地学前沿||《Geology》2022年第11期论文导读

本期目录

01

变质云母对地壳熔体中关键金属富集的作用

锂、铍、钒、钴、铌、铟、铯、锡、钽和钨等元素被认为是对现代经济至关重要的金属资源。这些金属元素能够在花岗岩和伟晶岩中显著富集，但是其富集机制至今仍不清楚。许多富集金属元素的花岗岩岩浆都是在高级变质作用期间通过云母的脱水反应形成的，该过程中这些金属优先进入云母中，为地壳熔融时金属元素的聚集和迁移提供了一种可能的机制假说。然而目前还缺少不同变质级别下这些元素及其在变质云母中分异情况的综合数据集。该研究收集了来自三个不同变质剖面的变质沉积岩中赋存的白云母和黑云母样品，其变质级别从亚绿片岩相（∼400°C）跨越了到麻粒岩相（>900°C），并由此首次提出一套综合原位激光剥蚀-电感耦合等离子体-质谱元素数据集。在同一样品中，锂、钒、钴、铯和钽在黑云母中浓度更高，而铍、铟、锡和钨的浓度则在白云母中更高。亚固相线的云母仅仅记录了不同样品间非系统性的成分变化，而在最高级变质（无白云母）的样品中，超固相线的黑云母随着温度的增加则显示出锂、铍、锡、铯的系统性亏损以及钒、钴的系统性富集。黑云母中铟和钨分别在750°C和850°C时达到最高浓度。随着变质级别的增加，白云母记录了铟和钨的系统性富集以及铍、锡、铯的系统性亏损。这些显著的成分变化趋势似乎与构造背景无关（即大陆碰撞和地壳减薄等）。该数据集强调了高温熔融（>750°C）下、尤其是黑云母的分解反应，对于锂、铍、锡、铯和钨等金属进入到地壳熔体中这一过程的重要性。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1219–1223

译者

ITPCAS@特提斯浪游

校对

南京大学@吉姆·雷诺

02

古气候记录预示在全球持续变暖的情景下东亚冬季风呈减弱且年际变化幅度减小的趋势

东亚冬季风（EAWM）对东亚地区冬季的气候和天气变化以及经济和社会发展有显著影响，通过它来预测未来变化具有重要的科学和现实意义。目前仍然缺乏并且亟需基于东亚冬季风重建的气候预测，地质重建可以弥补仪器记录的局限性。将仪器记录与地质历史时期的EAWM变化相结合来进行气候预测具有显著意义。该团队借助中国黄土高原上四个高分辨率且有明确年代学约束的黄土剖面的粒度数据来表征地史时期EAWM的强度及其波动幅度变化。该研究结果表明，在不同的时间尺度上，相对暖期的EAWM比相对冷期的更弱，波动幅度更小。此外，仪器记录表明，在全球变暖的背景下，EAWM在20世纪80年代中期后显示出较弱的状态和较低的年际变化幅度。该研究提出，在21世纪全球变暖的情景下，EAWM将呈长期减弱且（年际）变化幅度降低的趋势。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1224–1228

译者

中山大学@靳少杰

校对

小爪爪

03

深部钻探对日本南海俯冲带原位应力状态的约束

俯冲带大型逆冲断层和上覆增生楔体的应力状态是一个长期研究但了解很少的参数。该团队通过在综合海洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program - IODP）作业期间对日本西南部的南海（Nankai）俯冲带钻孔C0002海底以下3058m（m below the seafloor-mbsf）直接进行观测，首次约束了增生楔内部深处的原位孔隙压力和应力状态。数据包括井下压力值、主动泵送测试值、测井数值和样品测量值。该团队发现最小水平主应力（minimum horizontal principal stress，SHmax）在垂直深度上存在近似线性变化的梯度，且其始终小于垂直应力（vertical stress，Sv），因此排除了逆冲断层的应力状态的界线至少在3km之下深度以及在俯冲带大型逆冲断层上方~2km以内的可能性。

