福州火山灰_哪种岩石磁学参数对识别火山灰最灵敏有效呢？

福州火山灰(从古地层中捕获火山灰的新方法)

剑川盆地风化火山岩(粗面岩)受访者供图

在古老地层中捕捉火山灰信号并不容易。中国科学院青藏高原研究所新生代环境团队通过构建“火山岩-火山凝灰岩-沉积岩”对比序列，发现低温频率磁化率参数可以作为捕获云南火山灰的有效指标。相关研究成果近日在线发表在《地球物理研究:固体地球》杂志上。

(相关资料图)

火山爆发是地球上主要的地质灾害之一。有些火山喷出的火山灰高达几十公里，达到平流层，可以影响天气的变化，火山灰形成的粉尘也会给当地人造成很大的生活困难。而火山灰是地球地质史上“诊断”古地层绝对年龄的更佳材料之一，地层绝对年龄是破译地球系统演化的关键密码。

火山灰由火山爆发产生的微小碎屑颗粒组成。极细的火山灰颗粒可小于125微米，与细颗粒碎屑沉积物的形态特征相似。因此，大量火山灰固结形成的火山凝灰岩，在野外观察中只能识别出一小部分，而大部分沉积地层中所含的火山灰，肉眼很难直接识别。

科学家只能拿着野外采集的疑似火山灰样本走进实验室，鉴定其中是否含有火山玻璃。火山玻璃是火山喷发的碎屑产物之一，是一种快速冷却后未结晶的玻璃状固体颗粒。“但火山玻璃的提取鉴定实验耗时长，费用高，不适合大范围推广。而火山喷发物质中含有大量磁性矿物，往往以填隙物或包裹体的形式存在于火山灰中，不易被环境破坏，可能与一般的碎屑沉积岩不同。因此，我们可以考虑使用快速廉价的岩石磁学方法来鉴定火山灰。”论文作者、中国科学院青藏高原研究所研究员毛焰说。

但是，哪种岩石磁学参数对识别火山灰最灵敏有效呢？

从2013年开始，严茂都和他的合作者多次到云南剑川、曲靖考察。在云南省曲靖市，该团队发现了3500多万年前的始新世河湖沉积地层，其中含有一层厚达3米的灰白色火山凝灰岩。剑川县双河煤矿附近发育的同期河流和湖泊沉积地层中也含有多层火山岩。经过详细的调查、讨论和取样，团队成员决定通过构建“火山岩-火山凝灰岩-沉积岩”的对比序列，寻找能够识别地层中火山灰的最灵敏有效的岩石磁学参数。

论文之一作者、中科院青藏高原研究所博士生沈说，团队从磁性矿物的类型、含量、粒度三个方面对这三类样品的岩石磁学参数进行了系统的对比研究。结合岩相学、地球化学等方法，探索火山灰区别于沉积岩的最显著的岩石磁学特征。

发现低温频率磁化率参数显示火山岩和火山凝灰岩中含有大量超细磁性矿物，而大多数沉积岩缺乏这一特征。因此，低温频率磁化率参数可以作为捕获云南火山灰的有效指标。

颜茂都说，该指标要求的样品预处理简单，测试快速，与使用火山玻璃的鉴定方法相比，大大提高了实验室鉴定火山灰的效率。该研究可为云南乃至其他地区古地层火山灰年代学研究提供必要的岩石磁学支持，对深入理解青藏高原东南缘构造和印度季风演化将具有重要意义。

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