12 浅部克拉通地幔存在邃古代高非放射性成因铅
本文阐释了地幔高非放射性成因铅的起源及相应的深部地球动力学过程，建立了早元古代大氧化事宜（大约23~24亿年）与地球铅同位素组成之间的主要联系。
我们最近的高温高压实验测定了铅在金属铁熔体和硅酸岩熔体之间的分配系数，目前看来，地球丢失的铅可能隐蔽于硅酸盐地球（大陆下地壳或岩石圈地幔）。
科学家已经创造邃古代沉积岩硫同位素非质量分馏旗子暗记非常明显，但是这些旗子暗记在GOE之后年轻的沉积岩里面却消逝不见。同时，海水中铀对氧浓度非常敏感：当海水氧气较低时，海水贫铀和相应的大洋沉积物富集非放射性成因铅同位素；当GOE之后海水氧气浓度较高时，海水明显更富铀和相应的大洋沉积物富集放射成因铅同位素。然而，俯冲再循环的邃古代沉积物的命运如何？早古元古代大氧化事宜如何影响深部地幔氧化还原状态和化学组成？
针对上述科学问题，我们选取华北克拉通东部济南早白垩世富镁辉长岩为研究工具，通过主-微量元素、锶-钕-铅同位素和原位硫同位素研究表明，浅部克拉通地幔（EMI型地幔）的非放射性铅来自俯冲交代的邃古代含水流体。因此，该研究为探究EM1型地幔端元的起源供应了新的视角。
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 584–588.
doi：https://doi.org/10.1130/G47064.1
（译者：王天奇，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）
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硫化物饱和岛弧岩浆中贵金属熔核的成因:来自托尔巴契克火山的橄榄石硫化物熔融包裹体的实例研究（俄罗斯堪察加）
某些岩浆铜镍硫化物矿床中含有铂族元素的矿物被认为是从最初富含PGE的硫化物液体中结晶出来的。在一些硫化物不饱和的原始熔体中，含有PGE矿物（PGMs）的涌现已经在最近被宣布，而硫化物饱和的硅酸盐岩浆中PGMs的直接结晶彷佛由于PGE强烈分馏到不混溶硫化物熔体中而受到阻碍。在这项研究中，我们在来自托尔巴契克火山（俄罗斯堪察加岛弧）的最新玄武岩岩浆中创造了大量含有贵金属的纳米颗粒。这些纳米颗粒与包裹在原始橄榄石斑晶（Fo85-92）中的硫化物熔融包裹体有关。它们成群涌如今球体硫化物表面，表现为天然金属、硫化物和钯、铂、金、铅和铋的合金。不同球体上的熔核可以是富钯或富铂的熔核，其身分变革很大，乃至在相邻的熔核之间也是如此。我们认为外部熔核中钯的扩散可能是导致金属钯在硫化物熔体中显著上升（高达2wt%）的缘故原由。我们认为原始玄武岩熔体中铂族元素经历硫化物不混溶分离后的直接结晶，以及可能由于氧化而导致的硫化物分解，是有别于其“经典”来源（固结过程中固结富含PGE的硫化物熔体）的另一种机制。
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 620–624.
doi：https://doi.org/10.1130/G47086.1
（译者：王天奇，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）
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苏格兰西北部莫因逆冲断层石英岩动态重结晶过程中的水分流失落
据莫因逆冲断层下盘剪切寒武纪石英岩等分子水的红外接管丈量显示，随着苏格兰北部格伦考乌尔上覆逆冲断层石英岩的不断重结晶，其含水量从4080ppm低落到1570ppm。这些结果与位错蠕变和水分流失落过程中使石英变形的剪切应变与含水量的预期干系性相反。我们所不雅观察到的这种相反关系表明，流动晶界清扫和晶界扩散导致晶粒内的流体包裹体和含水毛病一起消逝了。虽然含水量的降落可能会由于化学浸染减少而导致石英硬化，但靠近逆冲断层下盘（5mm）的石英糜棱岩具有强烈的应变局部化特色，含水量最低，并且险些没有证据表明剪切带加宽。在石英糜棱岩中，水分流失落彷佛是很主要的，它是由水的含量而不是水的浓度掌握的。残余包裹体内和晶界处的流体可能掌握了对水分流失落至关主要的高水逸度。
图1 苏格兰西北部莫因逆冲断层（MT）位置图，以及从格伦考乌尔的下盘采集样本。
图2 莫因逆冲断层（苏格兰西北部）下盘寒武系石英岩的光学变形和重结晶微不雅观构造。
（A，B）完备重结晶糜棱岩SG-1，采集于莫因逆冲断层下5mm处，重结晶晶粒和亚晶粒边界排列整洁（薄片厚度t=12 μm）。
（C）较大的剪切带石英晶粒，具有颠簸消光和亚晶粒，以及较细的SG-7重结晶晶粒（采集于逆冲断层2.5m处，t=8μm）。
（D）变形最弱的石英岩原岩SG-15（采集于逆冲断层70m处，t=30μm），原始（现在为椭圆形）碎屑石英晶粒、重结晶晶粒和原始晶粒边缘的白云母的波状消光。
原文链接：Geology, 2020, 48 (6)：557-561.
