(一)反时针(CCW)PTt轨迹的造山过程
它是构筑动力学模型的必需和最初的一步。从岩浆-构造事件序列以及造山阶段的幕的划分来看,不论是一个造山幕的尺度还是整个造山过程,均记录了陆壳的加热在先,然后是收缩构造导致的陆壳加厚,最后隆升剥蚀的过程,因此,具反时针(CCW)PTt轨迹(图2-79)。因此,总体上表现为,一个较薄的岩石圈(60~100km)和一个加厚的陆壳(55~60km),类似于现今的安第斯和冈第斯的岩石圈结构。
图2-79 华北燕山造山过程反时钟(CCW)PTt轨迹示意图
热模拟中瞬间陆壳加厚之后的隆升约为100~120Ma(参见第一节),但是,华北造山带陆壳加厚之后的隆升只有几个Ma,甚至≤1Ma,因此,加厚的陆壳不可能恢复到加厚前的陆壳厚度,又遭受一次收缩构造,这样,随时间,陆壳厚度必然持续增加(图2-79)。
(二)燕山造山带动力学模型
基于已有的模型(吴福元等,2003,邓晋福等,2003)和造山过程的PTt轨迹,可构筑一个改进的动力学模型(图2-80),其概要如下:①J1和J2沿岩石圈破裂2次玄武质岩浆底侵于壳底和贯入于破裂的岩石圈(L1)中(图2-80a);②J1晚期和J2晚期2次收缩构造,使陆壳加厚,同时玄武质岩石和底侵岩浆房中堆晶超镁铁-镁铁质岩石转化为榴辉岩,使原有的克拉通岩石圈(L1)改造为密度大的岩石圈(L2),密度大导致岩石圈下沉(图2-80b);③J3和K11高密度岩石圈(L2)的下沉拉力,导致沿莫霍面构造薄弱带和山根带榴辉岩顶界近水平方向的拉裂,最终使岩石圈面型拆沉,软流圈上涌,导致面型玄武质岩浆的喷发(图2-80c);④K21由于区域挤压应力场的终止,巨大山根产生陆壳隆升,导致后造山伸展构造,这时软流圈开始冷却,逐渐转变为新的岩石圈(L3),由于软流圈冷却,火山作用基本上停止,只发育后造山侵入活动(图2-80d)。可以看出,图2-80的模型显示,后造山的伸展主要是由于区域挤压应立场的停止和剧烈的地壳隆升所诱发,此时已不是岩石圈大规模拆沉,而是软流圈开始冷却,逐渐转变为新的岩石圈的过程,是被扰乱的L/A系统走向稳定的过程。
参考文献
北京市地质矿产局.1991.北京市区域地质志.北京:地质出版社,1~598
图2-80 华北燕山造山带形成和演化动力学模型示意图(说明见正文)
鲍亦冈,刘振峰,王世发,黄河,向志民,王继明,王增护.2001.北京地质百年研究.北京:地质出版社,1~274
白志明.1991.八达岭花岗岩.北京:地质出版社,1~172
白志民,许淑贞,葛世伟.1991.八达岭花岗杂岩.北京:地质出版社,1~172
白瑾,戴风岩,颜耀阳.1997.中条山前寒武纪地质演化.地学前缘,4(4):281~289
程裕淇主编.1990.中国地质图(1∶5000000)说明书.北京:地质出版社,1~74
池际尚,路凤香主编.1996.华北地台金伯利岩及古生代岩石圈特征.北京:科学出版社,1~292
陈义贤,陈文寄.1997.辽西及邻区中生代火山岩—年代学、地球化学和构造背景.北京:地震出版社,1~279
DavisGA,于浩,钱祥麟,郑亚东等.1994.中国变质核杂岩—北京云蒙山地质简介及地质旅行指南:钱祥麟主编,伸展构造研究,154~166
邓晋福,鄂莫岚,路凤香.1988.汉诺坝玄武岩化学及其演化趋势.岩石学报,1:22~33
邓晋福,赵海玲,莫宣学,吴宗絮,罗照华.1996.中国大陆根柱构造—大陆动力学的钥匙.北京:地质出版社,1~110
邓晋福,刘厚祥,赵海玲等.1996.燕辽地区燕山期火成岩与造山模型.现代地质,10(2):137~148
邓晋福,赵海玲,罗照华等.1998.岩石圈-软流圈系统的形成与演化.欧阳自远主编,世纪之交矿物学岩石学地球化学的回顾与展望.北京:原子能出版社,97~104
Deng J-F,Luo Z-H,Zhao H-L et and syenite:petrogenesis constrained by the petrological phase equilib-rium.北京大学国际地质科学学术研讨会论文集,北京:地震出版社,745~757
邓晋福,吴宗絮,莫宣学等.1999.华北地台前寒武花岗岩类:陆壳演化克拉通形成,岩石学报,15(2):190~198
邓晋福,苏尚国,赵海玲等.2003.华北地区燕山期岩石圈减薄的深部过程,地学前缘,10(3):41~50
金巍,李树勋.1994.内蒙古大青山地区早元古造山带的岩石组合特征.见钱祥麟,王仁民主编,华北北部麻粒岩带地质演化.北京:地质出版社,32~42
Le Maitre R .(王碧香,沈昆,毕立君译).1991,火成岩分类及术语词典.北京:地质出版社,1~253
李佩贤,程政武,庞其清.2001.辽西北部孔子鸟Confueiusornis的层位及年代.地质学报,75(1):1~13
李伍平.2000.北京西山东岭台(J3d)火山岩的成因及其构造环境探讨.岩石学报,16(3):345~352
李伍平.2001.北京西山髫髻山组火山岩的地球化学特征与岩浆起源.岩石矿物学杂志,20(2):123~133
李晓波,肖庆辉,白星碧等译.1993,美国大陆动力学研究的国家计划.中国地质矿产信息研究院,1~73
刘树文.1991.北京云蒙山片麻状花岗闪长岩体的地质特征及成因.见:李之彤编,中国北方花岗岩及其成矿作用论文集,北京:地质出版社,132~138
柳永清,李佩贤,田树刚.2003.冀北滦平晚中生代火山碎屑(熔)岩中锆石SHRIMPU-Pb年龄及其地质意义.岩石矿物学杂志,22(3):237~244
罗淑兰,吴宗絮,邓晋福等.1997.太行-五台山区不同时代花岗岩岩石学和地球化学特征对比与陆壳演化.岩石学报,13(2):203~214
