地学前沿||《Geology》2021年第11期论文导读|geology|地壳|岩浆|沉积物|矿床

本期目录

糜棱岩化初期由构造变形诱发形成的日本双晶石英

大陆地壳的许多结晶岩中含有粗粒石英作为主要矿物（如花岗岩类）。粗粒石英在变形初期通常发育有局部重结晶的微型剪切带，该带可能控制非均匀变形地壳岩石内体积应变的积累。在中地壳条件下，石英变形大多通过次级晶粒的旋转重结晶完成，微型剪切带内的次级石英晶粒相较于石英主晶结晶方向上发生突变（大的晶界角），这一现象一直未得到充分的理解。该研究分析了位于阿尔卑斯山脉东部的Austroalpine Schobergruppe地区粗粒（毫米级）变形石英脉体内20-200µm宽的微型剪切带。电子背散射衍射分析表明该微型剪切带的特征是主晶和新生晶粒c轴之间存在~90°的晶界角，并且共享一个的{m}晶面族的极点和一个{1122}晶面族的极点，与日本双晶类似。这种c轴方向的突变可以引起晶体的几何软化和局部剪切。目前为止，日本双晶一直被解释为生长特征。但该研究表明变形诱发的石英双晶现象在地壳尺度内的初始晶体塑性变形中起到重要作用，同时也可以解释日本双晶和多菲内双晶的形成。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1267-1271

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49077.1

译者：

成都理工大学@华天

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盆地卤水混染了南非布什维尔德杂岩体：来自UG2铬铁岩中金云母的稳定同位素证据

大量的证据表明，南非布什维尔德来自梅林斯基矿层（Merensky Reef）和富铂族元素的UG2（Upper Group 2）铬铁矿层的演化熔体中有相当数量的H2O。该团队报道了来自UG2铬铁矿层三个地点的铬铁岩中矿物颗粒间的岩浆晚期金云母的三氧同位素和氢同位素比值。金云母的δD值为-43‰至-23‰，较以往已知的布什维尔德岩石δD值要高30‰以上，且远高于地幔的δD值~-75‰。同时，该团队首次报道布什维尔德金云母的Δ′17O0.5305比值-0.069‰至-0.044‰，δ18O为5.2‰-6.2‰。氧的数据支持现有的模型，即熔体受到下-中地壳中幔源岩浆高达30%-40%的混染。然而，高的δD值要求熔体必须经过第二阶段的混染，该团队将此解释为深部经历过混染的岩浆熔体在侵入到德兰士瓦尔（Transvaal）盆地时，受到盆地海洋沉积物来源卤水的二次混染。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1272–1276

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49173.1

译者：

CUGB@张蕾

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中国西北部塔里木克拉通新元古代早期（870–820Ma）的拼合作用和罗迪尼亚的最终聚合

塔里木克拉通现今位于中国西北部，但在新元古代罗迪尼亚超大陆时期的古地理格局中，学界普遍认为它是一个单一地块。其位于澳大利亚北部或印度附近的外围地区，或者是位于澳大利亚和劳伦西亚之间的中心位置。为了区分这些可能性，该研究报道了塔里木克拉通西北部阿克苏地区约900Ma火山岩的新的原生古地磁结果。数据显示，在900Ma左右，北塔里木和南塔里木地块之间存在约28°的纬度差，其拼合时代在870~820Ma之间。结合塔里木和罗迪尼亚超大陆主要克拉通的古磁极和地质证据，该研究提出了罗迪尼亚聚合的两阶段造山模式。中元古代晚期（1.3~1.0Ga）的造山作用导致了澳大利亚-南极洲东部、波罗的海、乌姆孔迪亚、塔里木南部、华夏与劳伦西亚聚合，形成了罗迪尼亚超大陆的核心。此后，在约820Ma之前，分隔了北塔里木和扬子与南塔里木和华夏的江南-中塔里木洋关闭。第二次的江南-中塔里木造山运动使得塔里木克拉通（北塔里木与南塔里木）和华南克拉通（扬子与华夏）几乎在同时代各自拼合形成。因此，罗迪尼亚超大陆通过相隔约2亿年的两个造山阶段聚合而成。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1277-1282