在3000m（bsf）的深度估计的有效应力为：Sv=33MPa，SHmax=25-36MPa，Shmin=18.5–21MPa。因此该团队认为整个钻探层段的应力状态表明其完全位于活动的大型逆冲断层的上盘，处于正常状态或走滑断层状态边界（Sv≥ SHmax＞Shmin），总压差应力低于∼18Mpa。该团队得出的结论是：（1）沿着大型逆冲断层的基础牵引力必须很小，以解释滑脱层锁定（和断裂处的摩擦滑动）以及上部板块内部低的应力差；（2）尽管在板块边界∼5000m（bsf）的深度差异应力一直很低，SHmax必须转变至其大于垂直应力——无论是空间上位于钻孔底部以下，还是时间上导致大型逆冲断层断裂——才足以驱动逆冲运动像观察到的那样在大型地震、反复发生的极低频地震和慢速滑动事件中沿板块边界运动。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1229–1233

译者

CUGB@张蕾

校对

南京大学@吉姆·雷诺

04

巴伦支海Finnmark台地油气运移和盖层形成的时间约束：来自石炭纪至二叠纪碳酸盐岩-膏盐岩序列中的方解石亮晶记录

巴伦支海南部的Finnmark地台发育石炭纪晚期至二叠纪早期碳酸盐岩-膏盐岩序列，其中含有硬石膏结核，被方解石亮晶和天然硫部分至完全取代，这些矿物的形成与油气运移和（或）氧化有关，类似于在墨西哥湾盐底辟盖层中观察到的过程。因此，这套方解石的原位U-Pb定年法有可能直接确定油气运移的时间；同时结合传统稳定同位素和团簇同位素比值（δ13C、δ18O和Δ47）等指标可以进一步阐明该地质事件发生期间的地球化学背景和温度条件。结果表明，方解石形成时间约为距今50-15Ma之间，即原岩沉积后的250-285m.y。方解石中的δ13C值的平均值为−15‰，指示碳主要为油气来源；Δ47古温度计表明平均沉淀温度为（46±11）℃。上述地球化学测试结果与该地的埋藏史一致，表明油气运移和（或）氧化以及盖层的形成时间持续了约35m.y。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1234-1238

译者

CUPB@中浩

校对

南京大学@月球上的人

05

马里诺冰期海水氧化还原状态的长期变化及其对真核生物演化的启示

通常认为在距今大约649-635Ma的马里诺“雪球地球”期间海洋为缺氧状态并且可能对真核生物的生存造成了灾难性影响。然而，这个关键时期的海洋氧化还原状态以及控制真核生物延续性的因素仍然未知。该研究以华南南沱组的冰碛岩为研究对象，报道了岩石中黄铁矿的铁和硫同位素以及铁组分数据。这些数据为整个马里诺冰期的海水氧化还原状态提供了约束，它们揭示了海洋的氧化还原状态随着冰川进退而波动。氧气通过冰川融水输入海洋，这为成冰纪“雪球地球”事件期间的真核生物延续性提供了可能的解释，也为随后的生物快速扩张铺平了道路。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1239–1244

译者

南京大学@月球上的人

校对

小爪爪

06

沿聚敛型板块边界的伸展造山：来自活跃的台湾山脉带的启示

晚期脆性伸展作为造山带的常见特征，其在造山过程中的作用仍是现今争论的主题。它与地壳增生、地形地貌的建立、盆地充填以及岩石剥露的时间关系，对于确定其究竟是造山发育的主要因素还是仅仅引起近地表的次级效应至关重要。为此，该团队将这些问题与台湾活跃的弧-陆碰撞的地质现象联系起来，综合变质地体中充填的张性脉体的最新关键地质年代学结果与同碰撞沉积记录，对弧-陆碰撞的构造演化进行研究。结果表明，岩石的加速剥蚀和磨拉石快速沉积与1.6Ma脆性拉伸构造开启是同步的，如果伸展不是造山发育的重要因素，那么这早该发生了，因为大陆俯冲早在6.5Ma就于台湾中部-北部开始了。由于地形高程和地形起伏是磨拉石形成的先决条件，当加厚的造山棱柱的上地壳变为伸展时，台湾山脉的地形就形成了。因此，同碰撞脆性伸展被认为是增强挤出剥露和地形形成的可能促进因素。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1245–1249

