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来源: 南方日报网络版     时间: 2020-02-28 16:05:51
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  中新网南京2月27日电 (杨颜慈)据中国科学院南京地质古生物研究所27日消息,由该所孟凡巍副研究员与南京大学倪培教授、乌克兰科学院Galamay博士、波兰盐矿协会主席Krzysztof教授等中外专家合作发现,在四亿年前,鄂尔多斯盆地是深度大约为40米的海洋。

鄂尔多斯盆地奥陶纪石盐中的流体包裹体。南古所 供图
鄂尔多斯盆地奥陶纪石盐中的流体包裹体。南古所 供图

  该文章近日发在欧洲SCI学术期刊Geological Quaterly上。

  鄂尔多斯盆地,便是人们所了解的陕甘宁盆地。别看现在是陆地,研究表明,在4亿年前的奥陶纪,鄂尔多斯盆地还是一片海。

  不过,这片海有多深?科研人员是怎么计算出来的呢?

  据了解,科研人员再次用到了“封印”——流体包裹体。

图为奥陶纪石盐。南古所 供图
图为奥陶纪石盐。南古所 供图

  所谓的流体包裹体是矿物形成期间的晶体缺陷孔洞,可以记录矿物形成时期的流体成分或者气体,其存在于海水中蒸发形成的石盐矿物中,它“封印”了当时的原始海水或者气体。比如:玛瑙中的水胆等。

  科研人员介绍,石盐矿物存在于蒸发岩中。蒸发岩与人类生产生活关系密切。蒸发岩沉积的出现,需要适宜的古地理、古构造和古气候的多重因素的同时出现。

  因此,在地质历史时期,蒸发岩的大量出现在少数几个地质时代。上世纪90年代,中国在对鄂尔多斯盆地进行石油勘探期间,也发现了巨厚的石盐沉积,因此,鄂尔多斯盆地也成为中国的海相钾盐勘探热点地区之一。

  而鄂尔多斯盆地海相钾盐形成时期的卤水(海水经过蒸发,盐度变高,通常称之为卤水)深度,一直存在争论。

  石盐在饱和卤水期间,可以在任何深度下形成,而石盐流体包裹体也可以在不同阶段,捕获卤水甚至气体。

  当石盐流体包裹体在卤水表面形成时,会捕获当时的古代大气,其大气压与古代大气压一致,也近似于现代大气压;而当石盐流体包裹体在卤水底部形成时,会捕获卤水底部的气体,其具有很大的压力。

  那么,辨别“封印”中是古代大气,还是形成在海底被捕获的沼气就非常重要了,如果是海底被捕获的沼气,则可以算出这个沼气来自于多深的海底。

  如何辨别呢?孟凡巍等国内外专家将石盐流体包裹体的样品放入水中溶解,如果气泡从包裹体中溢出的大小不变,这些气体是被包裹体捕获的古代大气;如果气泡从包裹体中溢出,其体积骤然变大,一打开就像开罐的可乐一样,则这些气体便是形成在卤水底部而被包裹体捕获的古代沼气。

  从而,他们恢复了鄂尔多斯盆地海相钾盐形成时期的古代卤水深度——该套蒸发岩形成时期,深度大致为40米左右。

  这一结果表明鄂尔多斯盆地在沉积方面,有大量蒸发岩可以沉积的空间。这就表明,鄂尔多斯盆地具有钾盐形成的基础。

  该项目得到中国科学院国际合作局与中国自然科学基金、江苏省自然科学基金、中科院基础前沿科学研究计划“从0到1”原始创新项目的支持。本文由中国科学院战略性先导科技专项(B类)“关键地史时期生物与环境演变过程及其机制”项目支持。(完)

【编辑:孙静波】

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