英国威廉集团24级硕士研究生张杰志以第一作者身份在国际期刊《Journal of Asian Earth Sciences》上发表了题为《A critical review of Sr-K-Mg-Li-Os isotopes for the study of continental weathering》的论文（图1），作者均来自英国威廉集团师生。论文重点讨论了锶-钾-镁-锂-锇同位素体系在分析方法、地球化学储库特征及分馏机制方面的异同，总结了它们在揭示风化与气候之间关系、约束风化强度及其控制过程、阐明风化的水文效应，以及追踪风化产物来源与迁移路径等方面的应用进展。

图1 论文首页

五种同位素体系在不同地质储库之间表现出组成差异（图2）。在分馏过程中，较重的Sr–Mg同位素主要保留在固相中，而较重的K–Li同位素则富集于流体相中。Os同位素组成受物源岩石信号的综合控制。这些特征为阐明和示踪风化过程提供了重要基础。

图2 锶-钾-镁-锂-锇同位素储库

δ^88/86Sr在不同岩性流域中表现出明显差异，其中以碳酸盐岩为主的河流具有较低的δ^88/86Sr值。其与Sr/Na比值呈负相关关系，使其成为区分不同岩性贡献的有效示踪指标；δ⁴¹K与风化强度呈负相关，其季节性变化反映了气候驱动的端元组分贡献变化。同时，δ⁴¹K与浅海沉积物中铁含量的负相关关系可有效示踪物源特征；δ²⁶Mg与化学风化指数（CWI）呈负相关，对碳酸盐风化过程高度敏感，其在风化剖面和土壤中的分布记录了风化强度、元素迁移性及物源非均一性（图3）；δ⁷Li随化学蚀变指数（CIA）的增大而降低，可为风化强度和全球风化速率提供定量约束，并揭示千年尺度上气候对风化作用的控制。海水δ⁷Li的长期升高反映了风化体制的演化，而异常偏低的δ⁷Li值通常与增强的硅酸盐风化及生物大灭绝事件相关；¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比值对气候驱动的风化响应极为敏感，反映了大陆风化与海洋锇循环之间的动态平衡。

图3 主要河流流域碳酸盐岩的风化强度与δ²⁶Mg值之间的关系

δ²⁶Mg–δ⁷Li体系可有效示踪风化作用引起的同位素分馏机制，而⁸⁷Sr/⁸⁶Sr–δ^88/86Sr组合则能够对风化与侵蚀强度进行定量评估（图4）。δ⁷Li–⁸⁷Sr/⁸⁶Sr三同位素方法可解析风化过程在时空尺度上的非均一性，¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os–⁸⁷Sr/⁸⁶Sr体系则用于重建大陆风化的演化历史。值得注意的是，δ⁷Li–¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os体系揭示了重大地质事件与风化过程之间的耦合关系，而δ²⁶Mg–⁸⁷Sr/⁸⁶Sr则阐明了气候对风化格局的调控作用。⁸⁷Sr/⁸⁶Sr–δ⁴¹K体系可追踪季风对气候变化的响应，而δ²⁶Mg–δ^88/86Sr体系在示踪风化产物迁移路径方面具有独特优势。δ⁷Li–⁸⁷Sr/⁸⁶Sr–¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os的联合应用为理解从风化到沉积的连续过程提供了新的认识（表1）。

图4 过去3500万年锶同位素体系的演化

表1 多同位素耦合示踪

未来的研究应侧重于加强实验室模拟和高精度、同步的多同位素分析，并通过整合机器学习，开发同位素分馏与风化强度之间的定量耦合模型。同时，应致力于构建跨圈层的综合框架，将非传统多同位素示踪剂与常规地球化学代用指标相结合，以加深对大陆风化过程的理解。

论文链接：Https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2026.107004