本期目錄 01堅如磐石：構造約束下的地塹伸展和岩牆傳播從2014年一直持續至2015年的冰島鬍勒漢地區（Holuhraun）裂榖事件以及與之相關的巴達本加（Bár arbunga）火山噴發 為研究裂榖 地學前沿｜《Geology》2022年第3期論文導讀 - 趣味新聞網

本期目錄

01

堅如磐石：構造約束下的地塹伸展和岩牆傳播

從2014年一直持續至2015年的冰島鬍勒漢地區（Holuhraun）裂榖事件以及與之相關的巴達本加（Bár arbunga）火山噴發，為研究裂榖地塹的時空演化提供瞭獨特的機會。該團隊運用一係列的數字高程模型，首次對岩漿運移期間地塹的形成和演化的進行四維（三維+時間）監測，時間跨度從噴發前不久，到岩漿運移的6個月，直至噴發後的4.5年。大地構造為火山噴發提供助力，該研究的不同尺度數據集能夠精細體現岩漿供應和噴發動力學如何影響大地構造。在地塹形成之後（幾天的時間），地塹在整個噴發過程中和之後的幾年裏都非常穩定。它不受火山通道係統內的噴發活動、噴溢作用及地震發生率的巨大變化所影響。研究數據錶明：（1）噴發動力學與地塹的地形之間沒有直接的相關性；（2）地塹的形成在大地構造時間尺度上幾乎是瞬時的。該結果質疑瞭近來對裂榖事件中構造-岩漿關係的研究，即否定瞭岩漿運移起主要作用，並認為區域構造是根本驅動力。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 260�C265

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49406.1

譯者

耶拿大學@張藝瓊

校對

CUGB@海風

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02

密西西比亞紀勞倫大陸南部岡瓦納北部島弧來源的凝灰岩研究

長期以來，學界推測古生代島弧是由瑞亞剋洋闆塊嚮南俯衝至岡瓦納北部以下形成的，但是對它的形成曆史和地球化學信號仍知之甚少。針對這個問題，該研究選取勞倫大陸南部兩個凝灰岩樣品中時代較新的鋯石作為研究對象，獲得的新U-Pb年齡、新生（地殼）的εHf信號以及微量元素成分等數據都錶明這些凝灰岩源自活躍在ca.328-ca.317Ma的大陸弧，同時可以與勞倫大陸南部相距800km的沉積序列進行很好的對比，這其中就包括俄剋拉荷馬州東南部和阿肯色州西南部沃希托山脈的史丹利凝灰岩以及德剋薩斯州西部米德蘭盆地地下新發現的巴尼特凝灰岩。巴尼特凝灰岩的鋯石化學剝蝕-同位素稀釋-熱電離質U-Pb年齡為（327.8±0.8）Ma，與沃希托山脈的史丹利凝灰岩的鋯石年齡相似。鋯石Hf同位素虧損地幔模式年齡進一步錶明，其源區是同時具有格林威爾和泛非洲基底特徵的大陸弧，可能來自岡瓦納大陸北部或環岡瓦納地體。這些新數據將凝灰岩與墨西哥南部瑪雅地塊年齡為326Ma的花崗岩聯係起來，證實該區塊是岡瓦納大陸北部的一部分。勞倫大陸南部的史丹利與巴尼特凝灰岩的相關性錶明，勞倫大陸南部的廣闊地區可能存在密西西比亞紀凝灰岩，這些凝灰岩對於約束盆地沉積填充的絕對年齡以及錶徵岡瓦納島弧都非常重要。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 266-271