doi：https://doi.org/10.1130/G47041.1
（译者：黄永慧，中国地质大学（北京））
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冰蚀谷全新世以来岩崩及岩壁退却撤退速率的韶光变革
近日德国图宾根大学的Solmaz Mohadjer等人基于对瑞士布伦嫩山谷的研究创造全新世以来以及当代岩壁的退却撤退速率进行了研究，并揭橥于《Geology》。
本文旨在研究在冰川退缩后瑞士劳特布伦嫩山谷的面积为5.2平方千米的碳酸盐岩质峭壁的岩崩的韶光变革。我们通过过去5.2年间对该地进行的19次激光地形扫描、对得到数据的频率-强度分布曲线的外推以及基于对过去冰川退缩后所形成的倒石锥的体积的估算这三种方法研究了该地区岩崩的韶光变革。短韶光尺度的不雅观测并未表明过去1.5年相对付5.2年来的岩崩速率存在显著差别，并且两个韶光段的岩壁年均退却撤退速率均为0.03毫米到0.08毫米之间。但是，基于短期不雅观测数据拟合的曲线所预测的永劫光尺度上年均退却撤退速率仅为0.14毫米到0.22毫米，显著低于根据残留落石体积所估算的每年0.27毫米到0.38毫米的退却撤退速率。上述研究结果表明：（1）在短韶光尺度上，短期的监测同多年监测数据呈现同等性的特点，因此，对付基于激光地形扫描监测的磨难评估而言，短期监测已经能够知足需求;（2）在永劫光尺度上（全新世）更高的岩壁退却撤退速率可能是由于冰川退缩后所导致的残余应力开释以及在冰川边缘更强烈的岩崩活动所导致的。
图1：劳特布伦嫩山谷的数字高程模型。左图黑方框为所调查的倒石堆位置，右图黄色区域为方框内对应的倒石堆覆盖区域。左图赤色虚线为公元1889年滑坡的后缘。
图 2：岩崩体积-累积频率分布曲线。
原文链接：Geology, 2020, 48 (6)：594–598.
doi：https://doi.org/10.1130/G47092.1
（译者：哈哈哈）
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非共晶成因的镁铁质堆晶岩的成因：一种新模式
深成镁铁质杂岩体是紧张由矿物堆晶形成，个中矿物大多以共晶的形式存在。这种征象与玄武质岩浆从边缘向内原位结晶的特色相同等。但是，在这些杂岩体中也局部存在与两种（或多种）矿物成比例的堆晶，其比例与液相线相平衡所预期的不一致。这种非共晶的堆晶岩常日有两种阐明，其一是该征象可能源自于同一母岩浆中结晶出的矿物的机器分离，或者是源自不同母岩浆的结晶矿物的机器稠浊。本文的研究者们先容了一个新颖的成因模式，不须要以上任何过程即可产生具有非共晶征象的堆晶岩。该模型涉及的原始熔体在冷却后便开始结晶，同时沿着岩浆补给通道从深处的岩浆储库向地球表面上升。取决于冷却的程度，上升熔体在一个、两个和更多液相状态中相继变得饱和。考虑到大多数晶体结晶时都处于悬浮的状态，由此熔体中会含有一种（或多种）平衡结晶出的斑晶，其比例明显是属于非共晶析出的结晶模式。因此，在玄武质岩浆房补给过程中同时发生原位的平衡结晶，可能是形成这种非共晶模式的堆晶岩的成因。
图1：富铬铁矿的钙长石岩（由非共晶成因的铬铁矿与斜长石组成）的野外露头和镜下特色，样品来自南非bushveld杂岩体。
图2：深部岩浆上升的玄武质熔体形成非共晶亚铬铁矿斜长石堆晶岩的模型；（A）上升时，铬铁矿首先在熔体中饱和并析出，随后铬铁矿（黑点）和斜长石（白色矩形）都达到固相线开始形成斑晶。在到达浅部岩浆房时，岩浆则已经含有非共晶比例的铬铁矿和斜长石斑晶组合。这类含斑晶的岩浆进入岩浆房，并以基底流的形式在岩浆房的底部扩散。（B）斜长石-铬铁矿二元体系的部分相图，显示该岩浆中的非共晶比例先是由于0.4％的单独的铬铁矿结晶，然后是1.0％的铬铁矿-斜长石共晶结晶。这些晶体从基底流中沉淀在岩浆房底面上，并会产生一层晶粥状堆晶层，个中含有非共晶比例的铬铁矿和斜长石。L—熔体；Plag—斜长石；Chr-铬铁矿。
原文链接：Geology, 2020, 48 (6)：604–608.
