岩石中化石有机碳（Petrogenic organic carbon）的风化被认为是地质时间尺度上重要的碳源，对碳循环和全球气候变化具有重要影响。然而，如何示踪化石有机碳风化一直是一个挑战。最近，铼（Re）被提出可以示踪化石有机碳的风化：当化石有机碳被剥蚀暴露发生风化时，与有机碳络合的Re会同时被氧化释放进入水体中，因此通过测量河水的Re含量可估算流域化石有机碳风化通量。然而，岩石中Re的来源、风化过程中的活动性及其与化石有机碳风化的关系事实上还不甚清楚，需要更多研究来验证其示踪化石有机碳风化的稳健性，特别是在季风环境下。

　　中国科学院地球环境研究所金章东研究团队以重庆城口地区下寒武统的黑色页岩风化剖面为研究对象，对该剖面Re和硒（Se）的来源、风化过程中的活动性及与化石有机碳和硫化物的关系开展了系统研究。首先，结合逐级提取实验，发现该黑色页岩中Re和Se主要存在于有机相中（图1）。随后，根据风化剖面上Re、Se、TOC和S等的迁移系数变化，发现Re和Se在风化过程中与化石有机碳耦合流失，而与硫化物氧化无关（图2）。更重要的是，由于两元素在风化过程中不同的地球化学行为，Re的流失比例略高于化石有机碳，而Se的流失略低。最后，该研究团队指出，Re的确可用于示踪化石有机碳风化，而Se可能是另一潜在指标，进而提出未来需要更多剖面与流域相结合的研究，进一步明确河水Re和Se的来源及其与流域化石有机碳风化的关系。

　　图1 城口页岩风化剖面典型页岩样品Re和Se在不同相态中的分布

　　图2 城口页岩风化剖面元素质量迁移系数(τ)和风化指标(CIA和CIW)随深度变化

　　上述研究成果近期以“风化过程中铼和硒的活动性及其对化石有机碳风化的指示”为题，发表在《中国科学：地球科学》中、英文期刊上。中国科学院地球环境研究所博士生张玉红为第一作者，金章东研究员为通讯作者。该项工作得到科技部重点研发项目和国家自然科学基金联合资助。

　　张玉红, 汪进, 曲远馨, 朱超, 金章东. 风化过程中铼和硒的活动性及其对化石有机碳风化的指示. 中国科学: 地球科学, 2024, 54: doi: 10.1360/SSTe-2023-0191.

　　Zhang Y, Wang J, Qu Y, Zhu C, Jin Z. Mobility of rhenium and selenium during chemical weathering and their implication for petrogenic organic carbon oxidation. Science China Earth Sciences, 2024, 67: https://doi.org/10.1007/s11430-023-1244-5.

　　中文版链接：https://doi.org/10.1360/SSTe-2023-0191

　　英文版链接：https://doi.org/10.1007/s11430-023-1244-5