晶体岩相学分析筛选洞穴沉积物U/Th年龄的反演问题：以藏东南日格洞穴为例

针对洞穴沉积物230Th定年中因成岩作用导致的年龄反演问题，研究人员通过结合晶体岩相学分析和MC-ICP-MS技术，发现镶嵌状方解石区域与铀含量异常及年龄反演直接相关。通过规避此类区域采样，成功建立了高精度年龄模型，为古气候重建提供了更可靠的年代学框架。

　　

洞穴沉积物（speleothems）作为记录古水文气候变化的"地质硬盘"，其年代学精度直接决定了解码气候信息的可靠性。²³⁰Th定年技术虽已成为建立洞穴沉积物绝对年代序列的利器，但成岩作用（diagenesis）导致的铀系元素迁移常引发年龄反演（reversed ages）现象——就像磁带倒放般打乱气候记录的时序。尤其在方解石重结晶区域，铀含量的异常波动会使测年结果偏离真实值，这个长期困扰古气候学界的"时序失真"问题，亟需建立有效的质量控制方法。

针对这一科学难题，西安交通大学等机构的研究团队以藏东南日格洞穴的方解石沉积物RG-1为研究对象，开创性地将偏光显微镜岩相学分析与高精度质谱技术联用。他们发现所有年龄反演数据均来自具有镶嵌结构（mosaic fabric）的方解石区域，这些区域在偏光显微镜下呈现不规则晶界和棱角状终止端特征。通过规避这些"测年陷阱"重新采样，最终获得的年龄序列误差范围显著缩小，相关成果发表在《Quaternary International》上。

研究团队运用三大关键技术：① 牙科钻头微创取样（0.5mm直径）确保层位精确；② 多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）实现²³⁰Th/²³⁸U比值1-3ε精度测定；③ 偏光显微镜岩相学分类系统识别5类方解石结构和2类杂质层。

【Cave setting and sample】
日格洞穴位于青藏高原东南缘三江源国家保护区（海拔4252m），处于印度夏季风边缘带。RG-1样本呈现典型的年纹层结构，但存在6.4mm和62.3mm两处生长间断，分别对应锯齿状E型杂质层和平行层状L型杂质层。

【Chronology】
通过124个铀系年龄数据构建的年代框架显示，样本跨越末次冰期至全新世（约35.6-1.2ka）。异常的是，第二阶段（26.5-16.3ka）出现系统性年龄反演，岩相学分析揭示这些数据均来自镶嵌状方解石区。

【Hiatus and dating results】
生长间断分析发现，E型层伴随菱形方解石重结晶，而L型层则与黏土矿物富集相关。特别值得注意的是，镶嵌状方解石区的铀含量波动幅度达47%，显著高于正常层状方解石区的12%。

【Conclusion】
研究证实方解石重结晶过程会破坏铀系封闭系统，而镶嵌结构是识别此类"问题区域"的岩相学标志。通过建立"先岩相筛查，后靶向采样"的工作流程，将年龄模型的平均误差从±1.8ka降至±0.6ka。这项成果不仅为洞穴沉积物年代学建立了质量控制新标准，更揭示了方解石自生重结晶（autogenic recrystallization）对铀系定年的影响机制，为全球同类研究提供了可复制的技术范式。