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地学前沿||《Geology》2021年第3期论文导读(下)

作者:中科院地质地球所
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湖相碳酸盐岩的年龄是使用碎屑锆石U-Pb年表确定的

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陆相沉积环境中的湖相碳酸盐岩层具有通过碎片锆石U-Pb确定沉积年龄的巨大潜力。碳酸盐沉积环境中低碎屑沉积物通量可能会增加火山气流沉积的锆石的相对比例,这反过来又可能增加碎片接近真实沉积年龄的机会。通过研究湖相碳酸盐岩地层碎屑锆石的U-Pb年表,为酸溶性方法分离锆石和确定陆相形成中沉积年龄的有效性提供了理论依据。从美国蒙大拿州西南部白垩纪前陆地盆地的河相砂岩和湖相碳酸盐岩中取样。阿普特晚期至阿尔布晚期(约115-110Ma)的最大沉积年龄向上年轻,与生物形成的年龄一致。湖碳酸盐岩是许多类型构造盆地的重要组成部分,碎片锆石U-Pb年表在其地层中记录的重要化学和气候事件的年代测定中具有巨大的应用潜力。它还可以提供关于长期存在的问题的新信息,即地层记录是由长期背景细粒沉积事件还是短期粗粒沉积事件主导。在构造活跃的盆地中,湖相碳酸盐岩可能是确定构造沉降开始时间的重要依据,特别是在以泥浆和碳酸盐岩为主的细粒沉积期。

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文章来源:

地质, (2021)49(3), 294-298.

链接:

https://doi.org/10.1130/G48070.1。

(译者:哥斯达黎加的棍子61)

12 蒸发岩的风化和沉积可能受到长期气候变化的驱动

地学前沿||《Geology》2021年第3期论文导读(下)

地表温度的长期变化与大气中的CO2含量密切相关,这通常被认为与地表硅酸盐的风化和气候变化有关。然而,对于一些气候事件,变化的原因仍未解决。最近,伦敦大学学院地球科学系的Graham A. Shields教授和他的合著者利用模拟发现,蒸发岩石的风化和沉积可能是长期气候变化的驱动力。蒸发岩石风化和沉积的影响可以通过海洋碳酸盐沉积过程导致最终的气候变化。例如,硫酸钙风化在不运输CO32-的情况下为海洋提供Ca2 plus,而海洋ca2 plus的增加导致碳酸钙沉积物的增加,而CO2释放到大气中也响应增加,导致温室效应增加和变暖。相反,硫酸钙在海洋中的沉积削弱了温室效应,蒸发岩石沉积对大气CO2含量的影响可能超过硅酸盐风化的影响,最终导致气候变冷。到目前为止,非稳态蒸发岩动力学和相关反馈对长期碳循环变化的影响一直被忽视。本研究通过比较一系列大规模蒸发岩沉积事件与更新世中后期全球气候变冷趋势,强调了蒸发岩沉积的重要性。

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地质科学(2021) 49 (3),299-303.

https://doi.org/10.1130/G48146.1。

(译者:三刀)

13 "第一床板珊瑚"不是板形的

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床板珊瑚的假定年龄可以追溯到寒武纪爆发,但这不是真正的床板珊瑚。来自早期Otaus的化石被鉴定为地衣珊瑚,并被公认为最早的床板珊瑚,实际上属于Amses珊瑚属,可能是钙藻类。最早发现的物种出现在中奥套晚期,是大尾时代生物多样性事件的代表,在大田晚期出现最早发现的地衣物种之前。寒武纪(2世纪)板块状化石从真正的板块状化石出现到大约50万年的时间跨度,直接的系统发育联系不太可能。因此,有必要重新审视对床板珊瑚的起源和进化历史的现有理解。在确定奥陶时代生物多样性事件所涉及的生物和地质因素时,重要的是要考虑两大群古珊瑚:同时出现在不同古代大陆上的床板珊瑚和皱纹珊瑚。

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源:

地质,(2021)49(3),304–308.

https://doi.org/10.1130/G48235.1

(译者:袁萌)

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从大气-海洋系统循环的汞进入与火山弧相关的浅层低温热液金系统

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光化学作用导致大气-海洋系统中汞的非质量同位素分馏,海洋沉积物或水合海洋地壳的俯冲可能使产生的汞同位素再循环到火山弧环境中。这种环境通常含有浅水热液金矿床,其特征是Hg-Sb-As金属的特定组合。研究人员分析了中国东北七个火山弧浅层热液金矿床的汞同位素组成,并重新研究了太平洋和地中海周围火山弧中热液矿床中汞的成分。东北地区金矿石样品值大多为正值(0.11±0.07英寸,1英寸,n x 48),环太平洋地区0.00±0.0)金矿石样品值为9英寸,1英寸,n,182)和地中海新一代火山带(0.09±0.08英寸,1英寸, n, 9)的价值与金矿石样品的值相似,为199 Hg。由于海洋沉积物和海水中汞的正值,研究人员得出结论,活跃大陆边缘环境中含汞的浅层热液沉积物在海洋板块俯冲期间通过脱水释放汞,并从海水中的海洋沉积物中回收大量汞。然而,在±0.06±,1英寸,n,26)中观察到中国南部克拉通的含汞矿床(-0.09燕鸥±-0.09燕鸥)的含汞矿床(-0.09燕鸥)±,1英寸,n,26)观察到负值为199Hg,负值接近于零,可能与底和地幔来源有关, 分别。因此,汞同位素有可能追踪岩石圈中的汞循环。

