近年来，许多研究者利用粘土矿物的成分、组合、含量以及结晶度来研究古气候环境，并取得了许多成果。大量研究结果表明，粘土矿物分析结果与古生物遗迹、孢粉、氢氧同位素所反应的古气候信息吻合，因而该方法成为古气候研究的又一有效手段。由于粘土矿物分布的广泛性和取样的简易性（存在于地表和近地表），特别是当孢粉或氧同位素比值不可获得的情况下，粘土矿物组合及含量成为主要的气候环境标识。因此，利用粘土矿物研究古气候环境的变迁越来越受关注。
1 粘土矿物用于古气候分析的依据
大量的粘土矿物是在地表风化作用中形成的，在沉积作用和埋藏过程中可发生转变。它的形成和转化与其所处的环境关系密切。控制粘土矿物形成和转化的因素可能有多种，但最重要的是气候条件。温度和湿度差异使地球表面形成不同的气候带，各气候带内风化作用的类型和程度明显不同，相应地形成了不同的风化复合体和土壤类型，其中所含的粘土矿物组合及其结构特点等也有明显差异。
一般认为，高岭石是在潮湿气候、酸性介质中由长石、云母和辉石经强烈淋滤形成（汤艳杰，2002），因此，气候温暖潮湿有利于高岭石的形成和保存。当气候转为干燥时，粘土很可能保存形成高岭石的气候信息特征。地层中粘土矿物以高岭石为主并含伊利石和绿泥石，可反映气候变冷的环境，而碎屑高岭石则指示临区的多雨热带气候。
绿泥石中的主要阳离子为Si4+、Al4+、Fe2+ 、Mg2+，形成环境为碱性。发现绿泥石在风化剖面上部的氧化条件下不稳定，这是由于在风化作用期间，水镁石层内的二价铁容易被氧化，所以绿泥石一般只能在化学风化作用受抑制的地区（像如冰川或干旱的地表）幸存下来。一般认为，绿泥石和伊利石含量增加代表逐渐变为干旱的气候条件。
在纵向分布的地层中，单一粘土矿物很少出现，一般为几种粘土矿物的组合，并常含有混层矿物。因此，一般应用粘土矿物的成分、组合和含量的综合信息来判断古气候环境。Singer（1980,1984）在研究了全球不同气候带各种沉积类型中的粘土矿物组合后指出，地表土壤、风化剖面和沉积物中的粘土矿物组合与气候条件及风化强度有密切的联系，在不同气候条件下，其组合类型不同，因而粘土矿物组合特征是解释古气候的主要指征。
2 粘土矿物对古气候解释的分析
沉积岩中粘土矿物组合及含量变化用于气候环境的解释目前尚存在一定的局限性，自生和碎屑粘土矿物之间的差异及判别尚存在疑问，尤其是对蒙脱石。气候与粘土矿物之间的关系由于非气候因素的影响，如地形、地势、源区岩石以及时间的介入，而变得错综复杂，搬运过程的粒度分级、凝聚差异以及搬运介质的不同都将影响粘土矿物的分布和含量的变化。
2.1母源区
陆源沉积岩中粘土矿物的气候环境解释中存在的问题和困难早已引起注意。Ataman提出沉积岩中不同的粘土矿物组合并不只是由气候变化引起的，至少还有两个经常变化的因素影响粘土矿物成分：源区物质在不同沉积区的母源可能不一样；风化阶段母源区的地形可能完全不同。
另外，粘土矿物在形成过程中受母源区不同水介质的PH值、EH值和盐度等因素的影响，可形成晶体结构、形态及类型各异的矿物（鲁春霞，1997）。这些非气候因素对粘土矿物及其组合的形成都将产生不可忽视的影响。
2.2自生和碎屑粘土矿物
当用土壤和风化剖面中粘土矿物的特性对古气候进行解释时，只有形成于该地区的自生矿物才应该被考虑。然而在沉积岩中粘土矿物组合通常既含有自生矿物也含有碎屑矿物， 并且后者往往占大多数。
2.3沉积搬运环境
通过对南大西洋新生代沉积岩的粘土矿物数据的分析，Robert（1980）认为碎屑粘土矿物的成分和分布除了受气候的影响外，还受非气候影响因素主要有搬运介质水、冰、风，不同地区的侵蚀作用、粒度分异和凝聚作用等也都是影响粘土矿物形成和分布的重要因素。大量研究表明，粘土矿物的粒度是影响其分布的重要因素，搬运过程中的粒度沉积分异可以作为沉积岩中粘土矿物分布的重要影响因素。这种因颗粒大小造成的机械分异作用在一些河口地区更明显。悬浮粘土粒级的颗粒受凝聚作用的影响而沉淀。凝聚的程度依赖于矿物的种类和环境因素，主要是电解质的成分和浓度。粘土矿物凝聚和沉积在盐溶液中具有不同速度，颗粒凝聚的速率不同，伊利石比高岭石稳定，高岭石比蒙脱石稳定。凝聚作用对粘土矿物沉积分布方式的影响可能是最重要的。
综上所述，提出粘土矿物组合对古气候的正确解释基于以下几点：1所用粘土矿物是由岩屑形成的并且在从源区到最后的沉积环境的搬运过程中几乎没有发生改变；2碎屑源区已经知道，并且源区在沉积过程中仍保持稳定3作用于沉积后的热成岩作用没有改变初始的粘土矿物组合。
3 小结
由于粘土矿物成分、结构和成因的复杂性及多变化特点，在恢复古气候时出现了不确定性和多解性。但是，粘土矿物组合反映了物源区气候冷、暖周期性变化，记录了沉积区域古环境演化的重要信息，为古环境再造提供了有力证据。可以预见，随着粘土学科的不断发展， 将粘土矿物用于重建古气候必将受到越来越多的重视。
参考文献：
[1]鲁春霞.粘土矿物在古环境研究中的指示作用[J].中国沙漠，17（4）：456-460，1997
[2]汤艳杰，贾建业，谢先德. EIIE.粘土矿物的环境意义[J].地学前缘，9（2）：337-334
作者简介：
刘远俊，湖北省荆门市人，就读于长江大学工程技术学院资源勘查工程专业，研究方向：资源勘查工程（石油方向）。