（通讯员 蓝婉嫣）近日，地球科学学院21级本科生（现在读大四）贾凡琛在核心期刊《地球科学进展》上发表了题为《钡及其同位素地球化学循环与分馏机制进展》的论文（图1，共13页）。全部作者均来自长江大学地球科学学院师生，本科生贾凡琛为论文第一作者，其导师朱光有教授为通讯作者。论文分析了钡（Ba）同位素在地球科学中的研究进展与面临的挑战，重点讨论了钡同位素的地球化学性质、储库与循环、分馏机理及古生力指示方面的应用。
图1 论文首页
钡作为化学性质活泼的碱土金属，在地壳中分布广泛且具有显著的地球化学示踪潜力。其主要赋存矿物重晶石因高保存率和稳定的同位素分馏特性，成为古海洋生产力研究的热点。早期受限于高精度分析技术，钡同位素地球化学研究进展缓慢；近年来，随着多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）的普及及化学分离方法的优化，钡同位素测试精度显著提升（如δ138Ba测量精度可达±0.05‰以内），推动了其在矿物-流体相互作用、生物地球化学循环、热液活动等过程中分馏机理的深入研究。
本文基于钡元素及其同位素的地球化学特征，系统阐述了钡在地球各圈层的储库分布与循环机制：海洋钡循环受陆源输入、热液活动及生物过程协同驱动—生物代谢释放形成动态“源”，陆源与热液物质沉降埋藏形成“汇”，源与汇的动态切换维持了钡循环的持续运转（图2）。研究进一步揭示，重晶石作为钡的主要汇聚形式，可分为沉积型和成岩型，其形成机理、通量及分布特征为示踪古环境提供了关键依据（图3）。
图2 海洋钡循环示意图
图3 重晶石颗粒轨迹循环图
在古生产力重建方面，论文梳理了当前主流方法的原理与局限：过剩钡法、重晶石积累速率法、元素比值法及新兴的钡同位素法均面临生物因素复杂性、环境干扰及模型不确定性等挑战（表1）。研究指出，钡与有机碳的强正相关耦合关系为精准示踪古生产力提供了新路径，但需结合钡同位素分馏特征剔除非生物信号干扰。
此外本文还重点剖析了钡同位素分馏的微观机制：平衡分馏受化学键振动的量子力学差异控制，动力学分馏则与扩散、沉淀溶解等非平衡过程相关。二者在矿物-矿物、矿物-流体、熔体-流体等体系中的交互作用，共同决定了钡同位素在海洋环境中的分布格局（表2）。
表1 古生产力重建方法及局限性分析
表2 微观分馏机制汇总
尽管钡同位素研究已取得显著进展，当前仍存在微观分馏机制认知不足、多源输入与分馏协同作用理论框架不完善、生物-矿物-流体交互机制不明等瓶颈。未来研究需聚焦以下方向：优化钡通量算法以实现海洋钡循环的精准量化，整合多源数据构建高分辨率古海洋演化模型，借助原位微区技术深化生物-矿物-流体交互机制研究，从而提升古海洋环境重建精度，为海洋资源勘探与生态保护提供理论支撑。
网络首发地址：https://link.cnki.net/urlid/62.1091.p.20250619.0944.002
第一作者简介：贾凡琛，中共党员，长江大学地球科学学院资源勘查工程专业资工（卓越）22101班学生。入学以来先后获中国石油奖学金、神开德贵奖学金、长大奖学金；被评为“三好学生”、“三好学生标兵”、“优秀共青团员”、“优秀志愿者”、“优秀毕业生”等称号。必修平均绩点3.88，专业排名第三名，学期最高绩点4.22。去年9月，以前6学期首次必修平均绩点年级第三（3/339）、综合成绩专业第8（8/113）、复试成绩第四名，被推免至长江大学地球科学学院攻读硕士研究生学位。
（审核 朱光有 编辑 韩静）