卢良兆,徐学纯,刘福来.1996.中国北方早前寒武纪孔前岩系.长春:长春出版社,1~276
樊祺诚,刘若新,李惠民等.1998.汉诺坝捕虏体麻粒岩锆石年代学与稀土元素地球化学.科学通报,43(2):133~137
樊祺诚,隋建立,刘若新,周新民.2001.汉诺坝榴辉岩相石榴辉石岩—岩浆底侵作用的证据,岩石学报17(1):1~6
河北省地质矿产局.1989.河北省区域地质志.北京:地质出版社,1~174
和政军,李锦轶,牛宝贵等.1998.燕山-阴山地区晚侏罗世强烈推覆-隆升事件及沉积响应.地质论评,44(4):407~418
和政军,王宗起,任纪舜.1999.华北北部侏罗纪大型推覆构造带前缘盆地沉积特征和成因机制初探.地质科学,34(2):186~195
霍布斯BE,明斯WD,威廉斯.(刘和甫,吴正文等译).1982.构造地质学纲要.北京:石油工业出版社,1~346
罗镇宽,裘有守,关康,苗来成,Qin YM,McNanghton NJ DI .冀东峪耳崖和牛心山花岗岩体,SHRIMP锆石U-Pb定年及其意义.矿物岩石地球化学通报,20(4):278~285
马托埃M.(孙坦,张道安译).1984.地壳变形.北京:地质出版社,1~339
毛景文,张作衡,余金杰,王义天,牛宝贵.2003.华北及邻区中生代大规模成矿的地球动力学背景:从金属矿床年龄精测得到启示.中国科学(D辑),33(4):289~299
毛德宝.2003.中生代岩浆作用对北岔沟门多金属矿床成矿作用的制约(博士学位论文).中国地质大学(北京),1~136
莫宣学,罗照华,肖庆辉等.2002.花岗岩类岩石中岩浆混合作用的识别与研究方法,见:肖庆辉等主编,花岗岩研究思维与方法.北京:地质出版社,53~70
牛宝贵,和政军,宋彪.2003.张家口组火山岩SHRIMKP定年及其重大意义.地质通报,22(2):140~141
Oxburgh E R(地质部石油地质中心实验室译).1988.造山带早期历史中非均质岩石圈的伸展作用,石油地质与实验(造山运动专辑),增刊1:77~87
漆家福,于福生,陆克政等.2003.渤海湾地区的中元古代盆地构造概论.地学前缘,10(特刊),199~206
钱祥麟,王仁民主编.1994.华北北部麻粒岩带地质演化.北京:地震出版社,1~234
单文琅,张吉顺,宋鸿林等.1990.北京西山南部的构造演化.见张吉顺,单文琅主编,北京西山地质研究,武汉:中国地质大学出版社,1~7
任纪舜,王作勋,陈炳蔚等.1999.从全球看中国大地构造-中国及邻区大地构造图简要说明.北京:地质出版社,1~50
孙大中,吴维兰主编.1993.中条山前寒武纪年代构造格架和年代地壳结构.北京:地质出版社,1~180
山西省地质矿产局.1989.山西省区域地质志.北京:地质出版社,1~780
邵济安,张履桥,魏春景,韩庆军.2001.北京南口中生代双峰式岩墙群的组成和特征.地质学报,75(2):205
孙卫东,彭子成,支霞臣等.法测定盘石山橄榄岩包体的Os同位素组成.科学通报,42(21):2310~2313
王季亮,李丙泽,周德星,姚士臣,李枝荫.1994.河北省中酸性岩体地质特征及其与成矿关系.北京:地质出版社,1~213
王瑜.1996.中国东部内蒙古—燕山带晚古生代晚期—中生代的造山作用过程.北京:地质出版社,1~143
王人镜,金元.1990.北京西山北岭向斜早侏罗世细碧岩及其成因.见张吉顺,单文琅主编,北京西山地质研究,武汉:中国地质大学出版社,93~101
王方正.1990.北京西山蓝晶石变质带的发现及其地质意义.见张吉顺,单文琅主编,北京西山地质研究,武汉:中国地质大学出版社,83~92
王燕,张旗.2001.八达岭花岗杂岩的组成、地球化学特征及其意义.岩石学报,17(4):533~340
吴福元,葛文春,孙德有等.2003.中国东部岩石圈减薄研究中的几个问题.地学前缘,10(3):51~60
吴昌华,钟长汀,陈强安.1997.晋蒙高级地体孔前岩系的时代.岩石学报,13(3):289~302
吴宗絮,邓晋福,WylliePJ等.1995.冀东黑云母片麻岩在1GPa压力下脱水熔融实验.地质科学,30(1):12~18
吴珍汉,崔盛芹,朱大岗等.1999.冯向阳燕山南缘盘山岩体的热历史与构造-地貌演化过程.地质力学学报,5(3):28~32
伍家善,耿元生,沈其韩等.1998.中朝古大陆太古宙地质特征及构造演化.北京:地质出版社,1~212
邢风鸣,徐祥.1999.安徽扬子岩浆岩带与成矿.合肥:安徽人民出版社,1~170
杨庚,柴育成,吴正文.2001.燕山造山带东段-辽西地区薄皮逆冲推覆构造.地质学报,75(3):322~332
袁志中.1994.京西煤田大安山-斋堂区滑脱构造特征及找煤.见钱祥麟主编,1994,伸展构造研究,北京:地质出版社,143~153
于津海,王德滋.1997.山西吕梁群早元古双峰式火山岩地球化学特征及成因.岩石学报,13(1):59~70
翟明国,樊棋诚.2002.华北克拉通中生代下地壳置换-非造山过程的壳慢交换.岩石学报,18(1):1~8
庄育勋,王新社,徐洪林等.1997.泰山地质早前寒武纪主要地质事件与陆壳演化.岩石学报,13(3):313~330
赵国春.2002.燕辽地区燕山期火山活动节律与造山-深部过程.博士学位论文,北京:中国地质大学,1~132
朱大岗,崔盛芹,吴珍汉等.2000.北京云蒙山地区挤压———伸展体系构造特征及其岩石组构的动力学分析.地球学报,21(4):337~344
张建新,曾令森,邱小平.1997.北京云蒙山地区花岗岩穹隆及伸展构造的探讨.地质论评,43(3):232~240
张安隶等.1991.金刚石找矿指示矿物研究及数据库.北京:科学技术出版,1~162