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48837.1

译者：

好名不敌备注的61

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低喜马拉雅-次喜马拉雅逆冲带的形成：中中新世以来喜马拉雅造山带增厚、剥蚀和高海拔的主要驱动力

喜马拉雅造山带的构造演化记录是理解碰撞造山动力学的基础。该团队认为喜马拉雅逆冲带的低喜马拉雅-次喜马拉雅（LH-SH）前缘部分的变形在过去约15~13个百万年来对于驱动地壳加厚的重要性一直被忽视了。为了定量估计它对地壳增厚的贡献，该研究测量了跨越整个造山带的来自22个已发表横剖面的相关参数（图1，图2）。结果显示，由LH-SH逆冲带造成的平均构造隆升从造山带东半部的10~15km增加到造山带西半部的15~23km。穿过造山带可观察到一个由低喜马拉雅（LH）构造叠置形成的背形高点，向西移动其构造高度增加（高达15~20km）且南北宽度变大（图3）。该高点是形成和维持楔形锥的主控因素。高点大小向西的变化分别伴随着LH-SH两倍的缩短和三倍的增生幅度，结合造山带范围内一致的现代锥度角（11°±2°），表明构造叠置促进了造山楔的生长，使其向西总体上越来越大。造山带变形不断向南扩展，在约15~13Ma时抵达低喜马拉雅（LH）岩体，喜马拉雅造山楔此时已经由多个薄的小位移逆冲岩席堆垛而形成一个高锥度的造山楔。因此，自中中新世以来，LH-SH变形就对驱动造山带增厚、剥蚀和达到高海拔产生了深刻的影响。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1283–1288

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48967.1

译者：

ITPCAS@特提斯浪游

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中国东南部煤山剖面二叠纪末生物大灭绝事件的磁性地层学研究

尽管海洋与陆地生物的灭绝时间仍存在争议，二叠纪末生物大灭绝事件（EPME）仍然是地质历史记录中最严重的生物多样性危机。中国煤山剖面有着三叠系底界（即印度阶底界）和长兴阶底界两个全球层型界线剖面和层型点（global boundary stratotype section and point,GSSP），有着相对丰富的二叠纪末生物大灭绝事件记录, 但磁性地层学研究仍是空白。对此，该团队报道了煤山剖面包括二叠纪末生物大灭绝事件层位和二叠系-三叠系界线（Permian-Triassic boundary,PTB）在内的全新高分辨率磁性地层学序列。该研究在长兴阶和印度阶识别出了5个正极性带和5个负极性带，从老到新依次分别为MS1n至MS5n和MS1r至MS5r。印度阶含两个磁极性带，顶部为MS5r负极性带，底部为正极性带MS5n。长兴阶以正极性带为主，但在底部和上部存在MS1r至MS4r的四个短期负极性带。因此，PTB应位于正极性带MS5n内，而长兴阶-吴家坪阶界线则应位于正极性带MS1n内。上述新的磁性地层学结果有望提供了一个地磁极性参考模式来改进EPME与二叠纪-三叠纪之交的地磁极性时间框架。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1289–1294

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49072.1

译者：

University of Otago @ 吴雨桐

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赫南特盛冰期之前的岁差驱动的气候旋回及其时间尺度

古生代天文年代学研究由于地史时期天文轨道参数的不确定性以及具有精确及独立年代学制约的完整地层剖面的匮乏受到了一定程度的限制。对此，该团队的结果表明基于加拿大安提科斯蒂岛保存完好且厚度较大的上奥陶统的地层剖面来重建约一万年分辨率的可靠的古生代天文年代学标尺这一研究是可行的。该剖面具有明显的天文旋回周期，包括~18k.y.的进动周期、疑似的存在斜率周期以及短期和长期的偏心率周期。基于天文旋回地层学，该研究将约1km厚的Vauréal组的沉积时限限定在三百万年内，从而其沉积速率比前人研究的结果高了十倍。该研究将凯迪阶的时间标尺分辨率提高了一个数量级，达到了约一万年的分辨率，甚至可以检测亚米兰科维奇尺度的气候变化。在Vauréal组最上部的地层中进动周期信号的缺失可能与δ18O所指示的赫南特冰盛期之前的全球变冷有关。同时，该研究亦指出在进行长尺度及低分辨率的旋回底层学研究时，意识到万年尺度上的沉积间断及沉积环境变化，对于获取可靠的亚偏心率尺度的古生代的天文年代学标尺是很重要的。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1295–1300

