孟加拉国Barind与Madhupur红黏土矿物学特征及物源分析：构造背景与化学风化作用对更新世地貌演化的启示

本研究针对孟加拉盆地Barind和Madhupur黏土地层中红黏土的物源、构造背景及风化过程等关键科学问题，通过粒度分析、X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）等技术，揭示了以石英、高岭石为主的矿物组合及70.93-90.80%的化学蚀变指数（CIA），证实了喜马拉雅侵蚀-河流搬运-化学风化的多过程耦合机制，为重建区域古气候及构造演化提供了新证据。

　　

在孟加拉盆地广袤的冲积平原上，Barind和Madhupur两处独特的红黏土地貌如同大地的红色印记，记录着更新世时期复杂的地质演化史。这些富含铁氧化物的黏土层不仅是当地农业的重要基础，更是解码喜马拉雅造山运动与古气候变化的关键载体。然而，长期以来，学界对这些红黏土的矿物组成、物质来源及其形成机制的认识仍存在显著空白，特别是关于构造活动与气候条件如何共同塑造这片特殊地貌的系统研究亟待深入。

为破解这一科学谜题，来自孟加拉国科学和工业研究委员会矿业研究所的研究团队开展了开创性工作。他们选取Barind和Madhupur典型剖面，通过多学科交叉分析方法，首次全面揭示了这些红黏土的地球化学指纹和矿物学密码。研究成果发表在《Journal of Asian Earth Sciences: X》上，为理解低纬度地区表生地质过程提供了重要范式。

研究团队运用了四项核心技术方法：1）激光衍射粒度分析仪（Microtrac Turbotrac S-3500）测定颗粒组成；2）X射线衍射（XRD）鉴定黏土矿物相；3）X射线荧光光谱（XRF）分析主量元素；4）场发射扫描电镜-能谱联用（FESEM-EDX）表征微观形貌。样本来自Naogaon和Gazipur地区的6个钻孔，共采集12个典型红黏土样品。

【矿物学与地球化学特征】
XRD分析显示红黏土以石英（80%）、高岭石、伊利石为主，含少量绿泥石和针铁矿。FESEM观察到典型的书页状高岭石和板状伊利石结构，EDX证实富含Al、Si、Fe元素。地球化学数据揭示SiO₂含量达54.5-68.2 wt%，Al₂O₃/TiO₂比值（17.41均值）指示中基性岩源区特征。

【风化强度指标】
化学蚀变指数（CIA）70.93-90.80%和斜长石蚀变指数（PIA）90.47-99.87%共同证实中-强度化学风化环境。MFW三角图显示样品向W端元（风化端）集中，反映更新世冷湿气候下的持续风化过程。

【构造背景与物源】
主成分分析（PCA）显示PC1（53.8%方差）与Fe₂O₃、TiO₂正相关，指示基性岩风化贡献。判别函数图（DF1-DF2）将80%样品划归大洋岛弧物源区，SiO₂/Al₂O₃-K₂O/Na₂O图解则支持被动大陆边缘构造背景，揭示物源具有多阶段混合特征。

【沉积模式重建】
综合钻孔数据提出三阶段演化模型：1）早更新世河流下切形成砂质河道；2）气候转湿导致化学风化加剧，形成红色黏土盖层；3）海平面波动促使铁氧化物富集。Cr/Ni比值（1.3-8.5）证实物源包含蛇纹石化超基性岩，与喜马拉雅东构造结岩性吻合。

这项研究首次系统阐明了孟加拉盆地红黏土的风化-构造耦合机制，其重要意义体现在三方面：1）建立矿物组合-风化指数-气候条件的定量关系，为低纬度古气候重建提供新指标；2）揭示喜马拉雅侵蚀物质经Ganges-Brahmaputra河流系统搬运600公里后仍保留源区地球化学印记；3）提出的"构造抬升-化学风化-地貌定型"模型，为理解全球季风区红层成因提供典型案例。未来研究可结合锆石U-Pb定年进一步精确物源贡献比例，这对预测亚洲季风区表生地球化学循环具有深远价值。