译者

同济大学@周增园

校对

CUGB@唐演

07

2001年可可西里地震后黏弹性松弛驱动西大滩断裂的瞬态蠕滑

最近对地壳浅部断层蠕滑变形的大地测量学观测揭示了更为复杂的、与时间相关的滑动行为，包括准稳态蠕滑和暂时性加速滑动变形，统称为慢滑事件。研究团队基于雷达干涉测量了2003-2010年和2015-2020年期间青藏高原西大滩断裂20年的变形，以探索浅部断层蠕变随时间的演化特征，并阐明其潜在机制。大地测量观测揭示沿西大滩断裂存在~80km长的断层段，表现为随时间蠕滑变形衰减，为现今沿昆仑断裂的地震空区。西大滩断裂的瞬时蠕变可能受震后变形过程所驱动，主要受控于2011年可可西里地震之后的黏弹性松弛，而非同震破裂触发。瞬态蠕滑行为通常显示断层具有速度强化的摩擦性质，但与基于可可西里地震之前以及历史破裂的大地测量成像所揭示的沿西大滩断层表现为锁闭的推断相矛盾。研究认为，在震间期，浅层断层处于强耦合但未闭锁的状态，位于深部大面积闭锁体施加的应力影区；但当其受到的瞬态应力作用和应力速率增大时，浅层断层将以一定速率发生蠕滑变形。该研究认为，在库赛湖断裂、西大滩断裂和昆仑山口断裂的交汇区域，应力相互作用促使整个地震周期中滑移行为变得更加复杂。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1250–1255

译者

成都理工大学@童馗

校对

南京大学@吉姆·雷诺

08

新西兰Hikurangi北部边缘三维板块界面在离海沟100km处仍能保持粗糙

在北部Hikurangi边缘，浅部的慢滑移事件（slow slip events, SSEs）协调了从海沟处陆面到20km深度范围内俯冲界面上的板片运动。尽管主动源成像方法显示具有千米尺度粗糙度的板片界面仅分布在深度小于12km的近海，但是SSEs在空间上可能与几何界面的非均质性有关。尽管陆上观测相对缺乏数据，但本文作者收集了一个由49个宽频带地震台组成的22×10km密集阵列数据，利用接收函数法绘制了Hikurangi边缘的板片界面。板片界面在10-17km深度表现为向西倾斜的正振幅转换（速度随深度增加）。该界面证实了重定位的地震震源（分布）、地震波速度模型和转换成深度的二维主动震源线的下倾外推。本文中绘制的板块界面上存在千米尺度振幅的粗糙度，解释为大洋火山或海山，比大地测量反演中使用的区域尺度板块界面模型浅1–4km。因此，SSEs期间的滑移可能比先前认为的具有不同的大小和/或分布。结果表明界面粗糙度也会导致抗剪强度的变化，其中滑移可能在局部薄弱区域成核，并在低剪切强度梯度的区域传播。整个北部Hikurang边缘深度范围内的不均匀剪切强度可能控制板块变形的性质，包括缓慢滑动和危险地震的定位。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1256-1260

译者

中科院地质地球所@尹浩

校对

南京大学@耿嘉琪

南京大学@吉姆·雷诺

09

洋-陆碰撞造山

造山带通常形成于板块汇聚作用，增生型造山带由大洋板块沿大陆边缘俯冲作用形成，大洋闭合导致两侧大陆发生碰撞形成碰撞型造山带。地球历史上是否存在洋-陆碰撞事件，该类科学问题鲜有讨论。华南由扬子板块和华夏板块组成，经历了古生代造山作用，形成宽达500公里的加里东造山带。其典型特征是：基底岩石经历了强烈变形以及绿片岩相-角闪岩相变质作用；大规模S-型和I-型花岗岩，且450–440Ma花岗岩有古老地壳物质加入，而420–410Ma花岗岩有新生幔源物质参与；泥盆系不整合覆盖在上述岩石之上。