张理刚等.1995.东亚岩石圈块体地质———上地幔、基底和花岗岩同位素地球化学及其动力学.北京:科学出版社,1~252
Barker F & Arth JG. 1976. Generation of trondhjemitic-tonalitic liquids and Archean bimodal trondhjemitic-basalt suites. Geol. ,4
Baker F ed. 1979. Trondhjemites,dacites and related rocks,New York,Elsew. Sci. Pub. 1 ~ 321
Bergantz G W. 1989. Underplating and partial melting: Implications for melt generation and extraction. Sci. ,245: 1093 ~1095
Bird P. 1979. Continental delamination and the Colorade plateau. JGR 84 ( B13) : 7561 ~ 7571
Brown G C. 1982. Calc-alkaline intrusive rocks: their diversity, evolution and relation to volcanic arcs. In: Thorpe ,John Wiley & Sons,437 ~ 461
Boyd F R & Gurney J J. 1986. Diamonds and the African lithosphere. Sci,232: 471 ~ 477
Boyd F R. 1989. Compositional distinction between oceanic and cratonic lithosphere. EPSL,96: 15 ~ 26
Carroll MR & Wyllie P J. 1990. The system tonalite-H2O at 15Kbar and the genesis of Calc-alkaline magma. Am,Miner. 75:345 ~ 357
Carmichael I S E,Turner F J,Verhoogen J. 1974. Igneous petrology. McGraw-Hill. Inc. 1 ~ 739
Condie K C. 1982. Plate tectonics and crustal evolution,New York: Pergamon,1 ~ 310
GSC,GRB,AMPS,NRC. 1980. Continental tectonics,National Acod Press,1 ~ 346
Carlson R W,Shirey S B,Peatson D G et al. 1994. The mantle beneath continents. Carn Instit,Washington Year Book 93,109 ~ 117
DePaolo DJ & Wasserburg G J. 1977. The sources of island arcs as indicated by Nd and Sr isotopic studies. Geophys,Tes. Letters,4: 465 ~ 468
Davis G. S,Zheng Yadong,Wang Cong. Darby B. J. Zhang Changhou. Gehrelsl. G. 2001. Mesozoic tectonic evolution of the Yanshan fold and thrust belt,with emphasis on Hebei and Liaoning provinces,northern China. Geol. Soc,America Memoir 194:171 ~ 197
Dewey J F. 1988. Extensional collapse of orogens,Tectonics,7 ( 6) : 1123 ~ 1139
De Celles P G. 1994. Late Cre taceous-Paleocene Synorogenic Sedimentation and Kinematic history of the Sevier thrast belt,northeast Utah and son thwest Wyomiog. G S A Bull. ,106: 32 ~ 56
Davis G A,Zheng Y D,Wang C et al. 2001. Mesozoic tectonic evolution of the Yanshan fold and thrust belt with emphasis on Hebei and Liaoning Provinces,northern China. GSA. Mem. 194: 171 ~ 197
Falloon T J & Danyushevsky L V. 2000. Melting of refractory mantle at 1. 5,2 and 2. 5 GPa under anhydrous and H2O-un-dersaturated conditions: Implications for the petrogenesis of high-Ca boninites and the influence of subduction components on man-tle melting. J. Petrol. ,41 ( 2) : 257 ~ 283