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49083.1

译者：

掉帧青年萧暮春

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湖泊中地震浊流沉积物中的多脉冲揭示双子地震的发育

世界各地的断层系统都发育有双子地震，但在古地震记录中目前还未识别出双子地震。由于学界目前对双子地震的了解仅限于历史记录，从而使得无法发现其潜在的模式或识别一般的断层活动。因此，识别史前的双子地震对于地震灾害的评估及其风险缓解至关重要。由于具有共同物质源头浊流到达时间的差异能指示不同的浊流触发事件，因此，该研究基于对多脉冲浊积岩的流向分析，开发了一种新的方法来揭示湖泊古地震记录中双子地震的沉积记录。由于颗粒在流动过程中会产生定向排列，所以作者通过粒度、古地磁和高分辨率X射线计算机断层扫描来确定颗粒物的长轴方向，并以此来分析流动方向。该方法曾被应用于2007年西苏门答腊岛地震（Mw 6.4和6.3）的浊积岩中，为双峰地震提供了第一个准确无误的沉积证据。这种方法有应用于各种水下古地震的多脉冲浊积岩中的巨大潜力，并可以揭示未知地震序列的发生。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1301-1306

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48940.1

译者：

小爪爪的卯木

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浮石集块岩揭示初始岩浆破碎化产物的性质

岩浆在火山通道上升时，会因快速减压而破碎成火山灰-火山集块粒级的碎片，这个过程为亚普林尼式和普林尼式火山爆发提供动力，从而产生破坏性的火山碎屑流和空降火山灰。因此，评估岩浆破碎化过程至关重要，但这是一个难题，因为岩浆破碎化过程发生在地下，并且初级碎屑（由初始岩浆产生）经历二次破碎和膨胀过程后其原始大小会发生改变。对亚普林尼式和普林尼式火山喷发所形成的浮石的结构观察结果表明，岩浆破碎化的初级产物在岩浆碎裂后的几秒钟内通过迅速熔结而被保存下来。正如快速减压实验的观察结果所示，火山碎屑的大小能够反映其破碎时的能量。因此，浮石集块岩可以用于研究岩浆初级破裂化过程，并确定其破裂势能。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1307-1311

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48902.1

译者：

@感谢小伙伴们帮助的哈哈宇

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澳大利亚奥林匹克坝超大型铀矿床的分阶段形成

许多超大型矿床的成因至今仍是未解之谜，因为造成这种金属极端富集现象的因素还不甚明了。其中的关键之一便是成矿时序。由于对金属矿产定年的困难，成矿时间信息往往模糊不清。位于奥林匹克坝的矿床则是一个例外：该矿床拥有世界上最大的铀储藏，其高丰度的铀使得利用铀-铅法测定年龄成为可能。奥林匹克坝的铀（-铜-金-银）矿床位于约1.59Ga的围岩中，且此前普遍认为这一超大型矿床也成形于同一时期。该研究将论证，此矿化作用实则分两期进行。对不同岩相结构晶质铀矿的铀-铅原位定年及微量元素分析表明，该矿床的超大型规模与最高铀品位区域的形成是约于0.7-0.5Ga铀添加的结果，而这一时期至少比矿床最初形成晚十亿年。该研究中，数千硫化铜颗粒放射性同位素207Pb/206Pb模型年龄的明显聚类支持了这一结论。最初形成于约1.59Ga的原生铀矿床在0.7-0.5Ga升级到现在的规模，而其原因则可能是全球气候事件（冰川消退）和构造事件（罗迪尼亚超大陆解体）所引发的地区流体系统扰动。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1312–1316

