捕捉到古老地層中的火山灰信號，不是一件容易的事。通過構建“火山岩—火山凝灰岩—沉積岩”的對比序列，中國科學院青藏高原研究所新生代環境團隊發現，低溫頻率磁化率參數可作為(wei) 捕捉雲(yun) 南地區火山灰的有效指標。相關(guan) 研究成果近日在線發表於(yu) 《地球物理研究：固體(ti) 地球》雜誌上。

　　火山噴發是地球上的重大地質災害之一。一些火山噴發出的火山灰高達幾十公裏，直抵平流層，可影響天氣變化，火山灰形成的降塵也會(hui) 給當地民眾(zhong) 造成極大的生活困難。但火山灰是“診斷”地球地質曆史時期古老地層絕對年齡的最佳材料之一，而地層的絕對年齡又是破譯地球係統演化的關(guan) 鍵密碼。

　　火山灰由火山噴發的微小碎屑顆粒組成，極細的火山灰顆粒可小於(yu) 125微米，與(yu) 細顆粒碎屑沉積物形態特征相近。因此，僅(jin) 有小部分由大量火山灰固結形成的火山凝灰岩可在野外觀察中識別出，而大部分沉積地層中所含的火山灰難以憑肉眼直接鑒定。

　　科學家們(men) 隻能帶著野外采集的疑似火山灰樣品走進實驗室，通過其中是否含有火山玻璃進行識別。火山玻璃是火山噴發出的碎屑產(chan) 物之一，是迅速冷卻尚未結晶的一種玻璃質固體(ti) 顆粒。“但是火山玻璃的提取和鑒定實驗耗時長且價(jia) 格昂貴，不適合廣泛推廣。而火山噴發物質含有大量磁性礦物，它們(men) 常以填隙物或包裹體(ti) 的形式存在於(yu) 火山灰中，不易被環境破壞，與(yu) 普通碎屑沉積岩可能存在不同。因此，我們(men) 可以考慮利用快捷便宜的岩石磁學方法識別火山灰。”論文通訊作者、中國科學院青藏高原研究所研究員顏茂都說。

　　但是，究竟用哪種岩石磁參數識別火山灰最靈敏、有效呢？

　　2013年起，顏茂都及其合作者就多次赴雲(yun) 南劍川和曲靖進行考察。在雲(yun) 南省曲靖市，團隊發現距今3500多萬(wan) 年前的始新世河湖相沉積地層，其中含有厚度多達3米的灰白色厚層火山凝灰岩。在劍川縣的雙河煤礦附近發育的同期河湖相沉積地層中，也含有多層火山岩。經過詳細的調研、討論和采樣，團隊成員決(jue) 定通過構建“火山岩—火山凝灰岩—沉積岩”的對比序列，尋找可以識別地層中火山灰的最靈敏和有效的岩石磁學參數。

　　論文第一作者、中國科學院青藏高原研究所在讀博士研究生申苗苗表示，團隊對這3類樣品從(cong) 磁性礦物的種類、含量和粒徑3個(ge) 方麵開展了係統的岩石磁學參數對比研究，結合岩相學、地球化學等方法，探究了火山灰區別於(yu) 沉積岩最顯著的岩石磁學特征。

　　研究發現，低溫頻率磁化率參數顯示火山岩和火山凝灰岩含大量的超細磁性礦物，而大多數沉積岩則缺乏這一特征。因此，低溫頻率磁化率參數可以作為(wei) 捕捉雲(yun) 南地區火山灰的有效指標。

　　顏茂都表示，該指標所需樣品前處理簡單、測試快速，相比於(yu) 利用火山玻璃的鑒別方法，大大提高了實驗室識別火山灰的效率。該研究可為(wei) 雲(yun) 南甚至其他地區地質曆史時期古老地層的火山灰年代學研究提供必要的岩石磁學支撐，將對深入認識青藏高原東(dong) 南緣的構造和印度季風演化等重大科學問題具有重要意義(yi) 。

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