白云石是含有鈣和鎂的碳酸鹽礦物，其在地表常溫常壓條件下難以形成；但早期地球海洋沉積記錄中卻包含大規(guī)模的白云石沉積，這與現(xiàn)代海洋缺乏類似沉積形成鮮明對(duì)比。這一獨(dú)特的白云石地質(zhì)記錄及地球早期海洋大規(guī)模白云石沉積與白云石常溫常壓下難以合成的矛盾通常被科學(xué)家稱為“白云石之謎”，已困擾地質(zhì)學(xué)界兩百多年。

美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》近日刊載中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）李超教授課題組在白云石地質(zhì)成因領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展：他們對(duì)長(zhǎng)江三峽地區(qū)距今5億年的埃迪卡拉紀(jì)白云石地層中碳酸鹽團(tuán)簇同位素測(cè)溫研究后提出，低溫形成機(jī)制更能解釋早期地球海洋為何會(huì)大規(guī)模出現(xiàn)白云石。

在國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助下，由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授牽頭，李超課題組與美、德科學(xué)家合作，基于目前新興的碳酸鹽團(tuán)簇同位素測(cè)溫技術(shù)及白云石熱動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)長(zhǎng)江三峽地區(qū)距今5億年的埃迪卡拉紀(jì)白云石地層開(kāi)展的測(cè)溫發(fā)現(xiàn)，這些白云石幾乎都形成于0℃—60℃地球表層溫度，這與地質(zhì)學(xué)家之前認(rèn)為的白云石高溫形成機(jī)制不符。

研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)這些白云石樣品開(kāi)展了稀土元素、流體氧同位素組成分析和顯微巖相學(xué)觀察。結(jié)果表明：這些白云石形成于一個(gè)低溫且微生物活躍的海水溶液環(huán)境，這與近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室和野外觀察所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代白云石在微生物及其有機(jī)質(zhì)作用下可低溫形成的機(jī)制一致。

該研究的多學(xué)科集成證據(jù)表明：低溫形成機(jī)制不僅為回答困擾地學(xué)界兩百多年的“白云石之謎”提供了新思路，還為碳酸鹽指標(biāo)用于地表環(huán)境記錄的合理性和科學(xué)性提供了理論基礎(chǔ)。