定的儲庫。此外，通過對比玄武巖和花崗巖化學風化過程中Mo同位素分餾程度的差異，發現相對於花崗巖風化過程中較大的Mo同位素分餾，而玄武巖風化過程中Mo同位素的分餾比較小，這種差異可能是由兩種巖石中主要Mo的賦存礦物的不同而引起的。
該研究在國際上率先發現了地球表生系統中偏輕Mo同位素潛在的長期穩定的儲庫，即Fe-Ti氧化物（如鈦鐵礦），和不同巖石類型（花崗巖和玄武巖）風化過程中Mo同位素分餾的差異，對深入了解化學風化過程中Mo同位素分餾機制和地球表生過程Mo同位素循環具有重要的意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.07.030
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