【浅析粘土矿物在古环境研究中的应用】粘土矿物

　　摘 要：粘土矿物广泛分布于各种类型的沉积物和沉积岩中，主要有高岭石、伊利石、绿泥石和梦皂石四种矿物，其组合特征和含量的变化记录了源区气候环境变化的信息。粘土矿物对环境变化的反应比较敏感，因而可以根据粘土矿物的矿物成分、组合特征、矿物结晶度及矿物含量变化记录的粘土矿物形成过程中的古环境变化来恢复古环境演变。粘土矿物作为一种研究古环境变化的重要指标，在古环境的研究中发挥着重要的作用。
　　关键词：粘土矿物 古环境 代用指标
　　
　　粘土矿物通常是指构成土壤和岩石细粒部分（ 　　二、粘土矿物在古环境研究中的应用
　　近年来，随着对全球变化研究的重视，以粘土矿物为手段来恢复古气候的方法受到世界各国许多学者的关注和采纳，并将其运用于从冰川极地到热带雨林，从高原风化产物到湖泊、海洋沉积物，从寒武纪到第四纪如此广泛时空分布的气候重建研究[18]。
　　唐松等研究南海渐新世的粘土矿物指出：在反映气候环境方面，根据粘土矿物组合特征及其含量变化可以认为，在 32.8～31Ma各粘土矿物含量的分配特征代表了相对比较暖湿的气候条件，自15.5Ma来南海处于总体降温的过程，并显示3Ma存在较大规模的降温事件，与底栖有孔虫氧同位素资料反映的气候信息具很好的对比性[19]。
　　史兴民等结合粘土矿物在剖面垂向上的变化特征可将玛纳斯河流域蘑菇湖全新世气候变化分为 I～Ⅳ个阶段：在第 1阶段，即6.2～9.1ka BP，这一时期的高岭石含量较高，伊利石加蒙皂石含量相对较低，反映了此时气候较温暖湿润；第Ⅱ阶段为3.6～6.2kaBP，这一时期高岭石含量虽有波动，但变化幅度不大，含量相对较低，而伊利石和蒙皂石的含量相对较高，因此这一阶段的气候特点是干冷，但中间有一个明显温湿波动；第Ⅲ阶段是1.8～3.6kaBP，高岭石含量达到最高值，而伊利石和蒙皂石的含量出现一个波谷，因此这一阶段气候的特点是温暖湿润，而且比今天要温暖湿润的多；第Ⅳ阶段为1.8ka BP以来，即剖面的最上部，高岭石含量降低，伊利石和蒙皂石的含量达到最大，气候又重新变得干冷，相当于晚全新世的降温期[20]。
　　李玲等利用X射线衍射方法分析了中新世以来长江下游河湖相沉积物、黄土高原红黏土和黄土一古土壤的黏土矿物组成。结果表明：中新世以来长江下游、黄土高原沉积物的黏土矿物组成都为伊利石+绿泥石+高岭石+蒙脱石；各地质时期长江下游和黄土高原不同剖面沉积物由不同的黏土矿物组成；各连续沉积剖面黏土矿物均存在伊利石含量逐渐增加的变化趋势，反映中新世以来这两个地区气候逐渐变冷[21]。
　　三、结论
　　粘土矿物以其分布广泛性的优势为世界各地的学者研究古环境提供了便利的条件，并且粘土矿物的研究结果和其他环境代用指标的研究结果有很好的对应关系。同时，粘土矿物在海洋沉积物、湖泊沉积物、不同地带黄土等沉积物研究中取得了很好的研究成果。粘土矿物特殊的生成气候条件、地带性、组合特征、含量的变化和结晶度的变化，是研究古环境（特别是缺少古环境研究常用的代用指标的地区的古环境）非常重要的代用指标，应该在未来的古环境重建中有着重要的价值和非常广阔的应用前景。
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　　（作者单位：华东师范大学资源和环境科学学院地理系 上海）

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