困扰地质学界两百多年 白云石之谜有了新答案

长江三峡地区5亿年前的埃迪卡拉纪白云石。受访者供图

白云石是含有钙和镁的碳酸盐矿物，其在地表常温常压条件下难以形成;但早期地球海洋沉积记录中却包含大规模的白云石沉积，这与现代海洋缺乏类似沉积形成鲜明对比。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白云石常温常压下难以合成的矛盾通常被科学家称为“白云石之谜”，已困扰地质学界两百多年。

美国《国家科学院院报》近日刊载中国地质大学(武汉)李超教授课题组在白云石地质成因领域取得的重要进展：他们对长江三峡地区距今5亿年的埃迪卡拉纪白云石地层中碳酸盐团簇同位素测温研究后提出，低温形成机制更能解释早期地球海洋为何会大规模出现白云石。

在国家自然科学基金等的资助下，由中国地质大学(武汉)教授牵头，李超课题组与美、德科学家合作，基于目前新兴的碳酸盐团簇同位素测温技术及白云石热动力学模型，对长江三峡地区距今5亿年的埃迪卡拉纪白云石地层开展的测温发现，这些白云石几乎都形成于0℃—60℃地球表层温度，这与地质学家之前认为的白云石高温形成机制不符。

研究团队还对这些白云石样品开展了稀土元素、流体氧同位素组成分析和显微岩相学观察。结果表明：这些白云石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一致。

该研究的多学科集成证据表明：低温形成机制不仅为回答困扰地学界两百多年的“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。(记者刘志伟通讯员徐燕)

责任编辑：杨锈祯