doi：https://doi.org/10.1130/G47082.1
（译者：Chun Yang @CUGB）
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二叠纪末生物大灭绝后的湖泊生态系统复原
近日中国科学院南京地质古生物研究所王博研究团队创造了二叠纪末生物大灭绝后现知最早的湖泊生态系统规复的地质记录。
二叠纪末生物大灭绝（EPME；约2亿5千2百万年前）对湖泊生态系统产生长久的影响。但由于早、中三叠世湖泊沉积记录的缺少，目前湖泊相生态系统灭绝后的规复是否迟滞仍不明朗。在本文我们宣布了中国鄂尔多斯盆地的中三叠世含丰富化石和火山灰夹层的富有机质页岩，该页岩年事测定约为2亿4千2百万年（大致在中三叠统安尼阶-拉丁阶边界附近）。这套富有机质沉积记录了在生命大灭绝之后已知最早的湖泊，比之前的记录向前推进了500万年。这套沉积记录也要早于晚侏罗世环球广泛分布的湖相页岩和泥岩。这套富有机质沉积中的化石组合很丰富，包括植物、介形虫、叶肢介、鲎虫、昆虫、鱼类以及鱼粪化石等，反响了中生代型的热带多层营养级湖泊生态系统。该结果揭反响了EPME 之后已知最早的完全湖泊生态系统，建揭示三叠纪湖泊生态系统最多须要1000万年即可完备复原，与“煤层缺失落期”的结束同等，意味着造泥炭森林的显著规复。
图1. 研究区地质图。（A）鄂尔多斯盆地在中国西北部的位置（修正自Sun et al.,2019）。灰色区域代表华北板块。（B）四个剖面的位置，为A中红框放大处。数字代表路号。
图2. 岩性、化石层、采样点和年事结果的地层柱状图。下拉丁统富有机质页岩在齐水河剖面缺失落，但在其他三个剖面都发育良好。
图3. 铜川组（中国鄂尔多斯盆地）富有机质页岩和泥岩中的代表性化石。（A–C）八王庄剖面的鱼粪。（D）切片显微照片显示鱼粪化石中掠食性双翅目幼虫的几丁质下颚。（E）D中蓝框的放大。（F，G）马庄剖面的甲虫（昆虫纲鞘翅目）。（H）马庄剖面的鱼类（新鳍亚纲）。（I）马庄剖面的Tungchuania sp. （湖花介科）。(J) 马庄剖面的Xinjiangiops sp. （鲎虫科）。比例尺: 20 mm （A-C）, 10 mm （H-J）, 5 mm （G） 2 mm（F）, 0.2 mm （D） and 0.1 mm （E）。
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 609–613.