Fedorenko V A,Lightfoot P C,Naldrett A J et al. 1996. Petrogenesis of the flood-basalt sequence at Noril'sk,North Central Siberia. International Geol. Rev. 38: 99 ~ 135
Fyfe W S & Leonardos,O H jun. 1973. Ancient metamorphic-migmatite belts of Brazilian African coasts. Nature,244: 501~ 502
Helz R T. 1976. Phase relations of basalts in their melting range at PH2O= 5 Kbar: Melt Composition. J. Petrol. ,7: 139 ~193
Hirose K & Kushiro I. 1993. Partial melting of day peridotites at high pressure: Determination of compositions of melts segre-gated from peridotite using aggregates of diamond. EPSL,114: 477 ~ 489
Holloway J R & Burnham C W. 1972. Melting relations of basalt with equilibrium water pressure less than total pressure. J. Petrol,13: 1 ~ 29
Huppert HE & Sparks RSJ. 1984. Double-diffuse convection due to crystallization on magmas. Anu, Rev, Earth Planet,Sci,12: 11 ~ 37
Jahn B M,Vidal P,& Kroner A. 1984. Multi-chronometric ages and origin of Archean tonalitic gneiss in Finnish Lapland: a case for long crustal residence time. CMP,86: 398 ~ 408
Johnston A D & Wyllie P J. 1988. Constraints on the origin of Archean trondhjemites based on phase relationships of Nuk gneiss with tho at 15Kbar. CMP,100: 35 ~ 46
Johanes W & Holtz F. 1996. Petrogenesis and experimental petrology of granitic rooks. Springer-Verlag,1 ~ 335
Kushiro I. 1990. Partial melting of mantle wedge and evolution of island arc crust. JGR 95 ( B10) : 15929 ~ 15939
Larson R L. 1991. Geological consequences of superplumes. Geol. ,19: 963 ~ 966
Le Bas,M J. 2000. IUGS reclassification of the high-Mg and picritic volcanic rocks. J. Petrol. ,41 ( 10) : 1467 ~ 1470
Lesher C E. 1990. Decoupling of chemical and isotopic exchange during magma mixing. Nature,344: 235 ~ 237
Maruyama S,Liu J G and Sen T. 1989. The evolution of the Pacific Ocean margin. In: Ben-Avraham Z ( eds. ) . Mesozoic and Cenozoic Evolution of Asia. New York: Oxford University Press,75 ~ 99
Martin H. 1987. Petrogenesis of Archean trondhjemites,tonalites and granodiorites from eastern Finland: major and trace el-ement geochemistry. J. Petrol. 28: 921 ~ 953
Middlemost E A K. 1985. Magmas and magmatic rocks,Longman,London & New York,1 ~ 257
Parfenov L. M. ,Natal'in B. A. 1986. Mesozoic Tectonic evolution of Northeastern Asia. Tectonphysics,127: 291 ~ 304