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48930.1

译者：

@柴幕澶

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矽卡岩流体来源可作为美国西南部科迪勒拉弧形成时间和古地理特征指标

石榴石的氧同位素为研究地壳流体演化提供了成熟的手段。传统上，来自矽卡岩石榴石的δ18O值被用来追踪单个矽卡岩体的热液演变过程。但是，该团队使用美国西南部科迪勒拉边缘弧的14个侏罗纪（约175～148Ma）矽卡岩体中的石榴石，指示弧岩浆作用和热液活动的构造背景。该研究记录了整个边缘弧中石榴石δ18O值分布范围尺度约为19‰（-8.9‰至+10.3‰,n=159），同时提供了北部的内华达山脉和南部的莫哈维沙漠弧段之间关于大气流体引起差异的记录。石榴石δ18O低值区（≤-3‰）仅限于莫哈维沙漠弧段，并且只在有大气流体存在的浅部陆壳环境下才能导致δ18O值过低。该研究通过石榴石的U-Pb年龄和δ18O值，厘定了该区域陆上弧出现的最小同位素年龄，并对莫哈维沙漠弧段的侏罗纪古海岸线的迁移进行了时间约束。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1317–1321

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49005.1

译者：

王文博@CUGB

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对局部复杂性侵蚀河流地貌简易建模研究的可行性论证

目前学界对大陆地形演变的大部分理解都基于测量和预测河流对地貌的侵蚀速率。水槽和野外观测表明，在小尺度下（例如，<10km，<1000年），侵蚀速率具有随机性和局部性。显然，通过对河流剖面和隆升地貌上河流的常见形状研究，侵蚀速率在更大的尺度上是可以预测的。这些观测结果表明，河流受应力的影响与尺度有关。对此，该团队用侵蚀阈值的方法证明了为什么剖面的演变在小尺度上呈现复杂性和独特性，而在大尺度上却简单可预测。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1322–1326

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48942.1

译者：

广东石油化工学院@蔡惠娜

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巴西米纳斯吉拉斯州铂金块（platinum nuggets）的硒同位素分馏及其深部生物圈成因模式

富铂金块（Platinum-rich nuggets）是研究贵金属富集过程的理想研究对象。该研究分析了巴西米纳斯吉拉斯州（Minas Gerais）一个砂矿中生物成因的富硒（102-103μgg-1）铂钯（Pt-Pd）金块（nuggets）的硒（Se）同位素组成，其Se同位素值为-17.4‰±0.2‰～-15.4‰±0.2‰，变化范围较小；同时其Pt-Os年龄为181±6Ma（2SD）。研究结果表明这些金块并非形成于近期的砂矿中，而是由热液脉矿物在地下800m的深度，约70°C环境下替代形成。铂金块具有较高的Se浓度，其Se同位素组成存在较大的分馏，同时，基质中含有其他亲生物元素（如碘、有机碳、氮），由此可判断出该物质为微生物成因。尽管不能排除Se含氧阴离子的非生物还原作用，但这些金块能记录了深部生物圈中有关Se的微生物活动。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1327-1331

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49088.1

译者：

zyu@CAGS

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菲律宾海加瓜海脊下首次识别出华夏大陆碎片的构造意义

菲律宾海板块的构造史是了解东南亚构造演化的重要一环，但至今仍不清楚并存在争议。该研究首次提供了菲律宾海加瓜海脊（Gagua Ridge, GR）火山岩的地球化学数据。加瓜海脊火山岩具有典型的俯冲相关岛弧岩浆作用的地球化学特征，结合斜长石Ar-Ar法得出的124-123Ma的年龄，支持岛弧附近加瓜海脊火山岩形成于早白垩世期间大洋板块向东亚俯冲的过程中。加瓜海脊火山岩中的捕获锆石年龄集中峰期分别为250Ma，0.75Ga和2.45Ga，与华夏地块中锆石年龄吻合较好。该团队的研究结果支持加瓜海脊火山岩的基底部分由在花东盆地打开、扩张过程中从欧亚大陆边缘裂解的大陆物质组成，来自亏损地幔楔的岩浆在上升过程中捕获了源自这些大陆物质的锆石。该研究新报导的最年轻的锆石年龄和加瓜海脊火山岩的Ar-Ar年龄（约124-123Ma）将花东盆地的形成时代约束在早白垩世。并进一步证明花东盆地是白垩纪期间从华南分离的中生代残余洋盆。东亚边缘地区边缘海的生长和闭合引起的大陆碎块迁移可能比先前的认识更为普遍。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1332–1336

