Science: 粘土矿物控制有机质的长期保存

来源：农环视界

北京时间10月4日，《Science》在线首发（First Release）同济大学与瑞士联邦理工学院的合作研究成果。这项成果发现陆地来源的土壤成因有机质在海洋里搬运和沉积过程中，从蒙脱石表面被剥离，取而代之的是海洋成因有机质，但同样是陆地来源的岩石成因有机质，在海洋环境中与云母和绿泥石紧密结合而不发生变化。这个结果表明，陆地来源有机质在海洋沉积物中的长期保存是由层状硅酸盐矿物这个一级因素所控制。

有机质长期保存至少从达尔文时代开始一直是地球科学界的难题，有机质含量和矿物表面积之间存在的重要关系早已有报道。然而，尽管前人进行了大量研究，对这种关系的性质却一直没有一个清楚的解释。据该文的共同通讯作者、同济大学海洋地质国家重点实验室刘志飞介绍，南海及其周边具有高度空间多样性的粘土矿物分布特征，为定量验证这种关系提供了天然实验条件。其研究团队通过多年的调查，已揭示出南海北部的吕宋岛仅提供土壤成因的蒙脱石，而台湾岛仅提供岩石成因的云母和绿泥石。通过在南海北部布设深海沉积物捕集器锚系观测系统，获得时间序列源自吕宋岛和台湾岛的粘土矿物及其携带的陆源有机质，进行放射性碳测年、有机碳稳定同位素、层状硅酸盐矿物表面积、以及矿物含量定量研究等高精度实验分析，第一次清晰地揭示出粘土矿物的种类是影响有机质保存的最重要因素。

该项研究是国家自然科学基金重大研究计划《南海深海过程演变》支持建设的“深海沉积动力过程综合观测系统”的重要成果，刘志飞研究团队前期已在《Geology》《EPSL》等国际著名期刊发表多篇深海沉积过程研究成果，此文的发表进一步拓展了南海作为海洋前沿科学问题天然实验室的研究空间。

陆源岩石成因和土壤成因有机质输入到海洋后的保存受到层状硅酸盐矿物控制的演化模式

该论文第一作者为瑞士联邦理工学院地质研究所Thomas M. Blattmann博士，共同通讯作者为Thomas M. Blattmann博士和同济大学刘志飞教授。

论文链接：

https://science.sciencemag.org/content/early/2019/10/02/science.aax5345 

Blattmann, T.M.*, Liu, Z.*, Zhang, Y., Zhao, Y., Haghipour, N., Montluçon, D.B., Plötze, M., Eglinton, T.I. 

Mineralogical control on the fate of continentally-derived organic matter in the ocean. 

Science, 3 October 2019 (DOI: 10.1126/science.aax5345).