河水镁同位素（δ²⁶Mg）被认为是示踪大陆碳酸盐岩风化的潜在指标。然而，河水δ²⁶Mg变化及其分馏作用的受控因素还存在许多争议，需要更多野外观测数据来验证其示踪碳酸盐岩风化的稳健性和普遍性。鉴于高侵蚀风化为特征的构造活跃区是验证“构造-风化-气候”假说的天然实验室，我室金章东研究团队通过对青藏高原东缘金沙江上游流域，开展高分辨率（每周一次）河水样品δ26Mg的季节性变化示踪研究，发现河水δ26Mg对季风气候下不同水文过程具有敏感的响应，进而提出水文调控河水δ²⁶Mg季节性变化的新观点。

研究显示，2021年石鼓水文站点控制的金沙江上游流域内河水δ²⁶Mg在–1.02‰至–0.83‰之间变化，其河水Mg2+由碳酸盐岩风化主导，其次为蒸发盐岩溶解。然而，基于保守混合方程表明不同岩石端元的保守混合无法完全解释河水δ²⁶Mg的变化，其δ²⁶Mg实测值相对于保守混合的理论值系统正偏，偏离的程度高达0.51‰。考虑到次生碳酸盐沉淀时优先利用轻的24Mg进而导致河水δ²⁶Mg的正偏（图1），以及δ²⁶Mg实测值偏离理论值的幅度与河水径流量的负相关关系（图2），研究团队提出了河水δ²⁶Mg的变化主要受到与水文过程相关的次生碳酸盐沉淀控制。具体机制而言，在季风降雨的高径流量期间，较短的水岩反应时间减少了Mg同位素分馏，导致河水δ²⁶Mg的低值；而在干旱和少雨的低径流量期间，较长的水岩反应时间增加了Mg同位素分馏，导致河水δ26Mg的高值。这项研究为理解水文条件对河水δ²⁶Mg变化提供了新见解。

上述研究成果近期发表在地球化学领域期刊《Chemical Geology》上。中国科学院地球环境研究所博士研究生李臣子为第一作者，金章东研究员为通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金创新研究群体项目和黄土科学全国重点实验室联合资助。

Li C Z,Jin Z D*,Gou L-F,Xu Y,Deng L. 2025. Hydrological regulation of seasonal Mg isotopic variation in the upper Jinsha River draining the eastern Tibetan Plateau. Chemical Geology,684: 122773.

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254125001639#ab0010

图1 河水Ca/Mg与δ²⁶Mg实测值的关系

图2 δ²⁶Mg实测值偏离理论值的幅度与河水径流量的关系