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白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望

梁子珩 甯濛 文华国 沈冰

梁子珩, 甯濛, 文华国, 沈冰. 白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
引用本文: 梁子珩, 甯濛, 文华国, 沈冰. 白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
The ‘Sulfate enigma’ in Dolomite Genesis: Review and Perspectives[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
Citation: The ‘Sulfate enigma’ in Dolomite Genesis: Review and Perspectives[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122

白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
基金项目: 国家级-国家自然科学基金项目(42102136)

The ‘Sulfate enigma’ in Dolomite Genesis: Review and Perspectives

  • 摘要: “白云岩问题”是沉积学领域最具争议的热点、难点问题之一。大量研究表明,无论是在实验室条件还是现代自然沉积环境中,都难以在低温、无机条件下直接沉淀有序白云石。前人研究认为白云石的形成是一个受动力学控制的过程,并提出了几种关键制约因素,包括镁离子的水合作用、抑制剂硫酸根的存在、成核位点及阳离子的有序化等。硫酸根在白云石形成过程中的作用一直备受关注,但却存在较大争议。长期以来,硫酸根抑制白云石形成的假说被地质学家们广泛接受,并被用于解释地质历史时期白云岩丰度与海水性质的演化。但随着研究的深入,尤其是对微生物白云石成因机理的不断探索,人们对白云石形成过程中硫酸根作用的认识逐渐出现了争议,一些学者认为硫酸根并不会抑制白云石的形成。对硫酸根的这种争议性认识主要是由于:(1)现代白云石形成的自然沉积环境中SO42-的浓度差异较大;(2)SO42-在无机、有机,高温、低温条件下发挥的作用截然不同;(3)单一的实验室背景下得出的规律较为局限,难以推广到复杂的沉积环境中。因此,“硫酸根之谜”作为理解白云岩成因的关键一环,仍未得到解决。本文系统回顾了近60年关于硫酸根在白云石形成过程中作用的不同观点,首先阐释SO42-抑制白云石形成的两种主流观点,然后在不同条件下分析SO42-作为抑制剂的有效性,并重新解读了其在微生物白云石模式下的作用,最后探讨了类白云石矿物合成实验中硫酸根的作用,并对其中存在的问题和局限性进行了探讨,旨在深化人们对“白云岩问题”本质的理解,同时为深入揭示地质历史时期白云岩丰度与古海洋性质演化的耦合关系提供理论支撑。
  • [1] 甯濛, 梁子珩, 冯滟杰, 夏攀, 沈冰, 文华国.  白云岩成因研究方法:回顾与展望 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.032
    [2] 付秀丽, 蒙启安, 文政, 白月, 高波, 苏杨鑫.  松辽盆地白云岩沉积环境及成因机理 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.018
    [3] 王剑, 周路, 刘金, 马聪, 卞保力, 李啸, 张宝真.  湖相热液白云岩成因机理 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.037
    [4] 王金艺, 金振奎.  微生物白云岩形成机理、识别标志及存在的问题 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.135
    [5] 赵东方, 谭秀成, 罗冰, 王小芳, 乔占峰, 罗思聪.  微生物诱导白云石沉淀研究进展及面临的挑战 . 沉积学报, doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.119
    [6] 林孝先, 彭军, 侯中健, 韩浩东, 李旭杰, 马春疆.  四川汉源-峨边地区上震旦统灯影组藻白云岩特征及成因研究 . 沉积学报, doi: 10.3969/j.issn.1000-0550.2018.008
    [7] “白云石(岩)问题”与湖相白云岩研究 . 沉积学报,
    [8] 王秀红.  东营凹陷民丰地区天然气生成机理与化学动力学研究 . 沉积学报,
    [9] 李 红.  新疆三塘湖盆地二叠系湖相白云岩形成机理初探 . 沉积学报,
    [10] 何莹, 鲍志东, 沈安江, 申银民, 李明和.  塔里木盆地牙哈—英买力地区寒武系—下奥陶统白云岩形成机理 . 沉积学报,
    [11] 卢双舫, 刘晓艳, 付晓泰, 冯亚丽, 王振平, 薛海涛.  未熟—低熟油生成机理的化学动力学研究及其初步应用 . 沉积学报,
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-06-26
  • 网络出版日期:  2024-12-27

目录

    白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望

    doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
      基金项目:  国家级-国家自然科学基金项目(42102136)

    摘要: “白云岩问题”是沉积学领域最具争议的热点、难点问题之一。大量研究表明,无论是在实验室条件还是现代自然沉积环境中,都难以在低温、无机条件下直接沉淀有序白云石。前人研究认为白云石的形成是一个受动力学控制的过程,并提出了几种关键制约因素,包括镁离子的水合作用、抑制剂硫酸根的存在、成核位点及阳离子的有序化等。硫酸根在白云石形成过程中的作用一直备受关注,但却存在较大争议。长期以来,硫酸根抑制白云石形成的假说被地质学家们广泛接受,并被用于解释地质历史时期白云岩丰度与海水性质的演化。但随着研究的深入,尤其是对微生物白云石成因机理的不断探索,人们对白云石形成过程中硫酸根作用的认识逐渐出现了争议,一些学者认为硫酸根并不会抑制白云石的形成。对硫酸根的这种争议性认识主要是由于:(1)现代白云石形成的自然沉积环境中SO42-的浓度差异较大;(2)SO42-在无机、有机,高温、低温条件下发挥的作用截然不同;(3)单一的实验室背景下得出的规律较为局限,难以推广到复杂的沉积环境中。因此,“硫酸根之谜”作为理解白云岩成因的关键一环,仍未得到解决。本文系统回顾了近60年关于硫酸根在白云石形成过程中作用的不同观点,首先阐释SO42-抑制白云石形成的两种主流观点,然后在不同条件下分析SO42-作为抑制剂的有效性,并重新解读了其在微生物白云石模式下的作用,最后探讨了类白云石矿物合成实验中硫酸根的作用,并对其中存在的问题和局限性进行了探讨,旨在深化人们对“白云岩问题”本质的理解,同时为深入揭示地质历史时期白云岩丰度与古海洋性质演化的耦合关系提供理论支撑。

    English Abstract

    梁子珩, 甯濛, 文华国, 沈冰. 白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
    引用本文: 梁子珩, 甯濛, 文华国, 沈冰. 白云石成因中的“硫酸根之谜”:回顾与展望[J]. 沉积学报. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
    The ‘Sulfate enigma’ in Dolomite Genesis: Review and Perspectives[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122
    Citation: The ‘Sulfate enigma’ in Dolomite Genesis: Review and Perspectives[J]. Acta Sedimentologica Sinica. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.122

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