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[科普中國]-古鹽度

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古鹽度(paleosalinity)是某個地質(zhì)時代一個水體的含鹽度。地史時期的海水含鹽度,可以根據(jù)某些沉積或沉積建造水的化學分析,某些礦物、巖石的成分和生物化石的性質(zhì)來確定。

特征某個地質(zhì)時代一個水體的含鹽度即為古鹽度。作為古環(huán)境和古氣候分析中的一個重要指標,古鹽度在恢復沉積時期古地理環(huán)境和古氣候中具有重要的應用。為了使研究者可以根據(jù)研究需要及具體的資料來選擇定量計算古鹽度的方法,可以使用微量元素法、元素比值法、同位素法等鹽度定量計算方法對古鹽度進行研究。1

主要產(chǎn)物當海水在含鹽度正常或減低的情況下,沉淀出方解石,從而形成石灰?guī)r。在含鹽度較大時,沉淀出石膏和硬石膏;而在鹽度更濃集的海中,則沉淀出石鹽和鉀鎂鹽。在不同水體相(陸相、澙湖相、海相等)沉積的粘土巖中,其水的化學成分(如氯),有著不同的含量。白云巖,特別是雜有天青石、重晶石或螢石的白云巖,通常是較高鹽度的標志。海棲生物的發(fā)生發(fā)展,海水鹽度是一個重要條件。生物群在不同鹽度條件下,有著不同的類型;淡化或咸化作用的變化,影響著生物界類型、外貌以及繁衍或滅亡的變化。1

研究方法古鹽度作為一種重要的地球化學指標,在很多方面得到了應用。古鹽度的定量計算方法有很多種,主要有微量元素法、元素比值法、同位素法等。下面簡要綜述幾種常見的古鹽度定量計算方法。

(1)微量元素法。在微量元素中,硼元素對于鹽度的反應比較敏感,并且硼元素在各種地球化學分析方法中是比較容易確定的一種元素。因此硼元素常被作為反映鹽度的一個較好的指標來使用。2

(2)微量元素比值法。硼/鎵比值是提供認識古鹽度的一種證據(jù)。硼和鎵是兩種化學性質(zhì)不同的元素,硼酸鹽溶解度大,能遷移,只有當水蒸發(fā)后才析出;鎵活動性低,易于沉淀。因此,利用硼/鎵比值可指示古鹽度。2

(3)同位素法。Sr同位素不會由于化學和生物作用而發(fā)生分餾。因此,在任何水體中,與碳酸鈣礦物共沉淀的Sr(進入晶體格子)不會產(chǎn)生同位素分餾作用,沉積后如沒遭受成巖后生作用,碳酸鈣礦物就記錄了沉淀時水體的87Sr/86Sr比值 。2

研究意義可以通過古鹽度計算和古地理恢復來確定潟湖相沉積中心,同時結合元素地球化學特征分析與古地理、古鹽度的耦合關系,例如對塔里木盆地固體鉀鹽礦有利發(fā)育區(qū)進行預測,認為發(fā)育深水潟湖相的大宛其地區(qū)巖鹽體最厚,古鹽度值、K+含量和溴氯系數(shù)也最高,并從深水潟湖→淺水潟湖→潟湖邊緣呈逐漸遞減趨勢。大宛其地區(qū)具有優(yōu)越的成鉀條件, 最終為塔里木盆地固體鉀鹽礦勘查優(yōu)選目標。3

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學