我国学者在识别火山灰沉积路径方面取得进展

　　

图 不同火山灰沉积路径下页岩沉积和锂循环模型（A：空降型；B：水携型）

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42090020、U20B6001、41625009、42002139、42172151）等资助下，北京大学刘全有教授、金之钧教授团队，联合中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院、中国科学院地质与地球物理研究所学者，在识别火山灰沉积路径方面取得进展。研究成果以“晚三叠纪与化学风化强度有关的独特的富火山灰湖相页岩沉积：来自锂含量和同位素的证据（Distinctive volcanic ash-rich lacustrine shale deposition related to chemical weathering intensity during the Late Triassic: Evidence from lithium contents and isotopes）”为题，于2024年3月15日在线发表在《科学进展》（Science Advances）上。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi6594。

　　火山活动导致地球气候和环境的快速变化，且通常与富含有机质的黑色页岩广泛沉积有关。然而，火山物质进入水体中的途径（空降型或水携型）及其气候环境响应特征与富有机质页岩形成之间的内在联系尚不清楚。研究团队以鄂尔多斯盆地长7段富含火山灰的页岩沉积层系为研究对象，通过综合考虑粒度变化、成岩作用和成熟度对锂同位素分馏的影响，结合现代河流沉积体系、火山喷发物中锂含量与同位素、Al/Si比值的关系，提出长7页岩层系内存在空降型和水携型两种火山灰沉积，并建立了与这两种火山灰相关的页岩差异性沉积和锂循环模型（图）：在空降型火山灰沉积过程中，火山喷发将富含⁷Li的深部挥发物带入大气，遮挡了阳光，导致气候寒冷干燥，风化强度相对较弱，空降型火山灰继承了深部的锂同位素组成，表现为d⁷Li值升高（>2.5‰）特征；在水携型火山灰沉积过程中，气候以温暖湿润为主，强降雨引发的洪水导致风化强度增强，含火山灰的陆源物质淋滤造成水携型火山灰锂含量显著增加（>135 μg/g）。这些与气候环境相关的地质事件提高了湖泊的古生产力，促进了富有机质页岩沉积。该研究证明了Li含量和δ⁷Li是揭示火山活动作用下页岩层系沉积环境的有效指标，建立了火山喷发、卡尼洪积事件与气候环境之间的密切联系，丰富了圈层相互作用下富有机质页岩形成机理。