地环学院朱丽东教授团队在地球化学领域国际顶级期刊Geochimica et Cosmochimica Acta(Nature Index 收录期刊,SCI一区TOP,IF = 5.2)发表题为“Non-monotonic rare earth element redistribution under intense subtropical weathering”的研究论文。2023级地理学博士生禹蕊斐为论文第一作者,朱丽东教授为本文通讯作者,浙江师范大学为第一完成单位。
强风化条件下,活动性元素持续淋失,以化学蚀变指数(CIA)为代表的传统地球化学风化指标逐渐趋于饱和,对体系内部演化差异的分辨能力随之下降。但这并不意味着风化停止,强风化体系内部是否仍存在可识别的地球化学演化阶段尚不清楚。研究以我国中亚热带第四纪加积型红土剖面中风化程度最强的网纹红土层为对象,对114件CIA均大于80的样品进行主量元素和REE分析,并对JL剖面代表性样品开展黏土矿物分析。研究发现,ΣREE与CIA在这一强风化区间内呈非单调关系。分段回归识别出CIA值约为86和89的两个转折点,广义加性模型(GAM)则独立复现了这一趋势,RI和CIX得到相近结果,WIP也提供了方向一致的支持(图1、图2)。以两个转折点为界,REE再分配可划分为相对保留(CIA约80~86)、过渡性再分配(约86~89)和显著净亏损(超过约89)三个阶段。ΣREE先下降,继而暂时稳定或轻微回升,最终明显降低;Al基REE迁移系数(αAlREE)和本文新构建的保留—迁移综合指数(RMI)随CIA的变化均与上述三个阶段相对应,进一步印证了REE非单调再分配的演化规律。结合黏土矿物分析,研究进一步从矿物演化角度解释了三个阶段的形成,揭示了矿物演化对强风化条件下REE阶段性再分配的约束作用。

图1 加积型红土样品稀土元素含量与CIA的变化特征

图2 加积型红土中稀土元素非线性再分配的统计分析
该研究揭示了强风化体系中REE并非随风化增强而简单持续流失,而是经历由相对保留、再分配调整到明显亏损的阶段性演化。即使CIA进入高值区间,REE仍能记录体系内部的地球化学演化,为理解湿热亚热带地区强风化过程的内部阶段性变化提供了新的地球化学视角。
该研究受浙江师范大学全省流域环境数智监测与修复重点实验室开放课题基金(项目号:KF-202506)资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.08.022