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地质科学 (2021) 49 (3),309–313.

https://doi.org/10.1130/G48132.1

(译者:王天琦,中国地质大学(北京))

15 活性槽中裂纹的产生、演变和作用

地学前沿||《Geology》2021年第3期论文导读(下)

槽是进入深海的沉积物的主要通道和中间储层,主要包括有机物,污染物和微塑料。河流形态变化的关键驱动因素是迁移裂缝,其形成通常与裂缝,弯曲和结构的帷幕过程有关。裂谷中裂解的形成从未被描述过,裂解的进化仍然值得怀疑。在非摇摆基体中,能够维持这些特性的沉积和流动过程也很少被记录下来。2012年至2018年在Capbreton Submarine Canyon(法国海岸比斯开湾东南部)进行的几项高分辨率多波束测深研究表明,裂缝可以在弯曲的溪流的弯曲处以多年到年的时间尺度存活。在形成新的裂缝之前,在紧密弯曲处存在部分堵塞。我们描述了这种起始过程,并展示了裂缝随时间推移的详细形态演变,裂缝第一端的斜率稳定并随着时间的推移而增加,因为它们通过可追溯的侵蚀迁移。这种形式的发展或与瀑布池相关的增强的下游侵蚀与水力跳跃的形成和维护有关。这些自我驱动的时间高频裂解发现表明,米深的切割填充循环是海底系统的常态。

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地质科学 (2021) 49 (3),314–319.

https://doi.org/10.1130/G48369.1

(译者:李志超,中国地球科学院)

16 大西洋中脊北纬13度的地震活动趋势和拆解断层结构

地学前沿||《Geology》2021年第3期论文导读(下)

在缓慢膨胀的海脊上,板块分离通常在一定程度上受到脱离断层的调节,海底露出上地幔和下地壳岩石。然而,这一过程的机理、海底底底结构和这些断层之间的相互作用在很大程度上仍不得而知。本文报告了2016年在北纬13度附近的大西洋中脊部署的由56个海底地震仪(OBSs)组成的地震监测网络的结果,在两个相邻的拆卸断层和一个中间海脊竖井处具有密集的空间覆盖。虽然两个拆卸断层都表现出高水平的地震活动,但它们被一个约8公里宽的地震带隔开,表明它们在结构上是分开的。此外,在研究区域的北部,可能与岩浆活动有关的线性地震带在13至30'N处横切了拆卸表面的圆顶,为先前存在的断层的放弃提供了证据。再往南,2016年和2014年的调查在空间上重叠,两项地震研究表明地震活动模式发生了重大变化。这些变化表明,在海洋下进行的拆卸在适应板块膨胀时,经历了以前未观察到的应力积累和释放循环。

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源:

地质科学 (2021) 49 (3), 320–324.

https://doi.org/10.1130/G48420.1

(译者:陷害少年肖特贞)

17

基于盐动力变形的顺序,重新探索了哈尔施塔特地区的阿尔卑斯山造山运动

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东阿尔卑斯山哈尔施塔特二栈系统的岩盐及其邻近的盐结构伴随着三叠纪系统的深水沉积物,与周围的碳酸盐沉积物相矛盾。传统上认为,侏罗纪晚期的盐层被推到表碳酸盐岩上,以产生这种共存现象,因此被认为是东阿尔卑斯山最早的造山事件。本文描述了哈尔施塔特底部剖分结构旁边暴露良好的三层表碳酸盐岩中的盐力序列露头。基于这种露头和其他地质特征,作者推测三叠纪哈尔施塔特底部分裂沉积在沉积盆地并被碳酸盐岩平台包围,并在侏罗纪时期被挤出海中。哈尔施塔特底裂解在沉积层序中的形成过程并不支持其引力覆盖物,并说明了东阿尔卑斯山中层形成过程中盐结构的重要性,并挑战了晚期三叠纪阿尔卑斯山造山事件的可能性。

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地质学 (2021) 49 (3),325–329,

https://doi.org/10.1130/G47981.1

(译者:小爪子)

18

西太平洋雅浦海沟蛇纹岩中无机成因碳颗粒的纳米地球化学

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蛇纹石可以为碳颗粒的无机形成提供适当的条件,从而可以维持深层生物圈的活动并参与深层碳循环,这也可以为早期生命的起源提供物质基础。然而,到目前为止,已经发现碳颗粒仅与蛇形岩石中的次级矿物质结合。相比之下,发现碳颗粒与氧化铁(磁铁矿)结合,氧化铁是蛇形岩石的主要成分。研究所使用的样本是由西太平洋雅浦海沟6413米深处的载人深潜人员采集的。样品中的碳颗粒与一些微米级的磁铁矿颗粒共存,但它们与纳米间隙中的纳米级氧化铁共存。振动光谱显示,碳颗粒含有脂肪和芳香物质,但没有发现生物引起的有机物。基于上述结果,作者推测蛇纹岩纳米间隙中的理化现象和纳米催化活性矿物在碳颗粒的形成中起重要作用。

