本期目录
01
美国加州圣安德烈斯断层和圣哈辛托断层的联合地震地表破裂带
多断裂带相关的大地震会引发地表更强烈的震动，也会改变该断裂带未来的地震发生率。断层的连接带起到了一定条件的屏障作用，或地震闸门（earthquake gate）的作用，连接带可以阻隔大部分地震，但当应力条件有利时会发生跨越连接带的地震。研究利于多断裂带大地震发生的物理条件，需要掌握局部地震与多断裂带大地震发生的频率信息。由于年代的不确定性干扰了不同断层与古地震的匹配性，测量地震频率信息变得困难，需要通过地震闸门直接测量破裂带。该团队利用文献资料和次级断层错动的有限元模型进行的研究表明，在过去的2000年里，美国加利福尼亚州圣安德烈斯（San Andreas）和圣哈辛托（San Jacinto）断层在卡洪山口（Cajon Pass）地震闸门处同时破裂至少三次，最近的一次是公元1812年的地震引起的。该模型显示，当断层间移位错动时，地震闸门破裂事件急剧减少并突然停止。独立的年代学数据也支持了同样的观点：在圣安德烈斯断层和圣哈辛托断层处发生的地震中，20%-23%是在卡洪山口发生的联合地表破裂。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 387–391
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49415.1
译者
耶拿大学@张艺琼
校对
CUGB@海风
左右滑动查看更多
02
河漫滩中牛轭湖储存污染物的重要性
牛轭湖是细粒沉积物的重要储库，而该特性可能使它们成为沉积物相关污染物的关键汇区。该团队利用详尽的岩芯记录来辅助采集到的数据，对牛轭湖作为河道外的汇集作用进行了定量评估。Housatonic河地处美国马萨诸塞州西部，是一条活跃的曲流河。该团队对其牛轭湖进行采样，研究牛轭湖沉积物吸附的多氯联苯（PCBs）的负载趋势。结果显示，当牛轭湖作为汇时PCB的平均浓度为14.8ppm，而周围河漫滩的平均浓度为7.56ppm，前者几乎是后者的两倍。虽然5.83km2的河漫滩是PCB含量最大的汇集地，PCBs储存可多达14.1t或2.42g/m2，但牛轭湖面积仅占河漫滩面积5%以上，却存储了20%以上的PCBs（PCBs含量可达3.63t或11.2gm-2）。将近85%储存PCBs的牛轭湖发生在河漫滩近50m范围内，这证实了在正常情况下，牛轭现象的产生对沉积物相关污染物河道外储存具有重要意义。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 392–396
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49427.1
译者
广东石油化工@蔡惠娜
校对
耶拿大学@张艺琼
左右滑动查看更多
03
中子-X光关联断层扫描技术揭示保存异常完好的侏罗世菊石使用漏斗游泳推进机制
在菊石类动物的化石中，软组织能保存下来的情况极为罕见，因此，这也意味着学界关于菊石类生理习性的基础研究仍然存在空白。针对这个问题，该团队使用中子-X光关联断层扫描技术研究了一个保存非常完好的中侏罗世菊石化石，对其中蕴含的软组织信息进行解读。学界首次对该类标志性化石类群进行肌肉和器官的三维成像工作为后续的形态功能学研究奠定了重要基础。该团队发现，其成对的背部肌肉可使其身体缩回壳中，而不是像鹦鹉螺通过漏斗控制推进。这表明，菊石类动物依靠一个可移动且伸缩自由的身体以及一种独特的游泳推进机制来保护自身。该团队推测该特征可能是在菊石亚纲-蛸亚纲谱系早期进化而来。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 397–401
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49551.1
译者
University of Otago@吴雨桐
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
04
格伦维尔造山带的地壳厚度：一个中元古代的“西藏”？