Pin C. 1991. Sr-Nd isotopic study of igneous and metasedimentary enclaves in some Hercynian granitoids from the Massif Cen-tral,France. In: Didier et eds. Developments in petrology 13 Enclaves and granite petrology. Amsterdam: Elsevier,333 ~ 343
Polet J & Anderson D L. 1995. Depth extent of cratons as inferred from tomographic studies. Geol,23: 205 ~ 208
Rapp R P,Watson E B,Miller C F. 1991. Partial melting of amphibolite / eclogite and the origin of Archean trondhjemites and tonalities. Precamb. Res. 51: 1 ~ 25
Remane J,Faure-Muret A,Odin G S. 2000. International Stratigraphic Chart,J. Stratigraphy 24 ( Sup) : 321 ~ 340
Ringwood A E. 1975. Composition and petrology of the Earth's mantle,MeGraw-Hill Inc. 1 ~ 618
Rutter M J & Wyllie P J. 1988. Melting of vapour-absent tonalite at 10 kbar to simulate dehydration-melting in the deep crust,Nature,331 ( 6152) : 159 ~ 160
Shen Q & Qian X. 1996. Assemblages,episodes and tectonic evolution in the Archean of China. Episodes,18: 44 ~ 48
Song X-Y,Zhou M-F,Hou Z-Q et al. 2001. Geochemical constraints on the mantle source of the upper Permian Emeishan continental flood basalts,southwestern China. International Geol. Rev,43: 213 ~ 225
Taylor S R & Mclennan S M. 1985. The continental crust: its conyrosition and evolution. Blackwell Qxford,1 ~ 312
Turner S,Arnaud N,Liu J et al. 1996. Post-collision,shoshonitic volcanism on the Tibetan platean: Implications for con-vective thinning of the lithosphere and the source of ocean island basalts. J. Petrol. ,37 ( 1) : 45 ~ 71
Van der Laan S R & Wyllie P J. 1992. Constraints on Archean trondhjemite genesis from hydrous crystallization experiments on Nuk gneiss at 10 ~ 17 Kbar. J Geol. ,100: 57 ~ 68
Van der Voo R,Spa kman W & Bijwaard H. 1999. Mesozoic Subducted Slabs under Siberia,Nature,397: 246 ~ 249
Winther K T & Newton R C. 1991. Experimental melting of hydrous low-k tholeiite: evidence on the origin of Archean cra-tons. Bull Geol. ,Soc. Den. 39: 213 ~ 228
Wolf M B & Wyllie P J. 1994. Dehydratron-melting of amphibolite at 10Kbar: the effects of temperature and time. CMP,115: 369 ~ 383
Wang H Z & Mo X X. 1995. An outline of the tectonic evolution of China. Episodes,18 ( 1 ~ 2) : 6 ~ 16
Wedepohl,K. H, Heinrichs, H, & Bridgwater D. 1991. Chemical characteristics and genesis of the quartz-feldspathic rocks in the Archean crust of Greenland. CMP,107: 163 ~ 179
Wyllie P J. 1973. Experimental petrology and global tectonics-A review. Tectonophys,17: 189 ~ 209
Wyllie P J. 1977. Crustal anatexis: an experimental review,Tectonophys,43: 41 ~ 71