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48956.1

译者：

中山大学@靳少杰

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电阻率成像研究揭示板内火山存在跨岩石圈岩浆通道系统

目前学界对俯冲和离散型构造背景下的火山岩浆通道系统较为熟悉，但是对板内火山处的岩浆通道系统认识仍然不足，这主要是因为相关研究缺乏关于岩浆运移路径和储存区可靠的地球物理信息。对此，该研究基于大地电磁反演数据，对中国东北地区已停滞的太平洋板块之上一个板内单成因火山的岩浆通道系统进行成像研究，发现了一个低电阻异常系统。该系统从软流圈一直延伸至地表，十分复杂，呈垂直排列，含有从指状到透镜状的岩浆储库。该研究表明岩浆可在150km深的岩石圈地幔柱处形成富含二氧化碳的熔体，以含水熔体的形式穿透整个岩石圈，在50km深处发生底侵形成地壳储库后沿着岩脉喷发。板内火山具有低熔点和低岩浆供应速率的特征，其通道系统形状与俯冲背景下的火山并没有太大的不同。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1337–1342

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G47502.1

译者：

中科院南海所@赵涛

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超水合赤铁矿与针铁矿——火星红色粉尘中潜在的水储库？

水可以以羟基的形式储存在名义上无水矿物中，从而在干旱的区域中形成一个巨大且未被注意到的的水储库。前人研究发现在赤铁矿（hematite, α-Fe2O3）中通过3个H+置换Fe3+的方式可以存在少量的羟基。然而，该研究发现自然状态下的赤铁矿可能以“水合赤铁矿”相存在，其铁含量比理想赤铁矿少10-20mol%，并相应的含有3.6-7.8mol%的结构水。超水合的类针铁矿相与水合赤铁矿交生，与理想针铁矿（goethite, α-FeOOH）相比，其铁含量少10-20mol%。此外，该研究还低温、碱性条件下（T<200℃，pH9-12），以水铁矿（ferrihydrite）为瞬时前驱体合成了水合赤铁矿，还观测到了非经典结晶路径，即Fe纳米晶演化过程中产生的孕育空位。大量水掺入铁氧化物（及氢氧化物）显著地改变了矿物的化学催化能力和颜色，含有水合赤铁矿的岩石也可以排除高温成岩作用过程的存在。该研究提出，在地球的低温环境中，铁氧化物的普遍存在形式是水合赤铁矿，而且它也可能是干旱的行星环境中（例如火星表面）水大量储存的一种方式。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1343–1347

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48929.1

译者：

南京大学@月球上的人

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热液蚀变导致孔隙增压和火山不稳定

火山侧翼的坍塌是破坏性的和致命性的。热液蚀变普遍存在于世界各地的火山中，且被认为是通过降低岩石强度来促进火山的不稳定性。然而，一些实验室研究成果表明，并非所有的蚀变都会降低岩石强度。对美国加州拉森火山中心Chaos Crags蚀变流纹岩的新实验研究表明，孔隙和裂缝填充矿物沉淀可以降低孔隙度和渗透率，提高强度、杨氏模量和黏聚力。渗透率的显著降低（高达四个数量级）将抑制流体循环，并形成高孔隙流体压力区。该团队利用大规模数值模拟探讨了孔隙流体压力对火山稳定性的影响。在该团队的建模中，将热液蚀变岩石的物理和力学性质放大用作输入参数。实验结果表明，火山内部的高孔隙压力区会增加火山变形，增加该区域的大小会增加观测到的变形。因此，与矿物沉淀相关的热液蚀变和岩石强度的增加可促进孔隙增压和火山变形，增加火山扩张、侧翼坍塌和潜层岩浆迸发的可能性。该团队得出的结论是，此处探索的孔隙度降低蚀变和孔隙度增加蚀变都可以促进火山不稳定和崩塌，但机制不同。因此，应在世界各地的火山监测热液蚀变，并将其纳入危险评估。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1348–1352