罗迪尼亚超大陆的核心之一是一个中元古代的劳伦大陆造山高原，而格伦维尔就是该高原在劳伦大陆东缘的残余部分。作为一个长期存在的喜马拉雅型造山带，格伦维尔的造山史对于学界阐明中元古代的大地构造和古环境演化机制来说至关重要。在这项研究中，该团队比较了地壳厚度的两种地球化学指标：中性至长英质岩石的全岩 [La/Yb]N（镧/镱）比率和碎屑锆石中的铕异常 [Eu/Eu*]。该团队收集了劳伦-格伦维尔中124个深成岩体的全岩地球化学数据，并从加拿大的渥太华和圣劳伦斯河流域的碎屑锆石中收集到了微量元素和地质年代学数据。上述两个指标揭示了格伦维尔造山运动期间存在数期地壳增厚和减薄事件。渥太华期（约1080Ma至1045Ma）地壳厚度达到最厚，约为60公里，但仍然要比现在的西藏地壳薄近20公里。该团队推测，高温的地壳和几次地壳减薄事件阻止了格伦维尔形成类似现今西藏的高原，这很可能是由于软流圈-岩石圈响应古老的努纳-罗迪尼亚超大陆下的温暖地幔作用，从而使得两者的相互作用增强。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 402–406
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49591.1
译者
中科院地质地球所@刘谭杰
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
05
岩墙扩张过程中岩床的形成
目前，关于水平状岩床的成因仍有争论，尤其是处于拉张背景下的岩床成因，而在该背景下垂向岩墙的扩张是岩浆侵入的可能方式。该研究团队利用二维粘弹性介质代替板片的扩张中心，模拟在经历长期的伸张作用之后岩墙的短期扩张。研究结果表明当岩石圈发生拉伸时，岩墙的扩张可以降低岩石圈下部的垂向应力以便水平岩床的形成，前提需满足下列三个条件：（1）软流圈的麦克斯韦时间要小于岩墙侵入周期的5倍；（2）岩石圈的平均密度不能远大于岩浆的密度;（3）沿洋脊的裂谷深度一般要小于几百米。这一机制可以解释岩床为什么大多数沿快速扩张洋脊的轴线出现，而在厚的、密度大的岩石圈和/或有大裂谷的慢速扩张中心却没有岩床发育。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 407-411
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49400.1
译者
CUGB@王文博
校对
西北大学@任祥
左右滑动查看更多
06
斜向裂谷过程中的全岩石圈剪切现象
虽然大陆全岩石圈剪切带的形成机理一直存有争议，但这个过程无疑需要从底部到顶部整个岩石圈的机械耦合。该研究报道了美国西南部死亡谷一条全岩石圈尺度右行剪切带的形成。岩石圈与软流圈边界以及莫霍面内右行变形量的垂向变化定义了一条位于岩石圈下部20-50km宽、约60km剪切量的剪切带。这些形变位于一条上地壳断层带的下方。该上地壳断层带自8-7Ma开始发生约60km的右行走滑。该团队推测这一时期是这条全岩石圈尺度剪切带形成的开始。研究发现岩石圈底部剪切带的位移量要小于上地壳断层带的净右旋位移量（约13-0Ma发生约90km位移）及其总的伸展量（约16-0Ma发生约250km伸展）。该研究指出，在8-7Ma以前，薄弱中地壳的存在使上地壳变形与下地壳和地幔岩石圈之间的变形发生解耦。而16-7Ma间的拆离滑移使中地壳减薄、抬升，冷却进而强化，最后出露在与全岩石圈尺度剪切带相关的变质核杂岩内。强化后的中地壳使垂向上岩石圈各层变形耦合，并允许全岩石圈尺度右行剪切的发生。像16Ma以前死亡谷这样的厚地壳处，中地壳的强度可能是全岩石圈剪切发生的必要条件。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 412–416
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49603.1
译者
@柴幕澶
校对
成都理工大学@华天
左右滑动查看更多
07
B lling-Aller d期间劳伦冰盖西南缘的快速消退