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地质科学 (2021) 49 (3),330-334.

https://doi.org/10.1130/G48153.1

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安哥拉纳米贝盆地盐下碳酸盐岩中火山油气注入的石油和天然气地质年表

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在火山裂谷的边缘,油气充填的时机对于了解流体的来源很重要,但目前还很难预测。本文研究了南大西洋盐类含油气系统中火岩活动与油气充填的相关性,并将原位碳酸盐U-Pb地质年表(一种确定油气运输年龄的较新工具)应用于纳米布盆地(安哥拉)陆上裂谷地下石灰岩中的沥青矿脉。为了确定流体活动是否与已知的火山活动同步,该研究还从附近的火山碎片体中获得了AR / 40 39ArAr地质年表的新时代。沥青与洞穴中的较老矿脉和麻痹性结石共生,与年轻矿脉中的白云石共生。陨石的U-Pb年龄为(86.2±2.4)Ma,与AR / 40 39火山活动(89.9±1.8)Ma的年龄重叠。火山附近的重叠年龄和局部沥青产量表明,白垩纪晚期的火灾岩石活动与石油和天然气填充之间存在明显的关系。白云岩的年龄为56.8±4.8Ma,揭示了盆地中未知的古代新石器时代/原始流体活动。

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地质,(2021)49(3),335-340.

https://doi.org/10.1130/G48019.1。

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富含铜和钴的超钾盐水为赞比亚铜带Nkana-Mindola矿床的形成做出了重要贡献

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中非铜带(CACB)是地球上最大的沉积铜和钴矿带。铜和钴是电池和电力传输中的重要应用,使其成为无碳能源革命的重要组成部分。然而,关于CACB中矿化热液的性质和来源仍然存在争议。该研究使用微观温度测量,扫描电子显微镜和LA-ICP-MS分析了赞比亚Nkana-Mindola矿床的流体包膜。研究发现,贱金属在"贫"和"矿"流体之间的常见程度是其10至100倍,并且盐的成分也不同。天然流体包层沉积在预先构建的脉冲石英中,具有更高的平均温度(约200至300摄氏度)和盐度,K / Na>为0.8,金属浓度高(Cu和Co高达102至103 ppm)。随后的脉络石英结构具有较低的同质层温度(约110至210摄氏度)和较低的原生包装盐度,K / Na<0.8,低金属含量(<102 ppm)。笔者认为,中国古代和新加坡富含CaCl2的海水蒸发后期形成的高温、乏硫酸盐、含金属和含钾残留盐水在矿化中发挥了重要作用。在盆地封闭期间,温度较低的流体和不饱和石盐与蒸发岩石相互作用,并产生构造控制的钠相互交流。矿床的流体化学、贱金属浓度和侵蚀组合与赞比亚的大多数铜矿床相似,表明高度演化的残余盐水对于矿化省的形成至关重要。

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地质 (2021) 49 (3),341–345.

https://doi.org/10.1130/G48176.1

(译者:南京大学陈博耀)

21 第四纪元欧亚冰盖的横向差异——来自海洋的证据

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最近几天,Berit Oline Hjelstuen和Hans Petter Sejrup首次整合了整个欧亚冰盖(EURIS)海洋边缘(英国 - 爱尔兰冰盖,卡拉 - 巴伦支海 - 斯瓦尔巴冰盖和斯堪的纳维亚冰盖)边缘的四世纪沉积物的体积,沉积速率和时间顺序数据。该研究将EURIS分为三个阶段(2.6-1.5 Ma,1.5-0.78 Ma和0.78-0 Ma)。在第四纪元开始时,沉积率相对于第四纪元之前增加了一个数量级。对于速率激增的主导因素,排除了陆地块构造上升的影响,更可能是由于冰川侵蚀中反映的气候变化。沉积物分布数据显示,到四世纪初,卡拉-巴伦支海-斯瓦尔巴冰盖(KBSIS)相当大,在1.5 Ma之前已经延伸到大陆架的边缘,并与斯堪的纳维亚冰盖(FIS)合并,后者在1.5 Ma之前可能靠近海岸。1.5-0.78 Ma,KBSIS的特点是冰流大,冰川侵蚀强烈,此时FIS在大陆架上进一步延伸。在0.78 Ma之后,EurIS向南北移动。在FIS和英国 - 爱尔兰冰盖(BIIS)中,大型冰流比KBSIS晚了近1米长的架缘冰川。FIS和BIIS也在北海多次合并。沿KBSIS海洋边缘的沉积物输入显着减少到四元数极限,表明KBSIS侵蚀较小。

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地质科学, (2021) 49 (3), 346–351.

https://doi.org/10.1130/G48106.1

(译者:CAGS@ZYU)

校对及美编辑:余华清