11月3日,2019年中国地理学大会《青藏高原隆升与风化剥蚀、环境变化及地貌发育》分会场在北京国家会议中心召开。来自中科院青藏高原所李明慧副研究员带来了团队的最新研究成果:高盐度下,粘土矿物可反应古气候。
李明慧副研究员作报告
故事要从1984年讲起:以色列科学家Singer提出,粘土矿物与古气候之间具有相关性。由此,粘土矿物被广泛应用于古气候环境的研究中。
但是,沉积物中的粘土矿物非常容易发生成岩作用、及粘土矿物之间的转换,实测的粘土矿物含量往往不代表其当时的含量,其记录的古气候信息也会发生变化。这一点常常被忽略。正常环境下,粘土矿物层间水极容易与周围水体发生氢氧同位素的交换,但是,高盐度环境下层间水的氢氧同位素没有人关注。关注高盐度环境下的粘土矿物,不仅是气候环境变化的重要内容,也是矿物学的基础研究内容之一。
柴达木盆地气候干旱,盐湖非常发育。中科院青藏高原所湖泊与环境变化团队研究人员通过对柴达木盆地西部深钻(钻孔编号SG-1,长度938.5米,古地磁年代为2.8-0.1 Ma)沉积物中粘土矿物的分析发现,粘土矿物主要为绿泥石、伊利石和过渡性粘土矿物伊蒙混层,其次为蒙脱石和高岭石,矿物发生了成岩作用,粘土矿物含量不代表当时的矿物含量。
柴达木盆地西部SG~1钻孔打钻现场
粘土矿物在提纯过程中使用的是超纯水。其层间水氢氧同位素值分别为-11.8
~82.95‰和-114.3~-165.5‰与超纯水完全不同,却与蒸发盐类矿物(如石膏)的结晶水氢氧同位素具有相似性,说明粘土矿物层间水也受到过强烈的蒸发作用。即,高盐度环境中,粘土矿物形成后,层间水氢氧同位素基本不发生交换,可以用来探讨古环境变化问题。但是,粘土矿物含量的古环境意义需谨慎使用。
撰文:李明慧、刘晓倩
编辑:刘晓倩
排版:李亮、刘晓倩
审核:安宝晟、王光鹏、张亚琳