【文章內容簡介】 而粘土礦物形貌轉化為平直的更加厚的板狀，光滑的001面和圓滑的邊緣時，這些特征指示主要以物理風化為主29。明顯變化的粘土礦物形貌指示了它們經歷了不同的風化過程。自生蒙皂石呈片狀集合體形態(tài)生長于碎屑顆粒表面，集合體呈現蜂窩狀，自生坡縷石呈絲狀或纖維狀29。碎屑的伊利石、綠泥石呈板狀、毛發(fā)狀、港灣狀或者渾圓狀30。港灣狀形貌特征指示其可能受強烈的化學風化作用，渾圓狀形貌特征指示可能受物理風化為主。碎屑高嶺石多成碎片板狀，有時仍保留假六方片狀形貌，但不顯示書冊狀集合體特征31。碎屑蒙皂石多為不平整001面的片狀或者球狀集Qiu等（2014）32通過對中國東部表土粘土礦物元素的調查研究，發(fā)現氣候是對表土粘土礦物中元素化學風化起主要控制作用，并且粘土礦物中元素化學風化指數的空間分布顯示出明顯的緯度效應。徐昶通過對察爾汗鹽湖、艾丁湖、查干諾爾湖剖面中粘土的Al2O3/MgO與沉積環(huán)境關系進行了討論，鹽湖粘土Al2O3/MgO的變化反映了鹽湖沉積環(huán)境的鹽度及湖區(qū)氣候的濕潤度31。另外，單一粘土礦物的微細結構也可以進一步得到鹽湖沉積環(huán)境方面的信息，如對伊利石結晶度、蒙皂石屬性、綠泥石類型、混層礦物膨脹度等方面的研究。伊利石的結晶度與湖水中K+含量密切相關，而蒙皂石屬性則反映湖水pH值、鹽度及晶層間吸附的標型離子的差異。此外，大量研究表明，粘土中硼元素的含量可以指示其形成時水介質的古鹽度值33。溶液中的硼一旦為粘土礦物固定后，無論其呈現吸附狀態(tài)存在或是進入粘土礦物晶格，都不因后期水體硼濃度的下降而解吸，因而樣品的分析結果可作為其最初沉積時的水體鹽度標志34, 35。到目前為止，基于粘土礦物中的硼含量來重建古鹽度變化已經被廣泛應用到了各種時間尺度上的沉積物當中36, 37。而且粘土沉積物中的硼同位素組成已被用在海洋中硼同位素循環(huán)3鹽湖硼同位素特征及長江流域河流硼同位素地球化學研究中。Shirodkar and Xiao（1997）39 對青海柴達木盆地鹽湖粘土沉積物的硼同位素組成進行了研究，柴達木盆地鹽湖粘土沉積物的δ11B ‰, 這種寬的變化范圍與鹵水中硼同位素組成有關。Xiao等（1992），輕同位素10B富集在沉積物中。Wang and Xiao（2001）42對鹵水pH值和溫度對鹽湖鹵水和粘土沉積物間硼同位素分餾的影響進行了詳細的實驗研究，結果發(fā)現溫度的影響并不明顯，但鹵水pH值的影響卻十分顯著，特別是在高pH值下出現了反分餾，即11B富集在沉積物中。與Xiao等（1992）41對大柴旦鹽湖的研究工作相比，Wei等（2014）43發(fā)現，硅酸鹽粘土相的硼同位素變化反映了湖盆體系內硅酸巖的風化情況，即風化強度越大，湖相沉積物中細粒粘土礦物沉積越多，10B越富集，δ11B值越小。而且張艷靈等（2016）44采用三步離子交換法提取粘土沉積物中硼的回收率高于90%，未觀察到明顯的硼同位素分餾，可滿足粘土沉積物酸溶相中硼同位素組成高精度測定的需要。雖然粘土礦物指標已經大量地應用到了各種沉積介質中的古氣候古環(huán)境重建，但是對于表層沉積物粘土礦物與現代氣候環(huán)境信息的相關性研究較少，我們利用Ito and Wagai（2017)6 分析的全球表土粘土礦物分布數據與中國年降水量等值線對比(圖1)，發(fā)現從西北向東南，隨著降水量的增加，伊利石的含量逐漸減小，而高嶺石出現相反的現象，即隨著降水量的增加而增加，支持了“當氣候逐漸變暖濕時，堿金屬逐漸被風化掉，伊利石轉變成高嶺石”的結論。所以中國表土中的粘土礦物分布與氣候帶的分布具有較好的吻合性，顯示出氣候是影響表土粘土礦物形成的主要因素6, 45。（修改于Ito and Wagai(2017)）6現在關于湖泊表層粘土礦物相關研究存在的問題是：對于湖泊表層沉積物粘土礦物與現代氣候關系的研究相對較少，大部分研究都是基于粘土礦物序列來重建過去的環(huán)境變化。而且由于不同的湖泊存在不同的影響因素，例如面積、水深、湖水的水化學條件（湖水的化學組成、鹽度等）、湖區(qū)周邊表土粘土礦物組成和不同地理位置的湖泊所受的氣候要素（溫度、降水、相對濕度）的不同，對表層沉積物粘土礦物種類、相對含量、結晶度、元素、硼同位素及微形態(tài)會產生怎樣的影響以及是否有特征礦物出現（例如坡縷石等），不同地點的湖泊表層沉積物中的粘土礦物相對含量是否會像表土一樣，也受到當地氣候要素強烈的影響？我國是世界上湖泊分布眾多的國家之一46, 47，其中分布于青藏高原和蒙新高原的湖泊，%%46，這些湖泊具有如下幾個顯著的特征：（1）主要分布于我國內陸干旱半干旱地區(qū)，具有20176。的緯度梯度差和5000m左右的海拔梯度差，因此帶來的年均溫度（n10~n10176。C）和年均降水（200~500mm）變化大；（2）湖泊的水深（n100~n102m）和面積（n100~n103km2）變化大；（3）湖泊大多以封閉性湖泊為主，湖水鹽度變化范圍大（n100~n102g/L）。上述湖泊特征表明，分布于青藏高原和蒙新高原的湖泊是開展湖泊表層粘土礦物與現代氣候環(huán)境要素關系研究的理想載體。因此，本項目將基于湖泊粘土礦物可以反映流域內物質來源和氣候環(huán)境變化的理論，在我國青藏高原和蒙新高原選擇具有一定海拔、緯度、溫度、降水和鹽度等自然梯度的湖泊33個，開展湖泊表層沉積物粘土礦物與氣候環(huán)境要素的相關性研究，通過對湖泊表層沉積物粘土礦物組成、含量、微形態(tài)及粘土礦物中元素含量和硼同位素的分析和測試，確定湖泊粘土礦物與湖泊周邊表土粘土礦物的相關性；研究在天然湖泊這一復雜的自然系統(tǒng)中，湖泊粘土礦物是否受湖水水化學條件等其它要素的影響；建立湖泊表層沉積物中粘土礦物與湖區(qū)周邊氣候要素（溫度、降水、相對濕度）的相關性，并探討因海拔高度和緯度效應引起的溫度、降水及相對濕度變化與湖泊粘土礦物的關系，評估它們在古氣候重建中的可靠性和適用性。