doi：https://doi.org/10.1130/G47502.1
（译者：南京大学地球科学与工程学院古生物学与地层学专业研究生申博恒）
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日本东北部入海沉积物的空间变革及其对大逆冲断层地震的影响
入海沉积物的性子是掌握俯冲带大逆冲断层地震发生的关键成分。在2011年Mw9东北地震（日本近海岸地区）中，俯冲大洋板块携带的富含蒙脱石的粘土矿物对海沟附近巨大板块间同震位移的发展起了关键浸染。最近，我们在太平洋板块西北部进行了密集的地震震源调查，以研究近岸大洋板块的性子。这次地震调查反响的数据显示，在大多数地区，海床和声波基盘之间的沉积层厚度为几百米，但依然有少数地区，沉积层看起来非常薄。我们的广角地震数据表明，这些薄沉积层的声波基盘不是洋壳的顶部，而是最近火山活动导致的沉积物中的岩浆侵入。这意味着沉积物的下部，包括富含蒙脱石的远海红棕色粘土层，都遭受了严重扰动和热变质。2011年日本东北大地震的巨大同震位移在一个刚刚开始下沉的薄沉积层附近停滞。根据这些不雅观测结果，我们认为大洋板块俯冲前的火山活动通过对局部沉积层的扰动和热变质浸染，影响俯冲后板块间地震的震级和分布。
（A）西北太平洋边缘（日本近海）的地震丈量线。
（B）沿多道地震（MCS）线双向移动的沉积层厚度。赤色园圈表示“petit-spot”火山活动聚拢点，在那里不雅观察到许多小型且形成韶光较晚的火山（Hirano等人，2006年）。红圈A和红圈C对应的是明显较薄沉积层覆盖。大多数其他薄沉积层区域对应的是海山和小的海底隆起。
（C）2011年东北地震的同震位移分布（玄色等高线）（Iinuma等人，2012年）。等高线间距为10m，阴影区为大型位移区域（＞30m）。赤色表示燧石区沿MCS线的分布。
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 614-619.
doi：https://doi.org/10.1130/G46757.1
（译者：黄永慧-中国地质大学（北京））
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利用U-Pb和Re-Os年代学方法追踪雪球地球Sturtian冰期后的地层浓缩浸染
雪球地球假说预测会有很强的滞后浸染，导致数百万年的冰川离散，随后环球同步冰消。本文先容了来自华南Sturtian后层序U-Pb锆石和Re-Os沉积岩地球年代学及Os同位素化学地层学，以测试冰消浸染的同步性。利用高精度化学剥蚀-同位素稀释-热电离质谱（CA-ID-TIMS）锆石U-Pb定年将最小的冰期年事定为660.98±0.74百万年，即比古人宣布的要早约2百万年。我们还创造目前Marinoan冰期开始的最从前纪限定在657.17±0.78百万年。最新环球汇编的Os同位素化学地层显示，地层<1m范围内非放射源值具有较大的系统性趋势。以上数据表明，华南地区的碳酸锰并不是雪球事宜后受碱度影响而形成的盖帽碳酸盐岩，而是冰消浸染数百万年后形成的自生碳酸盐岩。比较于年轻的Marinoan冰期，Sturtian每每缺失落或浓缩成盖帽碳酸盐岩。我们认为，这反响了成冰纪早期，未充填裂谷盆地可容空间的增加，滞后浸染更强，冰量更大和Sturtian冰消所需的CO2更高。此外，我们的研究认为，地层浓缩浸染更随意马虎阐明冰消浸染明显的穿时性，这本身是由于大的Sturtian冰期后海侵层序覆盖在浅水碳酸盐岩沉积之上。
（A）华南克拉通新元古界地层的露头范围图。插图显示了区域古地理的紧张部分（B）湖南和贵州的新元古界地层柱状图，绿线为U-Pb锆石CA-ID-TIMS定年，绿星为Re-Os等时线定年，样本编号为上标，Ta-铁丝坳组；Nan.-南沱组
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 625–629.