劳伦冰盖西南缘的消退时间控制着大型冰川湖的演化，并有助于理解人类迁往美洲的过程。精确重建冰盖的消退过程不仅可以给冰川均衡调整模型提供约束，而且对理解冰盖对气候强迫的敏感性至关重要。尽管如此，仅有少量的14C年龄制约着劳伦冰盖西南缘（SWLIS）的消退过程。该研究报道了横跨加拿大西部内陆平原的26个新的10Be暴露年龄，而且利用基于贝叶斯模拟的方法，并结合地貌、10Be及高精度14C年龄，校正了该地区的年代学。该数据集在冰盖的消退记录上呈现出良好的内部一致性并表明：在15.0ka前，SWLIS自其与Cordilleran冰盖的交汇处开始发生初步消退。其消退时间与B lling-Aller d（14.7–12.9ka）的开始时间同时或更早，并在大约2500年的时间里，后撤超过1200公里并达到其在新仙女木时期（YD）的位置。由于CreeLake Moraine地区冰盖的稳定性，在YD时期形成了一条由Agassiz冰川湖流向北极的冰川河，但是该冰川河不一定形成于YD时期的伊始。该研究对冰川消退记录和YD事件新的约束表明，内陆平原的冰川消退速度比由最小14C年龄推测的快60%。通过数值模拟发现在B lling-Aller d期间SWLIS的快速消退会导致海平面上升约3.7m。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 417–421
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49493.1
译者
中国地质大学（北京）@朱益民
校对
小爪爪
左右滑动查看更多
08
伊比利亚半岛方铅矿银同位素和挥发性微量元素组成及其对罗马货币中银来源的启示
银在早期地中海文明的货币化进程中扮演着重要的角色。研究团队结合铅（Pb）和银（Ag）同位素及挥发性微量元素铋（Bi）、锑（Sb）和砷（As），探究在罗马帝国占领伊比利亚半岛期间，方铅矿是否是其银的主要来源。他们发现，来自伊比利亚8个不同成矿省的47个方铅矿样品的Pb和Ag同位素组成之间没有关联，这说明它们的同位素变化取决于不同的成岩过程。而且，相比于全球银币和罗马银币，这些方铅矿的Ag同位素组成的变化范围是它们的六倍。尽管来自贝蒂克斯山脉的方铅矿与罗马银币的Pb同位素最为吻合，但它们的Ag同位素组成不同。结合Bi、Sb和As的证据，研究者认为Ag来自于分异的幔源岩浆中汽化分离的流体，这些流体又与先存的方铅矿发生反应，并且方铅矿起到了固定Ag的作用。ε109Ag显著偏离0反映了上地壳低温同位素的分馏过程；而具有ε109Ag~0，且异常富集Ag、Bi、Sb和As的铅硫化物是古代银币的银最有可能的来源。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 422–426
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49690.1
译者
南京大学@月球上的人
校对
小爪爪
左右滑动查看更多
09
沉积物在生成同时代的、不同“类型”的花岗质岩浆中的作用
花岗岩分类学依据岩浆来源、生成条件以及指示的构造环境对花岗岩进行划分。然而，元素和同位素地球化学的复杂性使得花岗岩远非简单的分类方案就可以划分，学界对花岗岩提出了更复杂的岩石成因分类。位于中国青藏高原东部松潘-甘孜地体的花岗岩在很短的时间内就位（~15m.y.）。它们显示出的矿物学和地球化学特征皆与之前学者提出的各种花岗岩划分方案（例如，I型、S型和A型；高Ba-Sr花岗岩和埃达克质变体）一致。尽管它们在空间和时间上有着密切的联系，但这些花岗岩在地球化学特征上表现出多样性，这表明了广泛的成岩物质贡献来源。放射性同位素数据揭示了从原始地壳成分到演化地壳成分的统一连续体；即，87Sr/86Sr(t)= 0.704 ~ 0.715 和εNd(t)= +2 ~ -11。与地幔和/或海水相比，所有花岗岩“类型”都具有可变但通常较高的锆石δ18O（+4.1‰~+11.6‰）和较低的全岩 Li-B-Mg 同位素比（δ7Li=+5.1‰~-3.2‰；δ11B=-10.7‰~-16.5‰；δ26Mg=-0.23‰~-0.59‰）。这些稳定的同位素组成表明松潘-甘孜所有“类型”的花岗质岩浆都有沉积物的贡献，沉积物贡献权重由小到大。花岗岩高度可变的同位素组成排除了这些多变但同时期的花岗岩来源于单一均质源区的可能。它们的成分可变性可能受到沉积物贡献的显著影响，因此研究结果表明传统分类方案并不能直接解释花岗岩的成因。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 427-431
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49509.1
译者
中国地质科学院@郭东海
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
10
北安纳托利亚断层曾何时延伸至土耳其马尔马拉南部?
