地球科学|编委林巍团队文章:柴达木盆地典型类火星地貌表层土壤的矿物与元素多谱学表征

学术   科学   2024-08-29 00:00   湖北  

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火星表面具有丰富的古代水活动历史,可能曾具有较宜居的环境,一直是行星科学和深空探测的研究热点.我国青藏高原东北部的柴达木盆地气候寒冷干旱,地表受到的辐射较强且盐度较高,发育了多种与火星相似的地貌,被认为是开展火星类比研究的理想区域.综合利用短波红外光谱、激光诱导击穿光谱、X射线衍射、X射线荧光光谱等技术手段,结合遥感影像数据,分析了柴达木盆地典型类火星地貌(冲积扇、沙丘、泥石流、冲沟、雅丹、盐滩、多边形等)表层土壤样品的光谱特征以及矿物和元素组成,揭示出柴达木盆地类火星地貌的矿物组成主要包括石英、钠长石、石膏、方解石,以及部分伊利石、绿泥石、微斜长石和岩盐等.其中,雅丹和冲积扇地貌具有较好的碳酸盐、黏土矿物和有机物保存潜力.本研究为从比较行星学角度解译火星古水文地貌的原位光谱数据和地球化学分析提供了参考.本文讨论得出以下结论:
本研究综合利用ASTER、SWIR、LIBS、XRD、XRF和盐酸洗脱碳酸盐法分析了柴达木盆地典型类火星地貌表层样品的矿物组成,发现主要成分为石英、钠长石、石膏,以及部分方解石、伊利石、绿泥石、微斜长石、岩盐等.不同地貌经历不同的干旱改造过程或处于不同演化阶段,呈现出不同的蒸发岩沉积或湖泊沉积物碎屑组成,其中雅丹和冲积扇地貌可能具有较好的碳酸盐、黏土矿物和有机物保存能力.遥感研究从整体上获得观测数据为局地探测提供参考,区域原位探测和实验室样品精细分析深化了对矿物及元素组成的认识,因此多光谱分析结合遥感探测手段可以揭示类火星地貌样品更加完整的地球化学信息.本研究也为未来火星采样返回任务着陆区的遴选提供了一定的参考.

1 柴达木盆地所处位置(a)及采样点分布(b)

图2 柴达木盆地典型类火星地貌表层土壤样品的元素组成及含量

图3 柴达木盆地典型类火星地貌表层土壤样品采样点地区基于遥感分析得到的碳酸盐矿物分布




文章刊登在《地球科学》第49卷第7期

郭雪, 申建勋, 刘立, 黄诚祥, 陈妍, 林红磊, 林巍, 2024. 柴达木盆地典型类火星地貌表层土壤的矿物与元素多谱学表征. 地球科学, 49(7): 2526-2538. doi: 10.3799/dqkx.2024.027

Guo Xue, Shen Jianxun, Liu Li, Huang Chengxiang, Chen Yan, Lin Honglei, Lin Wei, 2024. Characterization of Minerals and Elements in Surface Soils from Mars-like Qaidam Landforms through Multi-Spectroscopic Techniques. Earth Science, 49(7): 2526-2538. doi: 10.3799/dqkx.2024.027

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