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49502.1

譯者

南京大學@Xiaoxu

校對

南京大學@吉姆・雷諾

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03

斷層外形變區對近斷層同震滑坡分布的影響

觀測結果錶明，同震滑坡多發於地錶破裂的斷層。這一現象歸因於劇烈的地錶運動和增加的近斷層岩體損傷。以前在研究滑坡發生時，很難把岩體損傷的影響同劇烈的地錶運動的影響區彆開。該團隊運用2016年新西蘭凱庫拉Mw7.8級地震高分辨率的三維地錶位移數據，得到瞭同震斷層外形變（OFD）區的寬度（作為衡量較強的區域岩體損傷的指標）。據分析，在長達約180公裏的斷裂帶上，離層形變的寬度從約50米到1500米不等。運用有29557條滑坡密度數據的凱庫拉滑坡數據庫，該團隊證明離層形變區比一般認為的距地錶破裂約650米內的區域有更高的同震滑坡概率。這一研究結果錶明，除瞭區域性地錶運動之外，在斷層外形變區內的岩體破裂（包括受限製的、放大的地震波引起的地錶運動）更易導緻近斷層的同震滑坡的發生，因為前者會因遠離斷層而被削弱。斷層外形變區提供瞭一個新的路徑去理解、建立地錶破裂斷層的同震滑坡分布模型。評估破裂區寬度的方法能改進滑坡易發性評價模型，並減小滑坡産生的危害。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 272-277

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49429.1

譯者

武漢大學@陳怡瑋

校對

耶拿大學@張藝瓊

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04

洋-陸轉換帶中的莫霍麵碳酸鹽化作用

現今的海洋環境中，在地幔剝露期間洋中脊和洋陸轉換帶（OCTs）地幔岩的碳酸鹽化作用都已經有所報道。然而地幔剝露期間碳酸鹽化作用的熱液條件（例如流體來源、熱狀況）仍然缺乏限製。該團隊的研究聚焦於保存良好的OCT剖麵，該OCT剖麵中的地幔岩沿著一條滑脫斷層從大陸下方沿著構造莫霍麵剝露齣來並碳酸鹽化。方解石的穩定同位素（O和C）分析指示碳酸鹽化作用是由~175℃下蛇紋石化作用衍生的流體與海水的混閤導緻的。Sr同位素組成錶明海水和大陸地殼之間的相互作用發生在碳酸鹽化作用之前。這錶明在大陸裂解期間，碳酸鹽化作用沿著構造莫霍麵在大陸地殼之下並在海底地幔剝露之前發生。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 278�C283

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49363.1

譯者

CUGB@張蕾

校對

耶拿大學@張藝瓊

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05

以色列索雷剋洞穴石筍中磁性礦物記錄瞭全新世濕潤期

該研究證明瞭半乾旱地區的洞穴次生化學沉積物的磁學特徵作為古水文替代指標的可行性。石筍中來自土壤的磁性顆粒保留瞭上覆土壤的物理化學條件和基岩水文變化的寶貴信息。然而，目前隻能在一定程度上確定石筍的磁學特徵和其同位素指標之間的聯係。該研究揭示瞭來自以色列索雷剋洞穴的兩個全新世石筍中的磁性顆粒的輸入（IRMflux）和δ13C之間的強耦閤關係。石筍的年齡約為9.7至5.4ka，其記錄瞭全新世早期的溫暖濕潤狀態和嚮全新世中期乾-濕交替狀態的過渡。全新世早期的IRMflux極低，這錶明上覆土壤的貢獻很小，並且伴隨著異常高的δ13C值（接近基岩），這可能是由強降雨和與之伴隨的土壤侵蝕導緻的。相比而言，全新世中期的IRMflux與δ13C和δ18O的鋸齒狀波動呈同步變化，這可能與降雨量的快速波動有關。IRMflux的峰值早於δ13C的負峰（濕潤期）約60-120年，這可能是因為降雨增加，上覆土壤顆粒通過地下水進行快速物理遷移（高IRMflux），而土壤有機質周轉率較慢（10-102年），從而導緻碳同位素的明顯滯後。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 284�C288