该团队对土耳其北部北安纳托利亚断裂带（North Anatolian fault, NAF）西段的南支断裂开展了同构造方解石U-Th年代学研究。该研究选取在运动学上与现今区域应力场相关联的走滑断层开展测年，获得700ka以来的不同期次的断层活动年龄区间。其中，最突出的年龄峰为510.5±9.5ka（1σ），这与最大累积走滑距离和GPS观测到的板块构造运动相一致，表明现今北安纳托利亚断裂带构造格局形成于约500ka或更早。结合前人区域构造研究，本文新的同位素年龄数据揭示NAF断裂带西段的断裂活动主要开始于马尔马拉南部，比该断裂带西段北支断裂的起始活动时间至少早了几十万年。该研究提出了一种新方法来约束当前活动断裂的起始时间。因此，运用断裂带内方解石U-Th年代学厘定板块边界较宽剪切带的断层活动期次具有广泛的应用价值。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 432–436
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49726.1
译者
耶拿大学@张艺琼
校对
成都理工大学@童馗
左右滑动查看更多
11
英云闪长质岩浆分异产生的残余花岗质熔体中结晶的地球早期锆石
地球上最早的岩石记录当属于冥古宙的碎屑锆石（>4Ga）。但是这些冥古宙碎屑锆石的地球化学性质，以及利用锆石Ti温度计得到的明显低的岩浆温度（≤700°C），却与太古宙主要的长英质岩浆岩英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG，4.0-2.5Ga）的岩浆性质存在着很大差异。该研究利用来自南非太古宙Barberton TTG中锆石的微量元素和热动力学模拟方法对上述问题进行了探究。研究结果表明这些锆石是在近固相条件下结晶于成分均一的花岗质熔体，这类熔体对应于英云闪长岩母岩浆结晶之后的残留，因此在主量和微量元素上不同于TTG的全岩成分。通过全球数据的统计，研究发现大多数冥古宙碎屑锆石和太古宙TTG中的锆石具有特有的微量元素特征，不同于显生宙锆石的地球化学趋势。新的模型对TiO2在熔体中的活度进行了模拟，所得到的结果要低于之前的估计值，所以地球早期的锆石中低的Ti含量实际上反映了相对高的岩浆温度（720–800°C）。因此该研究团队提出地球早期的锆石主要结晶于类似于TTG岩浆环境中的更演化的长英质熔体内。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 437–441
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49232.1
译者
西北大学@任祥
校对
CUGB@海风
左右滑动查看更多
12
晚白垩世北美西部内陆海道火山灰沉降期间冷泉成为生物避难所
冷泉承载着丰富的生物群落，虽然其在全球零星分布但生产力很高。碳氢化合物持续排放维持了冷泉中化能合成的食物网。晚白垩世北美西部的内陆海道分布有大量的冷泉。这一地区还经历了间歇性的火山灰沉降，这会对海洋生物产生负面影响。该研究认为在此环境扰动时期，冷泉成为了生物避难所。该团队报道了美国南达科他州西南部坎潘阶上部Baculites compressus带中横向连续的斑脱岩，其刚好切穿一个冷泉沉积。该团队比较了冷泉和非冷泉区斑脱岩上下的宏体无脊椎生物的化石记录。该研究显示古生物群落（以丰度和多样性衡量）在冷泉中基本不受火山灰沉降的影响，而在非冷泉区有明显的变化。因此，西部内陆海道的冷泉在剧烈的环境扰动后，可能成为生物的避难所或生物绿洲。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 442-447
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49372.1
译者
中南大学@杜明浩
校对
小爪爪
左右滑动查看更多
13
三叠纪末生物大灭绝的双重毁灭机制
研究人员将高分辨率生物标志化合物和特定化合物的同位素分布与钙质化石遗体的降解相结合，发现中大西洋火成岩省（Central Atlantic magmatic province，CAMP）火山活动驱动海洋发生强烈的硫化作用和脱钙作用（酸化作用），而这两种作用可能共同形成了三叠纪末生物大灭绝的双重灭绝机制。在英国布里斯托海峡盆地Blue Lias组底部新发现的大灭绝层位中，生物标志物的分布反映了长时期的海洋透光带硫化缺氧环境（photic zone euxinia，PZE），PZE向上可延伸至表层水域。而在同一层位，有壳类动物几乎完全消失了。从Blue Lias组底部的薄层页岩开始，地层保存有“小型化（Lilliput）”生物组合，包含少量的钙质牡蛎（Liostrea）和脱钙的文石质双壳类化石遗骸。PZE和脱钙作用造成的生态压力简洁地解释了大灭绝事件的原因，同时揭示当全球性规模的PZE发生时，其他生物危机事件也可能与大火成岩省的侵位造成的多种后果有关，尤其是二叠纪末的生物大灭绝。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 448–453