該項目的實施和完成，能夠為利用我國干旱半干旱地區(qū)湖泊粘土礦物代用指標進行地質歷史時期氣候環(huán)境變化的重建提供重要的科學依據。參考文獻：, A., The paleoclimatic interpretation of clay minerals in soils and weathering , C., Clay , Berlin: , , Paleoclimatic events indicated by mineralogical changes in deepsea of Sedimentary Research, (4): , A., The paleoclimatic interpretation of clay minerals in sediments — a Reviews, (4): , Z., , , et al., Clay mineral assemblages in the northern South China Sea: implications for East Asian monsoon evolution over the past 2 million Geology, (1): , , Global distribution of claysize minerals on land surface for biogeochemical and climatological Data, : , 湖泊沉積物的礦物組成、成因、, 2011(01): +, 萬國江, and 馬玉光, , 2000(02): +, ., , and , Orbital forcing of freshwater input in the Zaire Fan area—clay mineral evidence from the last 200 , Palaeoclimatology, Palaeoecology, (1): , H., Geodynamic control on Messinian clay sedimentation in the Central Mediterranean Letters, (3): , , Minerals and clay minerals in medical Clay Science, (1): , A., , , et al., Clay mineral sedimentation in high northern latitude deepsea basins since the Middle Miocene(ODP Leg 151, NAAG).International Journal of Earth Sciences, (1): , 宋綿新, and 易發(fā)成等, : , , Source of palygorskite in gypsiferous Aridisols and associated sediments from central Minerals, (4): , 吳朝東, 房亞男, et al., , 2013(06): , C., , , et al., Mineralogical and Geochemical Discrimination of the Occurrence and Genesis of Palygorskite in Eocene Sediments on the Northeastern Tibetan , Geophysics, Geosystems, 向軍等, , 北京: , , 2010(01): , N., , , et al., Late Quaternary clay mineral record in Central Lake Baikal(Academician Ridge, Siberia).Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, (1): , , , et al., 南海北坡ODP1146站第四紀粘土礦物記錄:: 地球科學, (3): , ., , , et al., Terrestrial records of a regional weathering profile at the PaleoceneEocene boundary in the Williston Basin of North Bulletin, (34): and 郭正堂, , 2007(02): , H., , , et al., Clay record of climate change since the midPleistocene in Jiujiang, south , (1): , L., , , et al., Variations of illite/chlorite ratio in Chinese loess sections during the last glacial and interglacial cycle: Implications for monsoon Research Letters, (20): , ., , and , The distribution of clay minerals in the World Sea Research and Oceanographi