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比。這一獨特的白云石地質(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家稱為“白云石之謎”，已困擾地質(zhì)學界兩百多年。

美國《國家科學院院報》近日刊載中國地質(zhì)大學（武漢）李超教授課題組在白云石地質(zhì)成因領域取得的重要進展：他們對長江三峽地區(qū)距今5億年的埃迪卡拉紀白云石地層中碳酸鹽團簇同位素測溫研究后提出，低溫形成機制更能解釋早期地球海洋為何會大規(guī)模出現(xiàn)白云石。

在國家自然科學基金等的資助下，由中國地質(zhì)大學（武漢）教授牽頭，李超課題組與美、德科學家合作，基于目前新興的碳酸鹽團簇同位素測溫技術(shù)及白云石熱動力學模型，對長江三峽地區(qū)距今5億年的埃迪卡拉紀白云石地層開展的測溫發(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)學家之前認為的白云石高溫形成機制不符。

研究團隊還對這些白云石樣品開展了稀土元素、流體氧同位素組成分析和顯微巖相學觀察。結(jié)果表明：這些白云石形成于一個低溫且微生物活躍的海水溶液環(huán)境，這與近年來實驗室和野外觀察所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代白云石在微生物及其有機質(zhì)作用下可低溫形成的機制一致。

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