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49560.1
译者
ITPCAS@特提斯浪游
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
14
石膏流体包裹体是可靠的古环境指标吗?来自墨西拿蒸发岩证据的评估
墨西拿盐度危机期间沉积石膏的卤水古盐度具有争议。最近对原生石膏流体包裹体的显微测温研究表明其盐度值非常低，低于海水沉淀物应具有的盐度，可能在海水和富含硫酸钙的非海相水体的充分混合水体中沉淀而成。该团队采用一种新的显微测温方法，将地中海九个剖面的石膏晶体进行拉伸以便测量更多的流体包裹体。结果表明，盐度范围（NaCl当量）为9～238wt‰，大部分属于正常海水的蒸发路径。前人研究的数据主要来自略微拉伸后生成稳定气泡的流体包裹体，这些包裹体可能是由沉积后的破裂和密封过程形成的，盐度较低。相反，该研究数据表明，原生石膏是从海相卤水中沉淀出来的，捕获后经构造和剥露过程改造。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 454-459
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49475.1
译者
ZYU@CAGS
校对
南京大学@月球上的人
左右滑动查看更多
15
red bole锆石记录的印度德干大火成岩省神秘的硅质火山作用
大火成岩省（LIPs）内，镁铁质岩浆和硅质岩浆都普遍存在，但相对于体积上占主导的镁铁质岩浆，硅质岩浆还未得到充足的研究，尽管它们可能在LIP引起的环境恶化中起一定作用。前人在66Ma的印度德干大火成岩省中，发现了演化岩浆的记录，但其地理分布、持续时间和意义仍知之甚少。德干熔岩流顶部的沉积物（被称为red boles）中的锆石被认为与硅质火山作用的火山尘埃有关。这种硅质的、爆炸性的火山作用可能广泛分布于溢流玄武岩整个喷发期。这些锆石则提供了对于该类火山作用的间接研究方法。研究结果表明，单层red boles中的锆石具有不同的火山源区。这些火山源区可能形成于印度克拉通岩石圈的板内环境。然而，该研究得到的red bole锆石地球化学和同位素特征与前人研究的硅质岩浆中心的不相符，这表明它们必须来自与德干LIP相关的尚未发现或未被研究的火山中心。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 460-464
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49613.1
译者
棒棒的61
校对
CUGB@海风
左右滑动查看更多
16
巴西亚马逊西部新近纪加勒比海海侵的多指标证据
学界关于新近纪巴西亚马逊西部大陆范围内海侵事件的启动时间问题仍然有待解决。尽管目前学界已发现新近纪海侵事件的诸多指标证据，但在中新世晚期海侵事件的路径和持续时间等问题上仍然存在争议。针对这个问题，该团队进行了巴西Solim es盆地6个近岸岩芯内新近纪地层的钙质和有机质微体化石和地球化学的协同研究。研究结果表明，研究区在中新世早期、中新世中期和上新世早期分别发生了几次小型海水入侵事件，时间分别为23.0、21.1、18.6、16.3Ma，14.9、13.7、12.9Ma和4.7、4.2–4.1、3.8Ma。同时，微体化石和地球化学数据等盐度指标共同揭示研究区在中新世晚期（11.1–8.8Ma）发生了显著的海侵事件。该研究的发现挑战了研究区内中新世早期和中期发生大范围海侵这一传统观点，首次识别一个新的中新世晚期海侵事件（late Miocene incursion，LMI），认为该事件是亚马逊西部在新近纪经历的主要海侵事件。该研究将6个近岸岩芯中的地质记录与大西洋和太平洋的3个近海岩芯进行对比后发现，Solim es盆地和加勒比海化石组合的相似，以及奥里诺科河水系径流量的增加等证据，都表明海侵的主要来源是加勒比海，在海侵的同时形成了委内瑞拉海道。另外该研究也第一次讨论了Solim es盆地新近纪海侵事件（主要是LMI）和几次全球碳循环大扰动之间的关系。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 465-469
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49544.1
译者
苏州大学@杨涵菲
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
17
古地震露头的便携光释光年龄图
地质年代学数据的质量和数量可以约束一个地区所发生的大地震历史，在一些影响数百万人的地震危险性的准确性评估上也发挥着主要控制作用。然而，地质年代学数据的评估往往受限于原有复杂沉积过程中相关因素的不确定性，这些沉积过程可能在空间和时间上均发生变化。为了提高地震时间模型的可信度，该研究使用了一套高密度的放射性碳和光释光（OSL）测年以及342个便携式OSL样品填图，探索典型正断层崩坡楔所揭示的地质年代学数据时空变化趋势。这些数据显示了古地震露头的二维年龄图，并展示了年龄在垂向和水平方向上的变化趋势以及其与主要沉积相和现场的土壤特征的相关关系。便携式OSL数据为解释14C和OSL年龄提供了关键信息，研究表明震前和震后沉积物之间的地质年代学年龄界限与地层接触并不匹配，为地震时间选择替代贝叶斯模型提供了理论依据。该结果表明，使用新兴、便携式OSL方法可以显著改善研究古地震在地震时间方面的限制。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 470–475