Wyllie P J, 1984. Constraints imposed by experimental petrology on possible and impossible magma sources and products. Phil. Trans. R. Soe. Lond. A. 310: 439 ~ 456
Wyllie P J,Wolf M B,Vanderlaan S R. 1997. Conditions for formation of tonalities and trondhjemites: magmatic sources and products. In de Wit M J et al. eds: Tectonic evolution of greenstone belt. Oxford Uni. Press,256 ~ 266
Zhai M G. 1996. Granulites and lower continental crust in China Archean Craton. Beijing: Seismol. Press,1 ~ 239
Zartman R E & Doe B R. 1981. Plumbotectonics-the model. Tectonophys,75: 135 ~ 162
10
喀斯喀特弧第四纪火山活动地表和地下特征随时间的变化
限制地形和地壳结构的数据分辨率提高,为人们提供了新的定量方法,用以评估火山区省级规模的地表-地下连通性质。研究人员结合北美西部喀斯喀特弧(Cascades arc)的第四纪火山口填图数据、表面地形数据和各种地球物理数据集,探究了火山作用与下伏地壳结构之间的关系。结合火山口填图数据库,从该区的数字高程模型(DEM)中提取已知时代的火山机构,估算得出的体积可能占第四纪总喷发量的50%左右。火山机构体积和空间上火山口密度与指示上层地壳影响的各种地球物理数据联系密切。在整个岩浆弧的第四纪火山口下,地下结构变化与火山作用一致的现象很普遍,但与年轻火山口的联系更为强烈。在喀斯喀特山脉中部和南部,地球物理识别的岩浆特征增加,那里的火山喷发量最大,火山口间距很小。火山口和相关的地壳结构,以及空间上局部喷发相对于分散喷发的程度随时间变化,定义了整个弧段横向延伸约100 km的喷发中心,表明岩浆上升随时间变化而发生空间上的聚集。
原文链接:
Geology (2020) 48 (11): 1088–1093.
DOI:
(译者:唐演@CUGB)
11
波罗的大陆在苏格兰的遗迹:基底地体在格林威尔造山运动期间的迁移
苏格兰加里东群岛北高地地体(NHT)内的太古宙基底被认为与劳亚大陆的前陆的刘易斯片麻杂岩有关。新的锆石U-Pb年龄表明,NHT基底显示了2823-2687Ma和1772-1655Ma岩浆作用的证据。第一组年龄与前陆太古宙片麻岩的结晶年龄相近。然而,第二个组年龄以及覆盖基底上的岩石单元的形成时间都晚于前陆内发育新生岩浆作用和沉积作用的时间,为其最年轻的主阶段之后的100–250Ma。此外,在NHT基底内没有前陆内常见的古元古代镁铁质和长英质侵入体存在的迹象。因此研究者认为,NHT与劳亚大陆的前陆缺乏对比的可行性。由于存在1100-1000 Ma的东格雷尔榴辉岩,分离前陆和NHT基底的加里东莫因逆冲断层被认为是被改造了的格伦维尔期缝合线。根据新的同位素数据,研究者认为NHT基底是波罗的大陆的碎片,在格林威尔造山运动期间侵位到劳亚大陆,是环北大西洋造山带基底地体迁移的又一实例。
原文链接:
Geology (2020) 48(11): 1094–1098.
DOI:
(译者:好名不敌备注的哥斯达黎加的棒棒的61)
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加蓬的古元古代Francevillian序列以及Lomagundi-Jatuli事件
加蓬古元古代Francevillian序列在全球早期氧化的概念,以及碳同位素值大幅度正向漂移(即Lomagundi-Jatuli事件,LJE)的成因中占据着重要地位。研究人员对一个长139米的Francevillian岩芯进行了详细的研究,岩芯的碳酸盐δ 13 C(δ 13 C carb )值为5‰-9‰,向上减小趋近于0‰,这一趋势被很多其他研究人员认为是LJE及其结束的标志。然而,本次研究发现δ 13 C carb 值的变化与沉积相的变化相一致:浅海相以强正值为特征,而较深的水域(风暴浪基面之下)为0‰左右。对于δ 13 C carb 与沉积相的相关性,最可靠的解释是,浅海环境记录了局部物理和生物化学过程的同位素效应,驱动周围环境的溶解无机碳(DIC)达到较大值,而较深相中较小值( 0‰)与开阔海洋的DIC相近,其中δ 13 C在很大程度上不受浅水环境中发生的分馏的影响。此外,海侵氧化还原作用为含锰矿物和化学营养微生物群落的形成创造了条件。其中还包括甲烷循环群落,其有机δ 13 C(δ 13 C org )值为 47‰,Δδ carb-org 值高达46‰。因此,Francevillian碳同位素剖面反映了盆地的特定条件,并不是全球碳循环扰动或LJE结束的前兆。
加蓬Lastoursville次盆LST12岩芯Franceville层序的沉积模式。浅水碳酸盐岩(单元I-III)的特点是真光层生产力提高,促使环境中的溶解无机碳的 13 C富集并沉积碳酸盐。随后发生海侵(单元IV-VI),盆地加深,以同位素正常的海相碳酸盐沉淀为标志,同时在风暴波基面以下的氧化还原层发育锰富集。持续的海侵导致盆地最深处沉积了富含有机质的含甲烷生物群落的泥岩。
原文链接:
Geology (2020) 48(11):1099–1104.