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G47502.1

译者：

山西工程技术学院@刘江峰

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南非石笋记录指示过去113.5ka以来气候变化受高、低纬度驱动共同影响

论文结合南非Cango洞石笋的δ13C、δ18O的序列和区域气候记录重建了南非开普地区113.5ka以来的气候变化。该序列是该地区目前的分辨率最高和时间跨度最长的古气候记录，并且与大范围内其他地区的气候和环境变化的记录相一致，均指示在末次冰期时气候变化由低纬驱动转变高纬驱动。70ka之前，集成序列的δ13C、δ18O变化与南半球25°S夏季太阳辐射变化一致，指示区域气候主要受低纬驱动。自MIS4开始，随着全球变冷的加剧和高纬冰盖的发育，高纬冰量变化对于该区域气候的影响占据主导地位。同时，在这一阶段，两半球低纬的气候变化是一致的，而直到末次冰盛期才发生转变。这些结果表明由于对全球气候边界条件的响应，非洲南部的气候变化是复杂的，并为区域和全球气候对比提供了重要参考。

文献来源：

Geology(2021) 49 (11): 1353-1357

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49323.1

译者：

三口刀

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太平洋的莱恩群岛起源于多个熔体源区

太平洋中部的莱恩群岛（Line Islands）的火山岛链显示出热点成因的海山特征。然而，由于火山岛链的年龄数据缺乏系统性，限制了先前模型对这一特征的成因解释。对此，该研究团队结合板块构造重建，海山年龄及地球化学结果提出新的模型。该模型认为多个熔体源区和熔体运移方式可以解释莱恩群岛火山的时空演化历史；同时该模型识别出一个新的熔体源区（~17°S，~125°W），这个源区与莱恩群岛，以及中太平洋海山（Mid-Pacific Mountains）和Pukapuka洋脊的形成相关。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1358–1362

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49306.1

译者：

西北大学@任祥

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碳酸盐溶解如何促进沉积岩型锌-铅矿化

世界上大部分的锌和铅都是从沉积型铅锌矿床中提取的。赋存在碳酸盐岩中的铅锌矿床的成因假说为：含金属的酸性卤水与含硫的还原流体在溶解沉积碳酸岩时混合形成。为了测试碳酸盐在这一过程中的作用，该研究通过水热实验，模拟了在200℃和水饱和压力下，含Zn±Pb±Ba的卤水与天然硫产生的H2S和SO42-在含或不含碳酸盐矿物（方解石或白云石晶体）条件下反应的成矿过程。闪锌矿、方铅矿和重晶石（或硬石膏）晶体仅在实验中存在碳酸盐并伴有碳酸盐溶解时形成。闪锌矿簇的结构与古代和现代热液矿床中观察到的结构相似。150℃和250℃下的热力学模拟表明，富金属卤水和H2S的混合仅在碳酸盐溶解以缓冲pH值时，才会导致溶液中的大部分Zn沉淀为闪锌矿，与实验观察结果一致。对pH缓冲液的需求随着温度的升高而增加，不同的pH缓冲液可能对不同的矿床类型起作用。该研究认为碳酸盐缓冲流体混合是沉积碳酸盐岩中后沉积型Zn±Pb±Ba矿床形成的关键过程。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1363-1368

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49056.1

译者：

南京大学@张胜

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墨西拿期（中新世晚期）石膏中微小、玻璃状、迅速被包裹的纳米级浮游硅藻

