普适的供应限制解释新生代风化悖论的新方法

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新生代全球变冷和大陆风化的增强表明,构造抬升很可能是驱动新生代气候变化的重要原因.然而,高剥蚀地区河流中存在大量的未风化的破碎岩石,表明在动力学控制化学风化的地区,化学风化通量并不会随着物理剥蚀的增强而持续增加.同时,新生代碳循环平衡表明,在构造活跃区,受风化-气候负反馈作用的影响,化学风化通量应当降低.基于全球的河水铀同位素数据，本研究建立了一个铀同位素模型。数据总结和模型结果表明，全球绝大多数地方的化学风化速率都受岩石新鲜面的供应所控制。同时，模型结果显示，自然界中矿物的溶解深度约为10nm，表明新鲜的风化表面在次生沉淀层的影响下会被迅速保护起来，不再持续参与风化反应。在临界地貌地区，物质坡移是物理剥蚀的主要形式，风化通量与深部破裂的数量呈正相关关系。剥蚀速率越高的地区，构造应力更强，深部破裂的数量越多，风化速率越快，这可能是解释新生代全球变冷的重要驱动力。与传统的观点不同，本研究认为碳循环平衡主要受控于构造不活跃地区，气候对碳循环的控制作用主要体现在新鲜岩石的供应受CO2扩散作用的控制，该过程受CO2浓度和温度的控制。有证据表明，在构造稳定的玄武岩台地地区，物理剥蚀速率与温度呈现很好的相关性。
作者：李高军
作者单位：南京大学地球科学与工程学院,表生地球化学教育部重点实验室,南京210023
母体文献：中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会论文集
会议名称：中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会  
会议时间：2019年4月19日
会议地点：杭州
主办单位：中国矿物岩石地球化学学会
语种：chi
分类号：
关键词：构造活跃区  化学风化  碳循环平衡  铀同位素
在线出版日期：2020年7月21日
基金项目：
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