我科學家發現 捕捉古老地層火山灰新方法

2023-04-01 00:43:24

的地圖，以捕捉古地層中的火山灰信號，這不是一項容易的任務。中國科學院青藏高原研究所新生代環境團隊通過構建「火山巖-火山凝灰巖-沉積巖」對比序列，發現低溫頻率磁化率參數可作為捕捉雲南地區火山灰的有效指標相關的研究結果最近發表在《地球物理研究:固體地球》雜誌的網絡版上火山爆發

是地球上主要的地質災害之一一些火山釋放出高達幾十公裡的火山灰，到達平流層，這會影響天氣變化。火山灰落下的灰塵也會給當地人帶來很大的困難但火山灰是地球地質史上「診斷」古地層絕對年齡的最佳材料之一，地層絕對年齡是破譯地球系統演化的關鍵密碼。

火山灰由火山爆發產生的微小碎片顆粒組成。極細的火山灰顆粒可能小於125微米，這與細碎屑沉積物的形態特徵相似因此，現場觀測只能識別出大量火山灰固結形成的一小部分火山凝灰巖，而大多數沉積地層中所含的火山灰很難用肉眼直接識別。

科學家只能將現場採集的疑似火山灰樣本帶入實驗室，以確定它們是否含有火山玻璃。火山玻璃是火山爆發產生的碎片產物之一，是一種快速冷卻後尚未結晶的玻璃狀固體顆粒。「但是火山玻璃的提取和鑑定需要很長時間，而且價格昂貴，不適合廣泛推廣。然而，火山爆發包含大量磁性礦物，這些礦物通常以間隙物質或包裹體的形式存在於火山灰中，並且不容易被環境破壞，這可能不同於普通的碎屑沉積巖。因此，我們可以考慮使用快速廉價的巖石磁法來鑑別火山灰。論文作者、中國科學院青藏高原研究所研究員毛焰說

，但是，哪一個巖石磁性參數對識別火山灰最敏感和有效？

2013年以來，閻茂渡及其合作者多次訪問雲南劍川和曲靖。在雲南省曲靖市，研究小組在3500多萬年前發現了始新統湖相沉積地層，其中含有厚達3米的灰色火山凝灰巖。劍川縣雙河煤礦附近發育的同生湖相沉積地層中也有多層火山巖。經過詳細的調查、討論和取樣，小組成員決定通過構建「火山巖-火山凝灰巖-沉積巖」的對比序列，尋找能夠識別地層中火山灰的最敏感、最有效的巖石磁性參數中國科學院青藏高原研究所博士生、

論文的第一作者沈表示，該團隊從磁性礦物類型、含量和粒度三個方面對三類樣品的巖石磁性參數進行了系統的對比研究。結合巖相學和地球化學，該團隊探索了火山灰不同於沉積巖的最顯著的巖石磁性特徵。

研究發現，低溫頻率磁化率參數表明火山巖和火山凝灰巖含有大量超細磁性礦物，而大多數沉積巖缺乏這一特徵。因此，低溫頻率磁化率參數可以作為捕捉雲南地區火山灰的有效指標

嚴懋度表示，該指標要求的樣品預處理簡單，測試快速。與使用火山玻璃的鑑定方法相比，實驗室鑑定火山灰的效率大大提高該研究可為雲南乃至其他地區地質歷史中的古地層火山灰年代學研究提供必要的巖石磁學支持，對深入認識青藏高原東南緣構造和印度季風演化等重大科學問題具有重要意義。(劉曉倩記者盧成寬)