河流是连接陆地与海洋物质循环的重要通道，其溶解态Ca不仅记录了流域岩石风化过程，还受到次生矿物形成、生物地球化学过程、水文混合以及人为活动等多重因素影响。Ca作为长期碳循环中的关键元素，其河流迁移过程与碳酸盐岩风化、次生碳酸盐形成及陆海物质输送密切相关。然而，在人为活动影响显著的流域中，多种自然过程与外源输入相互叠加，这使得河流Ca来源及其迁移转化过程难以仅依据元素浓度或单一同位素体系进行区分，此外次生过程可能进一步改变河水钙同位素特征，增加了人为扰动识别和Ca循环过程解析的不确定性。联合Ca-Sr同位素并结合主量元素、水化学条件及流域特征，有望从来源、过程两个维度对复杂河流体系中的Ca循环进行约束。

针对以上科学问题，我校科学研究院博士生张诗童在导师韩贵琳教授的指导下，以湄公河下游重要支流蒙河流域为主要研究对象，系统分析了河水的Ca、Sr同位素组成，并结合农业废水、城市污水及浅层地下水的相应数据及同位素分馏模型，系统探讨了岩石风化、次生过程、水文混合与局部人为输入对河流Ca循环的综合影响。取得的主要进展如下：

（1）蒙河上游河水Ca同位素组成的变化范围为0.49‰～1.09‰，农业废水、城市污水和浅层地下水具有相对较高的δ^44/40Ca。基于岩性端元建立的样品特异性混合模型计算得到理论初始δ^44/40Ca₀约为0.60‰～0.65‰，低于多数实测河水Ca同位素组成。这表明岩石风化虽然构成河流Ca的基础来源，但仅依靠岩性混合无法解释观测到的全部Ca同位素变化，河流迁移过程中可能存在同位素分馏或外源Ca输入的进一步改造（图1）。

（2）Ca同位素与矿物饱和状态分析表明，次生碳酸盐形成可能是部分支流Ca同位素分馏的重要控制过程，而其对干流的影响相对有限（图2）。

（3）Ca-Sr同位素联合揭示了河流Ca信号由局地控制向混合演化的转变，并约束了叠加在自然过程背景上的潜在人为影响。随着支流汇入及水文连通性增强，上游和子流域尺度上较为清晰的局地同位素异常逐渐被混合和削弱，而干流下游Ca-Sr同位素组成则更多地反映了多源信号的综合影响（图3）。

该研究从不同同位素体系的地球化学行为差异出发，将对来源较为敏感的Sr同位素与对次生分馏较为敏感的Ca同位素相结合，并引入主量元素、矿物饱和状态和流域背景进行交叉验证，为复杂流域中Ca的来源与迁移转化研究提供了一套较为系统的分析框架，也为深入理解流域风化机制和约束潜在人为影响提供了必要的科学支撑。

图1  蒙河溶解态Ca同位素及元素摩尔比值关系

图2  河水Ca同位素与Ca/Na以及溶液中残留的Ca比例的关系

图3  河流和岩石端元Ca-Sr同位素之间的关系

上述研究成果发表于地球科学领域国际权威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》：Zhang Shitong, Han Guilin*, Gao Xi. Ca-Sr isotope constraints on riverine Ca cycling under anthropogenic perturbations: insights from a tributary of Lower Mekong. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2026, 432, 32-45.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.09.028