蝙蝠栖息后的洞穴沉积物的岩石学、矿物学和地球化学特征（法国加尔省的罗凯特洞穴）

《Sedimentary Geology》：Petrographic, mineralogical and geochemical characteristics of speleothems after cave occupation by bats (Roquette cave, Gard, France)

　　

Hélène Cassagne|Jocelyn Barbarand|Edwige Pons-Branchu|Julius Nouet|Romain Augier|Thomas Blaise|Maxime Leblanc|Laurent Bruxelles

摘要

洞穴沉积物是天然的档案，可以用来重建过去的事件，包括古气候变化。同位素分析和矿物学分析是解读这些沉积物中所保存的环境信息的关键工具。然而，蝙蝠对洞穴的栖息可能会改变洞穴系统的形态和矿物组成。这种现象及其对基于洞穴沉积物的重建工作的潜在影响目前仍研究不足。本研究使用了傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）技术，对法国加尔省Roquette洞穴的洞穴沉积物进行了分析，以了解与蝙蝠活动相关的生物腐蚀如何改变其矿物组成。研究发现，在方解石晶体之间存在不同层状的磷酸盐矿物带，这些矿物带被解释为蝙蝠排泄物的矿化产物。构成这些生物腐蚀带的矿物包括crandallite、perhamite、石英和方解石。石英、粘土和氧化物通常与磷酸盐矿物带相伴出现。磷酸盐矿物还以颗粒形式存在，这些颗粒与碎屑矿物混合在一起，其大小和含量在不同样本中有所差异。将这些颗粒与鸟粪样本、磷酸盐样本、粘土囊以及围岩进行比较后发现，所有样本中都含有碎屑元素和磷酸盐。这些颗粒与磷酸盐一起在洞穴沉积物中保存下来，表明洞穴内部发生了物质混合，将洞穴沉积物与蝙蝠排泄物中的磷酸盐矿物结合在一起。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪检测到磷酸盐带中铀的积累，这表明这些区域不适合进行年代测定，因为沉积后铀可能会发生迁移。这项研究表明，在对洞穴沉积物进行铀-钍（U-Th）测年之前，进行矿物学分析（尤其是使用SEM和FTIR）至关重要，这两种方法已被证明是最有效的分析手段。