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[武汉科技报]“白云石之谜”有新答案

发表时间: 2019-06-23作者: 网站编辑: 路明来源:分分PK拾_分分pk拾下载-官网 点击: 次


  本报讯(通讯员 徐燕 记者 陈映琦)日前,记者从中国地质大学(武汉)获悉,该校生物地质与环境地质国家重点实验室李超教授团队牵头联合中、美、德专家科研攻关,历时7年在白云石地质成因领域取得重要进展,相关成果发表于《美国国家科学院院报》。


  白云石是一种含有钙和镁的碳酸盐矿物。模拟白云石形成实验中发现,水合效应会阻止镁离子进入白云石结构,使得在地表常温常压条件下难以形成白云石。然而,前寒武纪和古生代海洋沉积记录中却包含大规模的白云石沉积,这与现代海洋缺乏大规模白云石沉积形成鲜明对比。故而,这一独特的白云石地质记录及地球早期海洋大规模白云石沉积与实验室合成实验存在的矛盾被科学家称为“白云石之谜”。


  地质学家通常认为,早期海洋大规模白云石的形成,很可能是由最初海水中沉淀的方解石或文石等碳酸钙矿物,在漫长的地质埋藏过程中、在高温下(>100℃)受到热液或者富镁流体交代作用而形成。但多年没有确解。


  研究团队从湖北省长江三峡樟村坪地区的两个钻孔中,取得距今五亿年前的埃迪卡拉纪白云岩作为研究标本,采用新兴碳酸盐团簇同位素测温技术开展研究。团队发现,几乎所有的白云岩样品形成温度在0℃至60℃之间,这为早期地球海洋大规模白云石的低温形成提供了直接的证据。


  研究团队还对这些白云岩样品开展稀土元素、流体氧同位素组成分析和显微岩相学观察。研究结果进一步表明: 这些白云岩形成于一个低温且微生物活跃的海水溶液环境,这与近年来实验室和野外观察所发现的现代白云石在微生物及其有机质作用下可低温形成的机制相符。


  “由于早期成岩条件下形成的白云石能够最大程度记录沉积时期的海洋条件,因此地质学界一直广泛使用以碳酸盐岩为载体的地球化学指标,追踪地球表层环境历史演化。实践证明,这种努力是可行的。”李超说,这一发现不仅为揭开“白云石之谜”提供了新思路,还为碳酸盐指标用于地表环境记录的合理性和科学性提供了理论基础。




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