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49472.1
译者
东北大学@赵文天
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
18
沉积灰岩与幔源超基性岩浆相互作用形成富钙碳酸盐熔体的实验证据
该团队通过实验研究发现，黄长质和玄武质熔体与方解石反应可以产生超钙质的超基性熔体。该研究将来自中欧波希米亚地块的3个SiO2强-中度不饱和火山岩与10、30、50wt% CaCO3混合，在压力为2kbar的100℃、1200℃和1300℃三个温度条件下开展熔融实验，评估天然的超基性熔体在浅部条件下最多能吸收多少碳酸盐。实验结果表明，加入的所有CaCO3能够完全进入硅酸盐熔体，并不容易达到碳酸盐饱和状态，典型的液相线矿物相为橄榄石、尖晶石、黄长石和单斜辉石。只有SiO2最不饱和的熔体实验中，才出现大量的钙镁橄榄石。所有初始物质在1200℃和1300℃条件下，均产生了超基性（SiO2含量低至15.6wt%）、富CaO（CaO含量高达43.6 %）和超钙质（CaO/Al2O3高约27）熔体成分，并且熔体中溶解的CO2最高可达25wt%。同时，该实验中的橄榄石（Fo95–97）相对于自然界的橄榄石（Fo79–85）明显具有更高的Fo值。该研究有两个启示：（1）硅酸盐-碳酸盐岩熔体成分也可以在灰岩同化作用过程中产生，并不一定意味着地幔中存在碳酸盐组分；（2）橄榄石高Fo值不能用来推断熔体的任何原始特征以及结晶于较高的环境温度。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 476–480
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49621.1
译者
中国石油大学（北京）@世纪
校对
哈哈宇
左右滑动查看更多
19
黑云母记录上地壳硅质岩浆储库中出溶的富锂挥发相
当熔体与流体共存时，许多元素的分配行为会发生变化，因此岩浆-热液转换带是控制许多具有重要经济元素的关键。尽管锂（Li）元素的经济价值与日俱增，但目前对Li在（自然界）岩浆-热液转换带中的行为仍知之甚少。该团队对美国加利福尼亚州的流纹质凝灰岩和希腊Kos高原的凝灰岩中的黑云母矿物开展了研究，发现这些黑云母具有不同寻常的化学成分，并在黑云母层之间包含有岩浆中的挥发相。虽然这些成分特殊的黑云母产于原生矿床，且具有与正常黑云母相似的XRD谱，但电子探针测试结果显示其元素总量低于95wt%，表明这些黑云母中存在大量电子探针无法检出的质量较轻的元素。这些黑云母富集Li元素（>2300ppm），具有非常轻的Li同位素组成（δ7Li低至-27.6‰），且黑云母单矿物与全岩之间存在较大的Li同位素分馏，最大分馏可达-36.5‰。由于这套样品中的其他矿物相、基质和熔体包裹体中都不具有较高的Li含量，因而表明岩浆本身并不富Li。然而来自Canary群岛的Tenerife岛和意大利Campi Flegrei地区的响岩样品中的黑云母并不具有明显的成分差异，其Li含量与熔体平衡，Li同位素在黑云母与全岩之间的最大分馏不超过-10.9‰。该团队将黑云母在不同岩浆中的行为差异归因于：碱性岩浆中的黑云母在富挥发相出溶之前于液相线附近发生结晶，而流纹质岩浆中的黑云母结晶于低温条件，捕获了出溶的流体相成分。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 481-485
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49484.1
译者
NJU@哈哈宇
校对
西北大学@任祥
左右滑动查看更多
20
意大利埃特纳火山排放的大量CO2来源于富碳的岩石圈地幔
意大利的埃特纳火山排放了大量的CO2（9083吨/天），为全球火山气体的排放做出了10%的贡献，但是如此大量的CO2排放的原因尚不清楚。该团队对意大利南部火山岩浆中的高场强元素（HFSE）浓度进行了高精度测试，分析结果显示埃特纳火山具有高Nb/Ta（高达26）值，表明其地幔源区经历过碳酸盐熔体交代作用，从而导致其源区含有大量CO2。对埃特纳火山的观察结果表明，富碳的地幔源区会影响除大陆裂谷之外的火山CO2脱气通量，这一发现对于解释不同地球动力学环境下的火山CO2通量有重要意义。此外，该研究认为岩浆岩的HFSE比值可以示踪火山碳的脱气作用，可用于研究现今和过去不同地球动力学环境下的火山碳排放。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 486–490
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49510.1