基于大量地质学、地球物理和地球化学证据，即（1） 西华夏地体缺乏弧岩浆作用，但有蛇绿岩出露；（2）地球物理资料揭示东、西华夏地体具不同的地壳结构，且政和-大埔缝合带下存在两个残余板片；（3）地球化学证据支持东华夏地体可能保存有洋壳。该研究团队进而提出华南加里东造山带由东、西华夏地体碰撞形成，西华夏大陆地壳物质逆冲至东华夏大洋岩石圈之上，现今的东华夏地体可能由大洋岩石圈演化而来。数值模拟进一步证实该碰撞模式可以解释华南加里东造山作用。洋-陆碰撞造山作用可能广泛存在，但其动力学过程和地质标志有待进一步研究。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1266–1269

译者

西北大学@任祥

10

岩浆增压不停歇，苏弗里埃火山就仍处于喷发期内

圆顶状火山，其长期喷发期间可能穿插着内部喷发的休眠期，这对火山风险评估尤其具有挑战性。由于火山很有可能会从长期且看似低风险的休眠期迅速过渡到危险的喷发活动期，会造成很严重的问题，所以确定喷发期次的结束对受影响社区的社会经济恢复至关重要。但目前对休眠结束和每个喷发期次的具体含义（即由哪些现象或特征构成）的理解还不清晰。该研究表明，对火山区地表变形的分析可以刻画休眠期的特征，并且有助于定义喷发期的特征。研究发现，在蒙特塞拉特的苏弗里埃火山，从2010年后开始连续12年GPS站测出的地表长期变形表明岩浆系统的压力随时间增加；随时间变化的应力松弛或地壳蠕变不能单独解释变形趋势。在休眠期间，岩浆系统内持续的增压可能会引发新的喷发，这种状态可以看做是持续不稳定，因此喷发事件会继续。对于苏弗里埃火山来说，持续的岩浆增压突出了在监测和管理火山及其周围环境时持续保持警惕的必要性，尽管上一次喷发活动在2010年结束。该研究的方法在应用于其他圆顶状火山时也颇具前景。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1261-1265

译者

中国地质大学（北京）@黄永慧

校对

CUGB@唐演

11

最古老的太平洋洋壳的早期增生和长期的碳酸盐化作用

被海水蚀变的新生洋壳在低温条件下，经历一定时间可以发生碳酸盐化作用。该团队对采集自西太平洋目前保存最古老的侏罗纪洋壳的ODP801C钻孔中的28条碳酸盐岩脉开展原位U-Pb年代学研究。结果表明，太平洋洋壳在（192±6）Ma开始增生，比此前确定的时间早约25m.y。碳酸盐化作用在（171±5）Ma时达到峰值，随后以较低的速度持续超过约65m.y。侏罗纪洋壳的碳酸盐化作用持续超过10m.y.，但其发生速率与在现今蚀变洋壳中所观测的碳酸盐化速率接近。该研究表明蚀变洋壳碳酸盐化作用速率对大气CO2的变化相对不敏感，但洋壳蚀变的持续时间是全球挥发份循环的关键控制因素。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1270–1275

译者

东北大学@赵文天

校对

NJU@哈哈宇

12

小型撞击成坑过程中的特殊炭屑组合

学界目前仍不清楚小行星撞击地球、产生撞击坑的频率。在预测直径<200m的全新世小行星撞击坑中，仅发现了≤30%的撞击坑。到目前为止，除非在撞击坑附近发现铁陨石，否则研究人员没有办法将它们与"正常"的陆地结构进行区分。该研究团队发现，在小型撞击坑的近端喷出物中出现的炭屑，其反射特征不同于野火产生的炭屑的反射特征。撞击产生的炭屑和野火产生的炭屑，各自的热演化过程截然不同。因此，该研究团队认为具有特定反射特征的炭屑有助于识别小型陨石坑的成因。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1276–1280