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49383.1

譯者

中山大學@靳少傑

校對

小爪爪

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06

地史時期環境變化的風成沉積記錄

陸相沉積在記錄瞭地球的大氣圈、生物圈和岩石圈演化的同時，也為古代沉積係統與這些圈層變化的響應提供瞭寶貴的沉積記錄。但是，這些環境變化在風成沉積中的記錄仍缺乏有效的約束以及量化手段。針對這個問題，該研究通過分析55個風成地層剖麵，得到首個量化的全球風成沉積建造隨時間的演化數據庫。研究結果錶明，溫室氣候、維管植物和草的存在以及在超大陸隆升時形成的快速沉降盆地等條件下形成的風成沉積物具有更厚的沙丘、沙席以及丘間沉積。風成係統在陸地植被齣現之前，與非風成係統的交互作用更頻繁。這些不同營力的交互作用使得沙丘沉積物的厚度在古生代最小而在中生代最大。在古生代，由於缺乏植被根係對沉積物的固定，風成沉積物很容易受到後期風力吹蝕和流水改造，即高度遷移的河道能夠改造原本連續的風成沉積。但在，中生代濕熱的氣候可以提供一個高的地下水位，同時由於Pangea超大陸裂解緻使盆地快速沉降，二者共同作用提高瞭風成沉積物的保存效率。並且，當時植被的普遍存在也提高瞭風成沉積物保存的穩定性並促進瞭其不斷積纍。因此，這些因素導緻風成沉積物極少受到後期的改造。風成沉積物記錄瞭地質曆史上包括氣候變化、大陸分布、構造以及植被演化等在內的主要環境演化過程。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 289-294

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49474.1

譯者

小爪爪

校對

南京大學@吉姆・雷諾

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07

高矽花崗岩中對流的顯微構造證據

高矽（>70wt% SiO2）花崗岩（HSGs）是锡、銅和其它熔體不相容元素的重要載體，但其形成機製仍有許多未知之處。其中一個核心的問題是缺少晶體-熔體分離的證據（例如，晶體堆積層），沒有這些證據，幾乎無法推斷HSGs結晶的動力學（或者不存在動力學）過程。該團隊對來自南非Bushveld雜岩的Bobbejaankop岩床（300米厚）中簇狀石英晶體的結晶取嚮關係進行瞭研究。結果發現石英晶簇的數量密度和大小在岩床中心水平方嚮顯示嚮內的增加趨勢，這與锡、銅和鎢的濃度呈現遞增的趨勢相一緻。每個團簇內的大多數晶體對錶現齣對重閤位置點陣存在取嚮關係，代錶低晶界能量構型。這些團簇一定是在岩漿環境中聚集形成的，說明晶體在岩漿環境中可以自由運動，在接觸時趨嚮於低能方嚮。該研究認為，這一結果不僅證實在HSG岩漿房中存在百米尺度的貧晶區和富熔體區，而且岩漿在結晶過程中經曆瞭長時間的對流，這是由岩漿房頂部富含晶體的羽狀物嚮下運動所驅動的，並沒有齣現明顯的晶體和熔體分離。這種動態過程提供瞭一種機製，使主量元素在HSGs中分布均勻，並將高度不相容的、成礦元素集中到中心礦化層中。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 295�C299

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49431.1

譯者

中國地質大學（北京）@王

校對

西北大學@任祥

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08

冥古宙鋯石的水化超鎂鐵質地殼熔融成因

目前瞭解最早大陸長英質地殼的唯一途徑是利用來自澳大利亞西部Jack Hills和其他地方的冥古宙鋯石，但是這種鋯石的形成仍是個未解之謎。根據最新的實驗結果，早期地殼是通過低壓（18OVSMOW特徵以及共生的礦物組閤與Jack Hills鋯石進行瞭對比。結果顯示在結晶溫度、大多數微量元素含量以及鋯石中礦物包裹體方麵存在良好的對比關係；δ18OVSMOW特徵的差異可能是由於冥古宙地殼的水化條件較熱所緻。該研究支持瞭上述的實驗結果，原始風化的超鎂鐵質地殼和局部侵入的玄武質岩漿在地殼淺部發生反應及熔融，形成瞭長英質岩漿，這一機製是地球上早期長英質地殼形成的一種可行機製。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 300�C304

