我所科研团队联合德国不来梅大学、俄罗斯科学院远东分院太平洋海洋研究所和韩国极地研究所，在北极表层沉积物源研究方面取得新进展。研究成果以“环北极沉积物源数据库：环北极表层沉积物矿物与地球化学数据库（Circum-Arctic Sediment PROvenance Database （CASPROD）： a database of mineralogy and geochemistry for the Circum-Arctic surface sediments）”为题，在线发表于国际地学数据权威期刊《Earth System Science Data》（网址：https://essd.copernicus.org/articles/18/6649/2026/）。

近年来，北极放大效应导致海冰加速退缩、多年冻土融化、河流径流增强，深刻改变着北极的沉积物“源—汇”格局。北冰洋作为半封闭海盆，表层沉积物记录了来自欧亚与北美众多源区的复杂信号（图1）。准确判别这些物源信号是重建冰盖演化、海冰变化与洋流演变历史的前提。然而长期以来，环北极已有的矿物与地球化学数据相对比较分散，测试方法与数据格式各异、空间覆盖不均衡，缺乏统一的标准化框架；在源区信号相互叠加的海域，单一物源指标易产生多解性。建立标准化多指标综合数据库，并定量评估不同指标的物源判别能力，成为北冰洋沉积学研究亟待解决的重要问题。

图1 环北极区域岩性特征与环流示意图

研究团队系统通过整合历史数据，建成了环北极沉积物源数据库 CASPROD。该数据库涵盖4308个站位，集成了Sr-Nd同位素、碎屑锆石 U-Pb 年龄、黏土矿物组合和碎屑矿物组成四类关键物源指标，完成统一标准化处理，建立了完整元数据体系，生成了空间栅格产品。数据库通过Figshare数据平台开放共享，提供数据表、GIS矢量文件与GeoTIFF栅格等机器可读格式。

基于多指标综合分析，研究团队系统刻画了环北极沉积物的物源分区特征。Sr-Nd 同位素揭示出清晰的“新老”分区：加拿大北极群岛、波弗特海、巴伦支海与拉普捷夫海呈现高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr、低εNd的特征，指示来自北美、波罗的地盾和西伯利亚等太古宙基底的贡献；而喀拉海、东西伯利亚海与楚科奇海则表现出年轻的同位素信号，有效示踪了二叠—三叠纪西伯利亚大火成岩省和侏罗—白垩纪鄂霍次克—楚科奇火山带的物质输入。碎屑锆石U-Pb年龄谱提供了独立佐证：受马更些河影响的北美一侧以1000–1500 Ma的格伦维尔造山带年龄峰为独特标志，而欧亚一侧则以显生宙年龄为主。黏土与碎屑矿物组合进一步揭示了源区岩性与风化特征，高岭石指示古老风化壳的再搬运，白云石在加拿大北极群岛的富集则指示了寒武—泥盆系碳酸盐岩基岩的剥蚀。

图2四类物源指标判别能力评估的距离矩阵热图。每个图中，上、下三角分别显示源区间距离及其对应的信噪比（SNR）。SNR定义为源区间距离与源内变异性之比。灰色格表示高信噪比（>1），说明该指标可有效区分相应的两个源区。

研究团队进一步定量评估了四类物源指标的判别能力，为物源精确识别提供了依据（图2）。在源区地质背景相似或水动力混合强烈的海域，单一指标存在信号重叠可能导致误判，采用多指标联合才能实现可靠的物源判别和定量端元混合计算。该研究不仅刻画了现代北极沉积物的源—汇过程，同时为重建第四纪冰盖动力学、海冰变化与洋流演变提供了现代物源背景与基础数据支撑。

我所姚政权研究员为论文第一作者，合作者包括我所冯晗副研究员、刘焱光研究员、石学法研究员等。研究得到国家重点研发计划项目（2023YFF0804600）、国家自然科学基金青年科学基金项目（A类、C类）及重点项目（42525606、42130412、42206075）等联合资助。