中新網(wǎng)南京2月27日電 (楊顏慈)據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所27日消息，由該所孟凡巍副研究員與南京大學(xué)倪培教授、烏克蘭科學(xué)院Galamay博士、波蘭鹽礦協(xié)會(huì)主席Krzysztof教授等中外專家合作發(fā)現(xiàn)，在四億年前，鄂爾多斯盆地是深度大約為40米的海洋。

鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)石鹽中的流體包裹體。南古所 供圖

該文章近日發(fā)在歐洲SCI學(xué)術(shù)期刊Geological Quaterly上。

鄂爾多斯盆地，便是人們所了解的陜甘寧盆地。別看現(xiàn)在是陸地，研究表明，在4億年前的奧陶紀(jì)，鄂爾多斯盆地還是一片海。

不過(guò)，這片海有多深?科研人員是怎么計(jì)算出來(lái)的呢?

據(jù)了解，科研人員再次用到了“封印”——流體包裹體。

圖為奧陶紀(jì)石鹽。南古所 供圖

所謂的流體包裹體是礦物形成期間的晶體缺陷孔洞，可以記錄礦物形成時(shí)期的流體成分或者氣體，其存在于海水中蒸發(fā)形成的石鹽礦物中，它“封印”了當(dāng)時(shí)的原始海水或者氣體。比如：瑪瑙中的水膽等。

科研人員介紹，石鹽礦物存在于蒸發(fā)巖中。蒸發(fā)巖與人類生產(chǎn)生活關(guān)系密切。蒸發(fā)巖沉積的出現(xiàn)，需要適宜的古地理、古構(gòu)造和古氣候的多重因素的同時(shí)出現(xiàn)。

因此，在地質(zhì)歷史時(shí)期，蒸發(fā)巖的大量出現(xiàn)在少數(shù)幾個(gè)地質(zhì)時(shí)代。上世紀(jì)90年代，中國(guó)在對(duì)鄂爾多斯盆地進(jìn)行石油勘探期間，也發(fā)現(xiàn)了巨厚的石鹽沉積，因此，鄂爾多斯盆地也成為中國(guó)的海相鉀鹽勘探熱點(diǎn)地區(qū)之一。

而鄂爾多斯盆地海相鉀鹽形成時(shí)期的鹵水(海水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)，鹽度變高，通常稱之為鹵水)深度，一直存在爭(zhēng)論。

石鹽在飽和鹵水期間，可以在任何深度下形成，而石鹽流體包裹體也可以在不同階段，捕獲鹵水甚至氣體。

當(dāng)石鹽流體包裹體在鹵水表面形成時(shí)，會(huì)捕獲當(dāng)時(shí)的古代大氣，其大氣壓與古代大氣壓一致，也近似于現(xiàn)代大氣壓;而當(dāng)石鹽流體包裹體在鹵水底部形成時(shí)，會(huì)捕獲鹵水底部的氣體，其具有很大的壓力。

那么，辨別“封印”中是古代大氣，還是形成在海底被捕獲的沼氣就非常重要了，如果是海底被捕獲的沼氣，則可以算出這個(gè)沼氣來(lái)自于多深的海底。

如何辨別呢?孟凡巍等國(guó)內(nèi)外專家將石鹽流體包裹體的樣品放入水中溶解，如果氣泡從包裹體中溢出的大小不變，這些氣體是被包裹體捕獲的古代大氣;如果氣泡從包裹體中溢出，其體積驟然變大，一打開(kāi)就像開(kāi)罐的可樂(lè)一樣，則這些氣體便是形成在鹵水底部而被包裹體捕獲的古代沼氣。

從而，他們恢復(fù)了鄂爾多斯盆地海相鉀鹽形成時(shí)期的古代鹵水深度——該套蒸發(fā)巖形成時(shí)期，深度大致為40米左右。

這一結(jié)果表明鄂爾多斯盆地在沉積方面，有大量蒸發(fā)巖可以沉積的空間。這就表明，鄂爾多斯盆地具有鉀鹽形成的基礎(chǔ)。

該項(xiàng)目得到中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作局與中國(guó)自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計(jì)劃“從0到1”原始創(chuàng)新項(xiàng)目的支持。本文由中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)“關(guān)鍵地史時(shí)期生物與環(huán)境演變過(guò)程及其機(jī)制”項(xiàng)目支持。(完)