DOI:
(译者:好名不敌备注的哥斯达黎加的棒棒的61)
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砂粒跃移作用对粉砂的产生的有效性测试—对黄土解释的启示
黄土形成所需要的粉砂生成可归因于冰川系统(冰川研磨)和砂质沙漠(跃移诱发破碎)的地质过程。然而跃移作用对大量粉砂的产生的有效性还存在争议。了解沙漠中粉砂产生的潜力对于确定黄土的古气候具有至关重要的意义。为了更好评估风成磨损对粉砂的产生的重要性,该研究在一个设计用于模拟砂粒在25m/s速度的暴风中跃移的装置中进行实验性磨损。该研究与之前的工作与众不同的地方在于(1)长时间保持较高速度的测量强度,(2)清除预先存在的粉砂并设置对照组,(3)根据缩放结果来评估黄土堆积的潜力。根据一定的地质比例缩放实验获得的粉砂产生速率显示,风成磨损产生的粉砂不足以形成具有地质意义上的黄土沉积物。
原文链接:
Geology(2020) 48(11): 1105–1109.
DOI:
(译者:中国地质大学(北京)地球科学与资源学院岩石学矿物学与矿床学在读硕士生徐睿)
14 太古宙和古元古代变质火山岩变质脱水作用中的金迁移
太古宙和古元古代绿岩带中的火山岩十分丰富,被认为是造山型金矿的潜在矿源。然而,金在这些岩石变质过程中的经历却鲜为人知。该研究对加拿大太古宙拉格兰德亚区和芬兰古元古代中央拉普兰绿岩带的一套变质岩石进行了金的超低检出限分析。这两个地区都有丰富的金矿资源,具有发现新的造山型金矿的巨大潜力。这些带中的变质火山岩分为拉斑玄武岩和钙碱性岩浆岩系列,其中原岩中金的含量用绿片岩相样品的金的Zr/Y幂律回归计算。在拉斑玄武岩中,金是相容元素,并随分异作用而减少;而在钙碱性岩石中,金是不相容元素,并随分异作用而增加。质量变化计算表明,在拉格朗德和中央拉普兰进行递进变质作用至形成上部角闪岩相的条件(> 550 )期间,初始金含量损失高达77%和59%。本研究强调:第一,变质火山岩在太古宙和古元古代绿岩带变质作用中析出金,是造山型金矿床的良好潜在源岩;第二,变质火山岩的含金性受地幔源区和岩浆演化的控制;第三,变质脱挥发分模式可应用于太古宙和古元古代造山型金矿床。
原文链接:
Geology (2020) 48 (11): 1110–1114.
DOI:
(译者:王天奇,中国地质大学(北京)地球科学与资源学院)
15
钙质超微化石将北冰洋沉积物的年代追溯到50万年以前
北冰洋中部更新世沉积物年龄波动较大,给重建古海洋学增加了相当大的不确定性。这个问题的根源在于北极海洋沉积物中记录的令人费解的磁极模式,以及缺乏能够提供校准的生物地层层位或连续的氧同位素地层图的微体化石。研究人员记录了在北冰洋中部的一个海洋沉积岩芯中发现的两个关键的钙质超微化石物种,为50万年以前的沉积物提供了有力的,并且可全球校准的年代界限。起关键作用的物种是颗石藻(Pseudoemiliania lacunosa),它们在万年间灭绝,而赫氏圆石藻(Emiliania huxleyi)则在万年间进化。这是第一次在北冰洋中部的沉积物中发现Pseudoemiliania lacunosa的化石。通过岩石地层对比,可以在北冰洋内450多公里的范围内找到含有这些年龄物种的沉积层。它们首次为北极这个区域的更新世沉积物年代学提供了明确的支撑,也为开发和测试其他用于测定北极海洋沉积物年代的地质年代学工具奠定了基础。
原文链接:
Geology (2020) 48 (11): 1115–1119.