译者
CUGB@张蕾
校对
哈哈宇
左右滑动查看更多
21
2020年1月菲律宾塔阿尔火山喷发——喷发动力过程引发火山雷暴
全球闪电探测的进步为刻画火山喷发提供了新方法。然而，学者们对于火山烟柱在不同的时空尺度上如何带电的认识仍处于初期阶段。该团队解析了菲律宾塔阿尔火山2020年1月的蒸气岩浆喷发过程，以了解其强烈火山雷暴活动的成因。卫星分析表明，在产生闪电之前，富水的火山灰柱曾上升至10km以上的高度。随着时间的推移，闪电频率随着火山灰柱高度增加和火山灰云的扩张而增加，达到>70次/分钟的闪电频率。照片显示在伞状云的底部有一个高度电气化的区域，该团队推测在这里强对流的上升流与冷气的碰撞增强了导电活动。这个发现提供了蒸气岩浆喷发过程中产生电荷的概念模型：最初是由于火山口附近的火山灰粒碰撞，然后在火山灰柱上部的冰冷区域产生雷暴般的电气化现象。尽管塔阿尔火山灰云扩散得很远，但大多数闪电都发生在火山周围20-30km内的区域，且在密集人口区域内产生了上千次危险性的云地闪电。这次喷发表明，靠近火山的城市，除了受到以往已经认识到的爆炸性火山活动的威胁，与之相关的火山闪电也可以独立地引发灾害。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 491–495
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49490.1
译者
SCSIO@赵涛
校对
CUGB@海风
左右滑动查看更多
22
狭窄才是常态：不同气候条件下大陆架宽度及其意义
大陆架在现代地球上普遍存在，在许多沉积盆地广泛发育，地貌表现为盆地边缘被淹没的斜坡堆积顶积层。该团队对跨越新生代和中生代不同气候条件下的10个盆地、80个斜坡堆积进行研究，其不同的气候条件包括冰室期、过渡期和温室期。研究表明，在数据统一标准化均值处理后，温室期大陆架宽度为斜坡堆积顶积层宽度的33%，而过渡期的宽度等效值为43%，冰室期大陆架宽度则为72%。这说明温室期大陆架比相应的冰室气候期大陆架要窄的多。较窄的大陆架和持久的大陆架边缘三角洲是温室期可容纳空间变化率低的结果，其原因是在温室期缺少引起高振幅、高频海平面升降所需的大冰盖。由于温室气候一直是地球历史上的主导模式，狭窄的大陆架也可能是主导形式，因此基于现代相对广阔的大陆架建立的概念模型可能并不适用于地球历史的大部分时间里的古地理预测、沉积物路径和沉积物划分研究。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 496-499
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49468.1
译者
武汉大学@陈怡玮
校对
耶拿大学@张艺琼
左右滑动查看更多
23
中牛津期碳循环波动在墨西哥湾Smackover组中的响应
在侏罗纪中晚期，大西洋中部以及连接太平洋与特提斯洋的原加勒比海道逐步打开，并且海平面逐渐上升。这些变化导致了重大的海洋环境和气候变化，有助于形成广布的碳酸盐台地及多样的生物礁。碳酸盐生产率变化和特提斯洋打开的时间在欧洲和亚洲西部的露头中已经得到了很好的约束，其以牛津阶中部Gregoryceras transversarium菊石带明显的碳同位素（δ13C）正漂为标志，被称为“MOxE”。然而在位于原加勒比海和墨西哥湾的环球海道西翼，该转变的时间节点尚未确定。该研究首次发表了墨西哥湾Smackover组有机质和碳酸盐的碳氧同位素记录。该套地层记录了δ13C正漂，并且与牛津阶中部transversarium带等时。该数据为西半球首个MOxE的记录，并为墨西哥湾的打开时间提供了约束。另外，其与欧洲盆地相似的碳同位素变化剖面有力地指示了碳循环对大西洋中部和原加勒比海道打开的协同响应。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 500–505
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49662.1
译者
CUGB/MQ@SH
校对
小爪爪
左右滑动查看更多
24
挪威斯瓦尔巴地区Russ ya碳同位素负漂的测年研究及其对新元古代年代学的启示
挪威斯瓦尔巴地区的拉伸纪—埃迪卡拉纪的Hecla Hoek沉积是全球最完整且保存最好的新元古代沉积序列之一。该套地层含有多样性的化石组合、丰富的碳酸盐碳同位素记录以及新元古代两次冰期的沉积记录，因此研究该套地层有助于学界进一步完善对新元古代地球系统演化的认识。但是，目前该套地层缺乏直接的放射性同位素年龄约束下的地层时间框架。针对这个问题，该研究报道了两个新的Re-Os年龄以及初始的Os同位素组成，从而约束斯瓦尔巴地区新元古代冰期启动时间，进一步支持了新元古代两次冰期的全球等时性，同时也约束了“雪球地球”前后全球的风化状态。测年结果显示该套地层中的Elbobreen组Russ ya段所记录的碳同位素负漂与埃塞俄比亚的Didikama组和Matheos组以及加大拿西北部的Callsion Lake组所记录的、发生在斯图特冰期之前的“Islay”碳同位素负漂具有等时性。此外，从地质年代学着手，该研究建议将此次发生在约735Ma之前的全球等时的碳同位素负漂事件命名为Russ ya事件。这个新的同位素年龄也为校准斯瓦尔巴地区的年代地层框架提供了一个契机，并可在此基础上评估生物地球化学循环和真核生物演化与地质历史上最极端的气候变化之间的关联。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4):506-510