译者

奥塔哥大学@吴雨桐

校对

南京大学@吉姆·雷诺

13

俯冲带的变质过程记录了海沟的撤退

在俯冲带，岩石发生高角闪岩相变质作用可能意味着特殊构造环境。想要区分高角闪岩相变质作用发生的不同机制，需要对野外关系清晰的混杂岩进行详细的、综合的和高分辨率的温压条件和年代学研究。该研究团队对著名的白垩纪Catalina片岩进行了研究，获得了新的压力、温度和年龄数据，提出了一个合理的模型，还原了白垩纪Catalina片岩的高温变质过程。结果表明位于角闪岩相混杂岩构造上部的石榴子石斜长角闪岩保存了三阶段构造演化的证据：（1）在海沟位置不变的俯冲阶段（120-115Ma），经历了硬柱石榴辉岩相的进变质作用，变质峰期的温压条件为2.4-2.7GPa，温度高于580℃；（2）在海沟后撤阶段（115-105Ma），发生了绿帘石榴辉岩相的变质作用，随后在1.4-1.3GPa和740-790 ℃的温压条件下发生了角闪岩相变质作用；（3）海沟前进和平板俯冲阶段（105-100Ma），发生了等温减压（在780℃下压力从1.3降到1.0GPa）和冷却过程。该模型意味着在白垩纪，科迪勒拉俯冲体系经历了海沟后撤/前进和板片上浮/下沉这一连续构造过程，这些构造过程又反过来控制科迪勒拉弧系统的形成。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1281–1286

译者

中科院南海所@赵涛

校对

西北大学@任祥

14

非海相化石产出记录影响因素的定量分析

目前大量研究描述了非海相化石在河道和河漫滩等不同亚相下保存状况的差异，但是对此类保存状况差异的定量对比研究相对匮乏。对此，该研究通过计算美国蒙大纳州中北部上白垩统坎潘阶朱迪斯河组中的植物、软体动物和脊椎动物化石产出记录的概率来定量描述化石分布差异。数据表明，软体动物和脊椎动物等高阶类群在河道亚相和河漫滩亚相产出的概率差别很小；但是植物却例外，在河漫滩亚相沉积中产出的概率更高。该结果支持了近期提出的化石沉积模型，认为很多有机体最初埋藏于河漫滩沉积物中，但是在后续河道变迁过程中由于被剥蚀而又暴露出来，最终埋藏在河道沉积物中。不同体系域间的化石产出概率对比也显示了有趣的模式，植物在高可容纳空间体系域的河道亚相和河漫滩亚相中产出概率更高，脊椎动物在低可容纳空间体系域的河道亚相中产出概率更高。该结果确认了学界在解释非海相化石记录时也应考虑层序地层体系的影响。该产出概率的统计方法在对比其他化石形成的影响因素也具有良好的应用前景。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1287–1290

译者

CUGB/MQ@SH

校对

南京大学@吉姆·雷诺

15

锇同位素指示地幔控制浅成热液金矿省的成因

俯冲带上方金（Au）矿发育的陆块的形成与岩浆—热液系统的形成演化密切相关。然而，一个长期存在的问题是，这些系统中金属的异常富集是来自异常富集金的源，还是后续地壳岩浆侵位和热液活动的结果。位于阿根廷巴塔哥尼亚南部的Deseado Massif金矿集区是检验这两种假说的绝佳场所，因为该区域含金的地幔捕虏体指示该区存在富金的岩石圈地幔。然而，富金地幔来源与上覆地壳的Deseado Massif金矿集区的形成之间缺乏直接地球化学证据。为了填补这一空白，作者团队使用硫化物Re-Os年代学来确定Deseado Massif中最大的低硫浅成热液Au-Ag矿床—Cerro Vanguardia—的金来源。富含高品位的富金石英脉中的黄铁矿的等时线年龄为（147.4±2.9）Ma（MSWD=1.04，n=8），初始187Os/188Os比率为0.26±0.01，表明Os主要为地幔来源，因此可推断Au的来源也是如此。该研究数据表明富金次大陆岩石圈地幔来源与浅成热液金矿床成因之间存在独特的地球化学联系，支持了地幔端元组分预富集控制了全球范围金矿省分布这一假设。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1291–1295