doi: https://doi.org/10.1130/G47246.1
（译者：中国地质科学院在读硕士生 张瑜）
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南极东部出口段冰川的延时极大值与衰退
在末次冰期，南极东部出口的冰川匆匆成了罗斯湾冰原的形成。该出口的最大结冰范围以及随后冰川消退的韶光，对南极冰盖（AIS）特性及环球海平面会产生影响。本文先容了从哈瑟顿冰川旁的韦尔曼湖地区提取出的45个湖相蓝藻的~（14）C年事，这是第一个既记录了南极冰川提高到最大位置和随后消退位置的高分辨率年表的陆相数据。17个新的暴露年事十分分散，但最小的四个~（14）C数据基本同等。哈瑟顿冰川从13,000B.P.到9500B.P.逐步增厚，然后稳定地变薄直到 2800B.P.旁边。我们的事情供应了证据，表明南极东部出口冰川与末次盛冰期（LGM）比较涌现了延迟的最大值和衰退，并越来越多的韶光跨度的证据支持 冰盖罗斯海板块内存在一种随韶光递减的局部LGM。这两个不雅观测结果都符合这样的不雅观点，即出口冰川扩展和衰退的韶光是由在来自海洋的强制动态减薄和大气变暖而增加的积累之间平衡掌握的。
图1（A） 南极舆图，标明韦尔曼湖野外区域的位置（红点）。EAIS-南极东部冰盖；WAIS-南极西部冰盖。（B）达尔文-哈特顿出口冰川系统，它毗邻伯德冰川（最大的出口冰川从南极洲东部流入罗斯湾）。赤色方框显示图C的位置。（C）维尔曼冰川湖，位于哈瑟顿冰川下贱。在图4中A-A‘和B-B’对应于年等年事线中的点。从极地地理空间中央数字高程模型中调度近似等高线100米间隔，从极地地理空间中央数字高程模型（https://www.pgc.）调度INE S（100米间隔 umn.edu/data/rema），以符合野外所利用的差分GPS单元的高程。根本图像©2009年数字地球。
图2. 南极横贯南极山脉的韦尔曼湖地区表层冰川地貌图。校准碳14年事（见脚注1）。
图3.（A）不列颠尼I，沿着山脊向北漂流。冰流方向从右向左。（B）大不列颠I向南漂移极限，冰流方向从左到右。巨石直径～50厘米。（C）在1010米的高度上，在不列颠尼亚I（用赤色箭头标记）可以看到本日的哈瑟顿冰川。（标高860m）。其前身是一个冰坝，保存了7000-8000年前丰富的蓝藻。（D）一系列的岸线（标有赤色箭头）在不列颠I，向北漂流间隔拍摄照片的地方约0.5公里。
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 630–634.
doi：https://doi.org/10.1130/G47297.1
（译者：中国地质大学（北京）地球科学与资源学院地质工程在读硕士生董宇航）
21
隆升拆离工厂
近日挪威地质调查局的Gwenn Peron-Pinvidic同加州大学戴维斯分校的John Naliboff通过数值仿照对被动型大陆的形成提出新的见地，并揭橥于《Geology》。
被动型大陆边缘含有一系列布局及基底描述的特色，而这些特色记录大陆地壳减薄及大洋扩展中央的形成信息。人们早已意识到被动型大陆边缘的蜕变及其繁芜，并且个中存在由拆离断层所主导的基底隆升阶段。只管由于隆升区域布局的繁芜性使得我们常常难以详细研究断层的形成及蜕变特色，但人们常日习惯用旋转-铰链模式来阐明基底的隆升机制。本文中，我们通过对大陆裂谷形成过程的数值模，研究了断层系统的活动性，从而对基底隆升的过程进行了约束。我们通过高分辨率的仿照创造地壳内部存在薄弱面，而拆离断层发育于深部的薄弱面，并沿薄弱面发育达到地表。我们的“拆离工厂”模型对隆升体系中拆离断层的起源深度、韶光以及办法进行了约束。同时，我们的模型也预测了非活动的拆离体系是如何随着扩展的进行逐渐阔别扩展中央的，以及在高下盘是如何产生独特的地球物理旗子暗记。
图1.（A）拆离工厂蜕变模式图。（B）隆升拆离工厂的卡通模式图：下盘存在向上倾斜的薄弱面，即拆离断层前体。拆离断层发育于这些薄弱面并呈扇形向地表迁移末了消逝。随着断层向上发育，其倾角增大，活动性增强，并且由于积累的大量的应力会大致岩石的分裂进而诱发流体循环、岩浆侵位以及蛇纹石化。随着扩展的进行，拆离断层阔别扩展中央并且不再生动。CC-陆壳；DF-拆离断层。（C）扩展进行七千三百万年后的扩展中央的仿照图。
原文链接：Geology (2020) 48 (6): 635–639.
doi：https://doi.org/10.1130/G47174.1
（译者：哈哈哈）
美编：车玥逸
校正：覃华清
