楚天都市報6月11日訊(記者肖楊 通訊員徐燕)日前,記者從中國地質大學(武漢)獲悉,該校師生在白雲石地質成因領域取得重要進展,相關成果發表於國際著名綜合性學術期刊《美國國家科學院院報》,題目為《埃迪卡拉紀海洋大規模早期成巖白雲石的形成:對「白雲石之謎」的約束》,生物地質與環境地質國家重點實驗室博士生常標為第一作者,生物地質與環境地質國家重點實驗室李超教授、地質過程與礦產資源國家重點實驗室黃俊華教授為共同通訊作者。
白雲石是一種含有鈣和鎂的碳酸鹽礦物,其在地表常溫常壓條件下難以形成。但早期地球海洋沉積記錄中卻包含大規模的白雲石沉積,這與現代海洋缺乏大規模白雲石沉積形成鮮明對比。這一獨特的白雲石地質記錄及地球早期海洋大規模白雲石沉積與白雲石常溫常壓下難以合成的矛盾通常被科學家稱為「白雲石之謎」,已困擾地質學界兩百多年。
在國家自然科學基金等資助下,由中國地質大學(武漢)李超教授牽頭,中、美、德三國科研團隊對這一百年科學之謎進行了科研攻關。研究基於目前新興的碳酸鹽團簇同位素測溫技術及白雲石熱動力學模型,對長江三峽地區距今5億年前的埃迪卡拉紀長達6300萬年白雲巖地層開展了高分辨的碳酸鹽團簇同位素溫度研究。測溫發現這些白雲巖幾乎都形成於0~60℃地球表層溫度,這與地質學家通常認為的白雲石高溫交代形成機制明顯不符。
研究團隊還對這些白雲巖樣品開展了稀土元素、流體氧同位素組成分析和顯微巖相學觀察。研究結果進一步表明:這些白雲巖形成於一個低溫且微生物活躍的海水溶液環境,這與近年來實驗室和野外觀察所發現的現代白雲石在微生物及其有機質作用下可低溫形成的機制相符。
該研究的多學科集成證據表明:現代白雲石低溫形成機制可以用來解釋早期地球海洋大規模白雲巖的形成。這一發現不僅為困擾地學界百年的「白雲石之謎」的回答提供了新的解決思路,而且為碳酸鹽指標用於地表環境記錄的合理性和科學性提供了理論基礎。