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49354.1

譯者

中國石油大學(北京)@世紀

校對

西北大學@任祥

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09

定量評估高場強元素和稀土元素在堿性岩漿中的運移行為

全球大多數HFSE（高場強元素）礦産和REE（稀土元素）礦床都産齣於堿性火成岩中。盡管通常認為HFSE在熱液係統中並不具有流體活動性特徵，但一些研究發現HFSE可以在與堿性岩漿相關的晚期熱液流體中運移。然而HFSE在這種熱液係統中運移的通量及其運移條件目前還缺乏約束，解決這個問題對理解REE-HFSE礦石的形成至關重要。該團隊通過分析岩石化學、礦物學和結構方麵的變化對格陵蘭島Illerfissalik雜岩體中正長岩岩漿侵位過程中伴隨發生的圍岩蝕變（霓長岩化）開展研究。該團隊新完成的地球化學填圖中顯示齣一條400m寬的侵入體接觸變質帶，研究發現這個接觸變質帶內的很多元素（包括HFSE）濃度顯著富集瞭十倍。結構分析錶明，熱液流體既具有滲透性又受到結構控製，它們首先與原岩的石英膠結物發生反應，增強滲透性，並增強與混閤的富Ca-K-Na流體的化學相互作用。該研究錶明熱液流體將大量HFSE從正長岩搬運到霓長岩中，這個過程中REE遷移量約為43Mt（約占正長岩-霓長岩體係中稀土氧化物總量的12%），如此大的遷移量甚至可以與世界上最大的HFSE礦的總量相媲美。該研究認為，以揮發分耦閤的堿質和HFSE的保存和/或丟失是岩漿型含鋯矽酸鹽的HFSE礦床或正長岩型鈮鉭稀土（motzfeldt型）頂帶礦床的成因關鍵，因此霓長岩研究對於理解岩漿演化過程至關重要。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 305-310

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49471.1

譯者

NJU@哈哈宇

校對

CUGB@海風

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10

超臨界 SiO2-H2O 流體中骨架石英結晶可能的衝擊作用成因：以埃及卡米爾撞擊坑撞擊熔體為例

埃及卡米爾隕石坑自從被發現以來，一直被視為是一個研究小型撞擊作用的天然實驗室。該研究報道瞭在卡米爾撞擊坑的衝擊熔體中觀察到的一種新的與衝擊作用有關的現象，即衝擊作用導緻瞭富矽流體骨架石英聚集體的形成。這些聚集體並未受到衝擊的影響，並且以沿晶麵存在層狀的空隙和圓形氣孔為特徵。這些聚集體的分布可能與原石英中富含H2O和雜質，即流體包裹體的非均質性有關。原石英的非均質性導緻其容易發生局部熔融。H2O的存在以及衝擊作用産生的高溫和高壓，使得在局部可能形成超臨界流體。在SiO2�CH2O係統的上臨界點以下（溫度2熔體和H2O流體變得不混溶，從而導緻骨架石英快速且完全結晶。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 311�C315

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49476.1

譯者

東北大學@趙文天

校對

小爪爪

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11

綠輝石中的結構水印證瞭榴輝岩的熱演化

綠輝石是高壓超高壓變質岩的一種特徵礦物。綠輝石與石榴石是榴輝岩的主要組成礦物，地錶齣露的榴輝岩通常來源於俯衝作用相關的地塊和火山作用産生的捕虜體。綠輝石是目前發現的地殼和上地幔主要名義上無水礦物（NAMs）中最富水（主要形式為結構OH）的礦物之一，因此被認為是將地錶水再循環進入地球深部的一種重要載體。該團隊首次發現瞭水在綠輝石中的賦存形式主要受溫度影響，這一結果為推斷天然綠輝石形成時的平衡溫度提供瞭一個新的依據。同時他們還發現瞭在低溫條件下，綠輝石3620cm-1和3450cm-1波數範圍的紅外OH吸收峰的峰麵積比值與溫度呈較好的綫性關係。榴輝岩中綠輝石的結構水可以記錄礦物形成時的平衡溫度，並且幫助我們重建闆塊俯衝的動力學過程。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 316�C320