DOI:
(译者:黄永慧-中国地质大学(北京))
16
加拿大北部科迪勒拉山脉Tintina断层对岩石圈地幔的克拉通凿移的地震证据
位于加拿大西北部的加拿大北部科迪勒拉山脉(NCC)被划分为几个平行向右滑动的走滑断层,在晚白垩世和始新世之间累积了数百公里的位移。这些断层的深度范围,尤其是Tintina断裂(TF)对NCC岩石圈地幔的地壳构造组合和演化具有重要的影响意义,但是地球物理模型和地球化学数据仍然没有定论。该研究利用最新的三维纵波地震速度模型,解决了位于TF表层轨迹之下的最高地幔深度的一系列锐化的(~10km)纵波速度对比度(~4%)突变。代表了上地幔组构的地震各项异常数据显示在TF附近各向异性的方向和幅度大小发生了相似的变化。这些数据表明TF是岩石圈尺度的剪切带且在沿着TF恢复了430公里处的右侧位移后,纵波的速度快速异常与北美克拉通边缘轮廓一致。该研究认为,目前位于阿拉斯加东部的快速构造异常是Mackenzie克拉通的一块轮廓清晰的碎片,其在晚白垩世至始新世期间被TF凿穿并向西北位移。目前位于NCC南部的第二个克拉通碎片,可能与上地幔深度的Cassiar岩层有关。这些观察首次证明,大型岩石圈尺度的剪切带穿过难熔地幔,并且在世界范围内的科迪勒拉山脉内产生克拉通地幔物质的主要侧向位移的证据。
原文链接:
Geology (2020) 48 (11): 1120–1125.
DOI:
(译者:袁梦)
17
金红石中纳米级微量元素团块的地球化学和地质年代学意义
金红石中的微量元素地球化学分析(例如:铅Pb,铀U,锆Zr)通常被用来获取地质事件的性质和时间。但是微量元素的迁移会影响温度和时间的厘定,且其迁移性的主控因素仍存在争论。鉴于此,研究人员使用电感耦合等离子体质谱法和原子探针层析成像表征了西澳大利亚Capricorn造山带中金红石的微米至纳米级微量元素分布。在大于20微米的尺度下,单个矿物颗粒中没有明显的微量元素分异,而且锆石谐和年龄1872 6 Ma(2σ)也没有同位素扰动的迹象。在纳米级尺度下,可以观察到20纳米的富微量元素(铝Al,铬Cr,铅Pb,钒V)团块。团块的 207 Pb/ 206 Pb比值为 (2σ),说明他们形成于结晶前,可能是区域变质作用的产物。作者认为这些团块是由于上部角闪岩相变质过程中瞬时形成的放射性破坏点捕获流体活动性元素形成的。这种捕获会影响团块中元素体扩散的活化能。团块较低的数量及密度指示了其形成时间,说明变质作用峰值温度持续时间较短,为小于10 百万年的事件。研究结果说明运用微量元素手段判断金红石中的体扩散将比假定其为均一介质时更为复杂。
原文链接:
Geology (2020) 48 (11): 1126–1130.
DOI:
(译者:韩舒筠@CUGB/MQ)
18
次年稳定同位素记录揭示的南极洲西摩岛与白垩纪-古近纪界线附近两个灭绝期有关的气候变暖和季节性缺氧
碳酸盐双壳贝类高分辨率稳定同位素(δ 18 O和δ 13 C)增生的贝壳年轮年代学可以提供对了解灭绝期有用的次年环境记录,这种灭绝期通常是快速变化和不稳定的时期。该研究展示了在南极洲西摩岛白垩纪-古近纪界线(KPB)对Lahillia larseni双壳贝类的高分辨率连续采样结果。这些数据突出了δ 18 O和δ 13 C值不规则的两个灭绝期与形成化石的最后时期一致:一个是在KPB,另一个是在明显灭绝事件的15万年之前。由于表现为较低的δ 18 O值,该研究将这两个时期都解释为气候变暖的时期,并且有季节性缺氧,表现为低异常( ‰至 ‰VPDB)的δ 13 C值和高的(2‰至19‰)的季节变化。低氧条件可能是较早灭绝事件的一种引发机制,并可能延长了KPB灭绝后的恢复时间。
原文链接:
Geology (2020) 48(11):1131–1136.
DOI:
(译者:掉帧青年萧暮春@YU)
美编&校对:覃华清
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