原生石膏由于成熟早、生长迅速，有利于保存精美的生物矿化结构，是绝佳的古生物档案库。地中海地区以墨西拿盐度危机时期（Messinian Salinity Crisis）形成的蒸发岩沉积物而闻名，大部分的海洋生物可能在此期间灭绝。但是，墨西拿期蒸发岩化石的含量几乎没有被研究过。在地中海西部不同的边缘盆地中，大量纳米级浮游硅藻和相关有机物首次在海底生长的石膏晶体中发现，这些石膏晶体是在墨西拿盐度危机早期形成的。这一发现增进了我们对墨西拿生物群的认知，并揭示了纳米级浮游藻类在石膏沉积过程中对碳、硅输出的重要作用。这些纳米级硅藻与较大的硅藻共同出现，可能与深部叶绿素最大值有关，表明墨西拿期石膏形成于分层和较深的盆地中（远离光照区），这是典型的海洋上层水柱的特点。纳米级浮游硅藻可能利用了自墨西拿盐度危机开始后地中海的水文重构。该研究进一步证实了原生石膏是阐明地质历史时期海洋生物对环境危机响应绝佳的档案库

文献来源：

Geology(2021) 49 (11): 1369-1374

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49342.1

译者：

中南大学@杜明浩

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哥伦比亚超大陆聚合时期古元古代晚期Kalahari克拉通和镁铁质岩浆作用

南非喀拉哈里克拉通（Kalahari craton）的1.87-1.84Ga Black Hills岩墙群与几个区域性岩浆省是同时期的岩浆产物，过去这里常被用于解决喀拉哈里克拉通在哥伦比亚超大陆聚合时期的位置这一问题。该研究利用ID-TIMS新测得一条岩墙的斜锆石U-Pb年龄为（1850±4）Ma；同时还对34条岩脉获得了新的古地磁数据（其中有8条岩墙具有精确的U-Pb年龄）。古地磁实验结果通过了烘烤接触检验和倒转检验，结合研究区已有的63条岩脉古地磁数据，得到了1.87-1.84Ga的平均古磁极。结合古地磁学和年代学数据，该团队计算了三期岩浆事件的古磁极，并获得了一套磁性地层记录。在1.88Ga，喀拉哈里克拉通与Superior克拉通相邻，它们在大约2.0Ga磁极点对齐。因此，喀拉哈里克拉通的岩浆作用和同时期大约1.88Ga的环Superior大火成岩省都是更大范围放射状岩浆作用区的一部分。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1375-1380

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48811.1

译者：

@感谢小伙伴们帮助的哈哈宇

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3.1亿年的马蹄蟹化石中保存的中枢神经系统：扩展了中枢神经系统的保存范围

中枢神经系统为了解现存和已灭绝动物的习性及其生态学提供了独特的见解。然而，由于神经组织极其精细并且很容易降解，导致目前发现的神经组织化石主要赋存于布尔吉斯页岩型沉积物和新生代的琥珀中。该文报道了美国伊利诺伊州晚石炭世莫斯科期Mazon Creek特异埋藏动物群一马蹄蟹化石保存完好的神经系统。对该化石保存的神经组织研究表明尽管三亿年以来马蹄蟹的形态和生态呈现多样化演化，但其头甲神经节组织未发生改变。此外，这也表明节肢动物的神经组织能在菱铁矿中保存并且Mazon Creek动物群中可能还存在其它的该类化石。该发现进一步填补地史上节肢动物神经组织的化石记录，并且也将详细的古神经解剖学数据保存范围扩展到边缘海沉积物的菱铁矿结核中。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1381-1385

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49193.1

译者：

小爪爪

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过去1800年来中国中东部水文变化及其与厄尔尼诺-南方涛动现象的关系

东亚夏季风（EASM）的降水变化影响着中国中东部人口稠密地区的农业、水资源、发电和经济发展。但该地区过去两千年降水变化的演变规律和驱动机制仍不清楚。该团队根据中国中东部江淮地区女山湖沉积物，推测水文气候变化，以多个气候代用指标重建了过去1800年以来的季风降水演变记录。该团队发现，江淮地区小冰期（LIA）的降雨量高于中世纪暖期（MWP），且这些变化在百年时间尺度上受热带太平洋平均态的影响。该团队推断，在小冰期，“类厄尔尼诺”态影响下，西太平洋副热带高压（WPSH）增强西伸，导致江淮地区降雨量增加。在中世纪暖期，“类拉尼娜”态导致了相反的变化。这些水气候变化很可能是对有效辐射强迫（主要为太阳-火山联合效应）变化的反应。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1386–1390

