照片由剑川盆地风化火山岩(粗面岩)受访者提供
在古地层中捕捉火山灰信号并不容易。中国科学院青藏高原研究所新生代环境队通过构造火山凝灰岩沉积岩对比序列，发现低温频率磁化率参数可作为捕捉云南火山灰的有效指标。相关研究成果最近在线发表在《地球物理研究:固体地球》杂志上。
火山爆发是地球上主要的地质灾害之一。一些火山喷出的火山灰高达几十公里，到达平流层，可以影响天气变化。火山灰带来的灰尘也会给当地人带来很大的困难。而火山灰是地质史上诊断古地层绝对年龄的最佳材料之一，地层绝对年龄是破译地球系统演化的关键密码。
【/h/】火山灰由火山喷发形成的微小碎屑颗粒组成，极细的火山灰颗粒可以小于125微米，类似于细粒碎屑沉积物的形态特征。因此，在野外观测中，只能识别出一小部分由大量火山灰固结而成的火山凝灰岩，而大部分沉积地层中所含的火山灰，肉眼难以直接识别。
科学家只能带着野外采集的疑似火山灰样本走进实验室，鉴别其中是否含有火山玻璃。火山玻璃是火山喷发的碎屑产物之一，是一种快速冷却且尚未结晶的玻璃质固体颗粒。但是火山玻璃的提取鉴定实验费时费钱，不适合广泛推广。但火山喷发物中含有大量磁性矿物，往往以间隙物质或包裹体的形式存在于火山灰中，不易被环境破坏，可能与普通碎屑沉积岩不同。因此，我们可以考虑使用快速、廉价的岩石磁学方法来识别火山灰。该论文的通讯作者、中国科学院青藏高原研究所研究员毛焰说。
但是哪些岩石磁性参数对识别火山灰最敏感有效？
【/h/】2013年以来，颜茂都及其合作者多次访问云南剑川、曲靖。在云南省曲靖市，该团队发现了3500多万年前的始新世湖相沉积地层，其中含有厚达3米的灰白色火山凝灰岩。剑川县双河煤矿附近发育的同生河流、湖泊沉积地层也含有多层火山岩。经过详细的调查、讨论和取样，小组成员决定通过构建火山凝灰岩沉积岩的对比序列，找到最敏感、最有效的能够识别地层中火山灰的岩石磁性参数。
论文第一作者、中国科学院青藏高原研究所博士生沈表示，该团队从磁性矿物的类型、含量和粒度三个方面对这三类样品的岩石磁学参数进行了系统的对比研究，并结合岩相学和地球化学，探索了不同于沉积岩的火山灰最显著的岩石磁学特征。
【/h/】发现低温磁化率参数显示火山岩和火山凝灰岩中含有大量超细磁性矿物，而大多数沉积岩缺乏这一特征。因此，低温频率磁化率参数可以作为捕捉云南火山灰的有效指标。
【/h/】严茂都表示，该指标要求的样品预处理简单快速，与使用火山玻璃的鉴定方法相比，大大提高了实验室鉴定火山灰的效率。该研究可为云南等地区地质史上古地层的火山灰年代学研究提供必要的岩石磁学支持，对深入认识青藏高原东南缘构造、印度季风演化等重大科学问题具有重要意义。