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49593.1
译者
小爪爪
校对
南京大学@吉姆·雷诺
左右滑动查看更多
25
OAE2的火山作用和有机碳埋藏定量化研究
OAE2（约为9千4百万年，Oceanic Anoxic Event 2）是中生代规模最大的碳循环扰动事件之一，但是目前研究仍缺乏对OAE2期间加勒比大火成岩省的碳排放以及海洋碳埋藏通量的约束。对此，该团队采用碳循环黑箱模型LOSCAR-P约束地表碳库碳同位素（δ13C）正漂的幅度和形态, 重建大气pCO2，以此定量化研究大火成岩省火山活动以及海洋有机碳埋藏作用增强对OAE2的影响。为了最好地模拟地质记录中观测到的δ13C和pCO2变化，该团队采用以下参数：两次火山活动的碳输入速率分别为0.065Pg C yr–1（持续输入17万年）和0.075Pg C yr–1（持续输入4万年）；两次火山活动间隔8万年，在间隔期中，火山输入碳的速率为0.02Pg C yr–1。而在两次火山作用碳输入停止时，大火成岩省活动以及有机碳埋藏的减弱使得pCO2显著降低，与气候变冷证据以及全球地表碳库δ13C记录在地质时间内的负趋势一致。该团队指出，地质记录和计算机模拟观测到的这些特征之间的时间滞后现象可能是不同碳循环组分对火山驱动响应时间的差异所致。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 511-515
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49649.1
译者
南京大学@吉姆·雷诺
校对
NJU@哈哈宇
左右滑动查看更多
26
美国加州圣安德烈斯断层蠕滑段的历史地震研究
蠕滑断层很难评估其地震的危险性，因为它们可能参与破裂，即使不具备大地震的成核条件。迄今为止，美国加利福利亚州圣安德烈斯断层蠕滑段并未参与历史上的大地震。然而，闭锁的断层北段和南段上的地震破裂成核可能经蠕变段传播。该研究通过使用生物标志化合物热成熟度和K/Ar定年的方法，在圣安德烈斯断层深部观测站的样品中寻找地震的相关证据。生物标志化合物表明，在3.5米宽的断层及附近，存在位移大于1.5米的大量地震。K/Ar年龄随热成熟度增大而减小，且同震加热时，局部发生重置。因此，测试年龄提供了地震发生年龄的最大约束，且该处最年轻的地震发生在3个百万年内。该研究表明，蠕滑断层可能在更长的时间尺度上引发大地震。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 516-521
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49451.1
译者
成都理工大学@华天
校对
耶拿大学@张艺琼
左右滑动查看更多
27
比较地貌学分析表明谷神星存在冰核丘
美国宇航局的“黎明号”任务表明谷神星（位于火星和木星之间的主小行星带）上的Occator陨石坑的底部布满了小型的准锥形丘陵。这些地貌中许多都具有冰缘的由冰构成内核的山丘（冰核丘）的形貌特征。另外，这些Occattor内的小丘中的一些也被认为是冰火山成因。如果这些山丘与冰核丘类似，那么它们代表着富冰环境，这将是未来值得探测的区域。该团队报告了Occator内小丘形态特征，这有助于确定它们的成因。同时还通过比较统计分析，研究了Occator陨石坑的山丘与地球上的冰核丘和火山锥在形态上的相似性。此外，基于核密度估计和马尔可夫链蒙特卡罗法，该研究证明了地球上的冰核丘和火山锥在形态上是有区别的，而Cerean陨石坑内的山丘与地球上的冰核丘具有显著的形态相似性。研究结果表明，形态测量学本身的统计处理可以成为分类和比较行星表面特征的有力工具，而且大多数被分辨出来的Cerean陨石坑内丘陵在形态测量学上更类似于冰核丘，而不是小型的陆地火山锥。
文献来源：
Geology (2022) 50 (4): 522-527
原文链接：
https://doi.org/10.1130/G49321.1
译者
戴云龙
校对
小爪爪
左右滑动查看更多
美编：覃华清
校对：刘淇郡、朱嘉宁
往期回顾
地学前沿||《Geology》2021年第6期论文导读
地学前沿||《Geology》2021年第7期论文导读
地学前沿||《Geology》2021年第8期论文导读
地学前沿||《Geology》2021年第9期论文导读
地学前沿||《Geology》2021年第10期论文导读
地学前沿||《Geology》2021年第11期论文导读
地学前沿||《Geology》2021年第12期论文导读
地学前沿||《Geology》2022年第1期论文导读
地学前沿||《Geology》2022年第2期论文导读
地学前沿||《Geology》2022年第3期论文导读