译者

ZYU

校对

小爪爪

16

岩石圈下的熔体输入与克拉通钾镁煌斑岩成因

克拉通钾镁煌斑岩是含金刚石的超钾质岩石，产出背景为巨厚的大陆岩石圈，被认为来自交代（即造成地球化学富集）的大陆岩石圈地幔（subcontinental lithospheric mantle，SCLM）的熔融。该研究探讨了另一种假说，即来自岩石圈之下（如对流地幔）的熔体主导了克拉通钾镁煌斑岩的形成。支持的证据包括全球钾镁煌斑岩中捕虏晶橄榄石和岩浆橄榄石的Mg/Fe比值之间存在显著线性相关，这与观察到的金伯利岩橄榄石的趋势重叠。这表明，与金伯利岩类似，在同化不同成分的SCLM物质之前，原生钾镁煌斑岩熔体起源于大致相似的岩石圈下的地幔源区。钾镁煌斑岩还具有橄榄石Mg/Fe比值与全岩K2O/Al2O3直接相关的特征，K2O/Al2O3是熔体中钾富集的指标，与地幔捕获晶的富集和岩浆分异无关。定量模拟表明，这种相关性是岩石圈下的含碳酸盐熔体与SCLM中富含金云母的围岩相互作用的结果。研究结果表明，克拉通钾镁煌斑岩和金伯利岩在对流地幔中具有相似的地幔源区，钾镁煌斑岩在向地表运移过程中通过与交代的SCLM的相互作用从而获得独特的K富集。岩石圈之下的熔体在穿越大陆岩石圈过程中的改造可能代表了碱性镁铁质/超镁铁质岩浆成因的一个普遍过程。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1296-1300

译者

中国地质大学（北京）@齐宁远

校对

CUGB@唐演

17

北美东部长期持续的硅质和碱性岩浆作用起始时间早于中大西洋岩浆省喷发

怀特山脉岩系是北美东部中生代最大的长英质岩浆省。先前的年代学研究表明，这个区域的岩浆作用持续了50Ma，最老的岩浆作用与201Ma的中大西洋岩浆省溢流玄武岩活动同期发生，这些溢流玄武岩区与三叠纪末生物大灭绝和大西洋的打开相关。该研究的锆石U-Pb定年结果表明，怀特山脉岩系的岩体侵位发生于207.5Ma。怀特山脉最大的深成杂岩岩基在约198.5Ma到180Ma之间间歇性形成，比先前的年龄研究结果提早了25Ma。此外，该研究测得Moat火山岩的样品年龄在约185–180Ma之间，与怀特山脉岩基属于同源岩浆，这些火山岩为确定侏罗纪古地磁极性带的时间提供了约束。该研究显示北美东部区域地幔热异常至少比中大西洋岩浆省溢流玄武岩火山活动主峰期早5Ma，这表明怀特岩浆系列与中大西洋岩浆省之间存在地球动力学联系。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1301–1305

译者

NJU@哈哈宇

校对

西北大学@任祥

18

造山带的“表里不一”：从地震各向异性解析阿巴拉契亚区域滑脱层的运动学特性

在阿勒格尼造山运动（Alleghenian orogeny）期间，北美大陆与非洲大陆碰撞形成泛大陆（Pangea），美国东南部的结晶岩和沉积岩沿着阿巴拉契亚区域滑脱层向陆内推覆。为了更好地约束该造山带内部区域滑脱层结构的运动学特征，该研究对此建立了Ps接收函数。该团队借助于阿巴拉契亚造山带边缘的东南缝合线实验（Southeastern Suture of the Appalachian Margin Experiment, SESAME）以及蓝岭-皮德蒙特结晶岩巨型逆冲断裂带上的其他地球探测观测站，观测到大量数据在深度5~10km处发生转换。该团队认为，在近似水平的阿巴拉契亚区域滑脱层上各向异性的叶理倾角出现巨大差异，这样的几何学特征可能是典型的区域滑脱层构造。转换极性的翻转可以解释叶理为何东倾，但这种叶理的东倾特征却与上覆构造层东北倾向的地表构造现象不一致。因而该团队认为，在阿勒格尼期晚期西北向的直接碰撞之前，阿巴拉契亚区域滑脱层首先适应了阿勒格尼期早期西向的逆冲推覆，而上覆的蓝岭-皮埃蒙特构造的继承性则与其无关。地球物理方法表达出叶理产状的各向异性，这为探索地下构造运动学提供了有力的工具，特别是在地下构造被上覆地层所掩盖的情况下，该方法有助于解释斜向碰撞造山的复杂构造特征。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1306–1311

