碳酸鹽巖和硅酸鹽巖的風化行為與其B同位素組成（δ11B）存在顯著差異。硼同位素（δ11B）是示蹤大陸硅酸鹽巖風化的潛在指標，但其應用受限于分餾機制的復雜性。傳統理論認為，河水δ11B與大陸硅酸鹽巖風化呈負相關，但不同氣候區實測數據的矛盾使該假說存疑，需要更多數據來驗證其示蹤硅酸鹽巖風化的普遍性和穩健性。
青海布哈河流域因顯著的年際氣候波動、高侵蝕速率以及有限人類活動干擾，成為驗證硼同位素示蹤有效性的天然實驗室。同時，流域內化學風化以動力學限制為主。中國科學院地球環境研究所金章東研究團隊對青藏高原東北部青海湖布哈河流域開展了時間序列河水δ11B示蹤研究。
研究顯示，布哈河季節性河水B濃度（[B]）變化范圍為130.5 μg/L至209.8 μg/L，高于世界河流平均值，而δ11B值變化范圍為+6.1‰至+9.5‰，略低于世界河流平均值，且季節性變化明顯。正演模型計算發現，布哈河流域河水[B]由硅酸鹽巖風化主導，大氣輸入和蒸發鹽巖風化貢獻有限，全年硼源穩定，這是B同位素可以作為硅酸鹽巖風化速率的良好示蹤劑的證據。同時，布哈河季節性河水的[B]與δ11B值呈現不同的反比例關系。雨季河水δ11B值總體偏低，徑流量激增導致水-巖作用時間縮短，次生黏土礦物形成受限，B同位素分餾未達到平衡，導致河水δ11B值保留硅酸鹽巖風化的原始信息，提示河水δ11B是大陸硅酸鹽巖風化的有效示蹤劑。而在旱季，半干旱區河水由地下水供給，河水δ11B值與pH顯示出良好的負相關性，反映地下水和旱季徑流的滯留時間較長，滿足pH控制的條件，且動力學分餾達到平衡。
該研究發現，在雨季，半干旱流域河水δ11B值主要受控于水文條件和水-巖相互作用；而旱季則由地下水輸入貢獻決定，顯示出典型的pH依賴性。這一研究明確區分了時間序列下水文條件與地下水化學過程對硼同位素分餾的差異化控制機制，為河水B同位素的大陸硅酸鹽巖風化示蹤提供了區域實例和新見解。
近期，研究成果以《青海湖流域河水硼同位素組成季節性變化及其控制因素》為題，發表在《中國科學：地球科學》上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。
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本文鏈接：研究發現河水硼同位素可示蹤半干旱區雨季硅酸鹽巖風化過程http://m.sq15.cn/show-12-751-0.html
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