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G48894.1

译者：

YJH.DYL

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重建冈瓦纳大陆东部失落的侏罗纪岩浆弧

冈瓦纳大陆东部边缘的澳大利亚板块在侏罗纪和白垩纪的大地构造背景尚不清晰。关于这里是涉及汇聚构造作用和长期存在的大陆岩浆弧，还是涉及与俯冲无关的裂谷相关的伸展，目前还存在争议。澳大利亚侏罗纪-白垩纪火成岩露头的缺乏使得解释这些相互矛盾的模型变得困难。该研究利用侏罗纪-白垩纪大澳大利亚超级盆地（Great Australian Superbasin，GAS）的碎屑锆石记录来指示岩浆活动。该研究认为，中生代至约95Ma的GAS中沉积的碎屑锆石记录了持续的岩浆活动，是已建立的古生代大陆弧系统的延续。碎屑锆石记录显示在侏罗纪和白垩纪有短时间的强烈岩浆活动（约1000万年），并且该时期锆石具有强烈的εHf正值，指示了新生地壳或幔源岩浆活动。边缘重建表明，由于该弧系统的后退，大陆以至少~55km3 km-1每百万年的速度持续增长，主要向现在被淹没的西兰洲（Zealandia）北部区域扩展。该研究认为大陆弧的后退是地壳快速生成和保存的关键因素，全球大陆沉积系统可能包含未被揭露的年轻地壳生长记录，在估计沿汇聚板块边缘地壳生长的速率时需要考虑这些记录。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1391-1396

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49328.1

译者：

中国地质大学（北京）@齐宁远

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冰晶痕迹揭示早二叠纪赤道泛大陆存在短暂冰冻

下二叠统（下乌拉尔统）Usclas组湖相地层沉积物中精细的印痕记录了赤道泛大陆的短暂冰冻。在晚古生代冰期冰室气候条件下，这些沉积物聚集在法国中南部地块的古赤道区和山内Lodève盆地。该团队对这些特征进行反复实验，最终为其具有冰晶结构的观点提供了支撑。在如此低纬度和中-低海拔（1-2km）的背景下边缘湖相沉积物中还存在冰膜，使得研究人员需要重新评估泛大陆赤道区东部的气候条件。短暂冰冻意味着要么是热带存在寒冷气温（比最后一次冰盛期大约低5°C），要么是气温下降速度超过最后一次冰盛期。Lodève盆地极强的大陆性会放大上述现象的季节性，但即便在这样的气候条件驱使下，泛大陆赤道区的寒冷气温仍然是个谜。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1397–1401

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49011.1

译者：

中国地质大学（北京）@朱益民

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岩石记录中的河流：河道模式和古水流循环的变化

在陆地盆地中，冲积河流是最重要的沉积物搬运营力，其河流沉积物包含了与河流活动时期有关的信息。沉积学家要从沉积记录的河流沉积物中提取最多信息，就必须量化分析全球尺度下河道模式的自然变化，从而探索可能影响其发育的控制因素。同时，冲积平原中河道模式的信息是否能保存下来也需要研究，以便沉积学家能开发出在沉积记录中识别它们的手段。对此，该团队通过调查全球361条现代沉积河流的流量数据，提出了一种基于河道弯曲度和河道数量指数的河道模式定量分类方法，可用于岩石记录的识别。一系列从高曲度单河道到低曲度多河道在内的河道模式，以及各沉积要素在冲积平原中的比例及产生条件，都被记录下来。河流冲积形成了保存在冲积沉积平原上的砂坝，从而可在河道带的尺度上推断和量化分析古水流的方向，并得出古循环的变化范围，从而识别岩石记录的河道模式。该研究表明，识别河道模式可用来预测古流域面积、流量规模、坡度和年流量体系（discharge regimes）等古地理特征。

文献来源：

Geology (2021) 49 (11): 1402–1407

原文链接：

https://doi.org/10.1130/G49121.1

译者：

武汉大学@陈怡玮

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美编：覃华清

校对：刘淇郡、江淑敏

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