译者

耶拿大学@张艺琼

校对

南京大学@吉姆·雷诺

19

星体穿过银河系旋臂的过程可以影响地球早期地壳的形成？

尽管有证据表明，定期或半定期的地外轰击会对地球造成周期性地质扰动，但地球大陆地壳的产生通常被认为是由内部过程驱动的行星各圈层分异过程。北大西洋克拉通（North Atlantic Craton）和皮尔巴拉克拉通（Pilbara Craton）分别代表着太古宙的板块构造和非板块构造环境，该团队对在这两个地区所采集的锆石颗粒进行了铪（Hf）同位素组成的时间序列分析。研究发现，恒星密度的增加趋势与彗星撞击地球速率的增加趋势基本同步，呈正相关关系；较大的彗星会通过撞击驱动地幔的减压熔融，由此可促进地核的产生。因此，早期地球大陆地壳的形成和发育，很可能从根本上就受到了外生过程的影响。同时该团队也利用皮尔巴拉克拉通锆石中的氧同位素对该模型进行检验，检验结果揭示了具有异常轻同位素特征的地壳与星体从英仙座旋臂退出以及从诺玛旋臂进入等事件之间的相关性，后者与已知的陆地球体床的年龄一致。该团队的数据支持“火球撞击”的说法，火球在太阳系过境的时候进出星系旋臂，这一过程促进了地核的生长。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1312–1317

译者

南京师范大学@廖辞霏

校对

南京大学@吉姆·雷诺

20

赤铁矿年代学揭示Nuna超大陆裂解期赤铁矿成矿的构造成因

西澳大利亚Pilbara克拉通的条带状铁建造（BIFs）中的赤铁矿和针铁矿矿床，是地球上最重要的铁储备之一；然而，该矿床的沉积时间和构造驱动因素仍然存在争议。矿床成因的不确定性源于缺乏直接的年龄测量，而确切的成矿年龄恰是将BIF矿化事件与其他地方的构造-热事件联系起来的关键。Hamersley省的太古宙-古元古代BIFs容纳了大量的假象-微板状赤铁矿矿体，间接年代约束指示其形成时代为2.2-2.0Ga。相比之下，综合赤铁矿原位U-Pb年代学和（U-Th）/He热年代学的研究结果表明，Chichester地区的假象-微板状赤铁矿矿石结晶于大约1.26~1.22Ga，并且经历了大约0.57-0.38Ga时期的克拉通剥蚀。赤铁矿的纳米成像表明U-Th-Pb是晶格约束的，而非赋存于包裹体中。新的U-Pb赤铁矿年龄与Pilbara和Yilgarn克拉通边缘报道的其他矿物年龄（1.3~1.1Ga）重叠，那里的矿物形成于Nuna超大陆裂解后的板块重组背景之下。这种年龄相关性表明，由超大陆重组时期增强的造山（+成岩）和热（+流体）生成过程是Pilbara克拉通铁矿形成的一种关键触发因素。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1318-1323.

译者

南京大学@Xiaoxu

校对

CUGB@唐演

21

白垩纪中期OAE1b大洋缺氧事件由轨道参数而非火山CO2排放控制

大洋氧气含量的降低会对地球上生物的分布和密度造成深远影响。然而目前对大洋缺氧事件产生和结束的驱动因素了解很少。该文报道了白垩纪中期沉积物的铊同位素记录，发现了三次快速的大洋缺氧事件，这些事件滞后于火山作用至少一百万年。新的锶同位素数据表明，火山作用之后气候变暖导致大陆风化逐渐增强。然而大洋缺氧事件只在温室气候条件下长期的风化速率增加和导致大气环流重组的短期轨道调控的共同作用下才会发生。这种多重驱动力的相互作用机制与每次大洋缺氧事件的突然终止相对应。白垩纪中期大洋氧气含量演化的动力学响应表明这些过程对于理解当前大洋脱氧过程的结果及潜在的终止起着重要作用。

文献来源：

Geology (2022) 50 (11): 1324–1328

译者

小爪爪

校对

NJU@哈哈宇

美编：覃华清

校对：刘淇郡