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49566.1

譯者

廣東石油化工學院@蔡惠娜

校對

耶拿大學@張藝瓊

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12

人為斷流形成的基岩河榖下切研究

基岩河榖的下切作用反映瞭一種重要的地貌形成過程。然而十年以上時間尺度的觀測數據的缺乏，阻礙瞭學界對河榖形成的認識。針對這個問題，該團隊采用曆史文獻、野外觀測及地形學和圖像分析等資料，研究瞭阿拉斯加北福剋市四十英裏河沿岸一處人為造成的基岩性麯流河斷流現象，並定量分析瞭一百年來河榖切口的變化速率和形成過程。公元1900年，礦工截斷瞭這條河，這瞬間就把當地基準麵降低瞭6米，使河道變窄變陡，上遊迅速形成瞭一個裂點。構造靜止、穩定的岩石侵蝕力以及較低的韆年侵蝕速率為這一百年來河榖形成的過程提供瞭理想的實驗邊界條件。1900-1903年，河道中的裂點起初以23米/年的速率快速擴張；之後在1903-1981年後放緩至4米/年的速率；最後在1981-2019年擴散消失，並形成一個長350米、深6米的河榖。現在一處長500米且擴散在上遊河榖的裂點區占主導地位，該處沉積物的搬運很可能限製瞭河流對人為斷流的調整過程。該研究錶明，河流對當地基準麵降低的適應過程中，河道寬度、坡度、流量和泥沙動力的變化與從滑脫到運輸受限的逐漸變化相一緻。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 321-325

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49479.1

譯者

武漢大學@陳怡瑋

校對

南京大學@吉姆・雷諾

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13

美國帕拉多剋斯盆地始新世斷層控製的流體流與成礦

位於美國西南部科羅拉多高原的帕拉多剋斯盆地的沉積岩廣泛地記錄著古流體流及其與岩石的相互作用，錶現為：銅礦、鈾-釩礦和鐵-錳礦的形成，矽與鈣的交代作用，碳氫化閤物的積纍以及砂岩的漂白作用。而這些現象大多數在空間上與斷層相聯係。該研究則證明瞭這裏大量的與斷層相關的流體遷移與成礦作用發生在41~48Ma。實驗測定瞭多條斷層多種尺寸組分結構的粘土質斷層泥的K-Ar年齡，得齣Salt Valley斷層、Kane Springs斷層、Cliffdweller斷層、Courthouse斷層、Lisbon Valley斷層以及GTO斷層的自生伊利石年齡在誤差範圍內相互重疊，在約42~48Ma。其中後兩處斷層的伊利石Rb-Sr等時綫年齡為（50.9 ± 3.5）Ma，其毗鄰處斑銅礦的Re-Os等時綫年齡為（47.5 ± 1.5）Ma。Courthouse斷層附近一處古油藏的自生伊利石是在（41.1±2.5）Ma通過還原性流體與氧化的紅層砂岩相互作用而形成。Moab斷層和Keystone斷層的自生伊利石年齡則更老，分彆為（59.1±5.7）Ma和（65.2±1.0）Ma。研究結果顯示，斷裂形成、紅層漂白以及銅礦化三者的時間密切相關，而在始新世的這段神秘時期中流體受何種因素驅動則成瞭需要解決的問題。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 326-330

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49466.1

譯者

@柴幕澶

校對

CUGB@海風

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14

月太陽輻射量驅動全新世東亞季風區降水最大期的穿時性變化

全球超過10%的人口生活在東亞季風區。在這些區域，降水格局的變化對農業和工業活動至關重要。然而，目前東亞季風區降水時空變化的驅動因素還不清楚。該研究中，作者通過集成前人利用孢粉數據重建的東亞季風區的全新世季風降水量記錄，探究季風降水的時空格局變遷。結果顯示，全新世東亞季風區不同區域的降水量最大期存在穿時性，北方滯後於南方。研究認為是不同月份太陽輻射量隨時間變化的差異，通過影響西太平洋副熱帶高壓位置來調節東亞季風區內部雨帶的位置，導緻瞭東亞夏季風降水的時空差異。因此，研究認為不是夏季平均太陽輻射，而是月太陽輻射量的變化驅動瞭全新世東亞季風區降水量最大期的時空變化。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 331�C335

原文鏈接：

https://doi.org/ 10. 1130/G49550.1

譯者

三口刀

校對

南京大學@月球上的人

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15

富U鋯石的優先溶解對花崗岩Hf同位素的影響

鋯石Hf同位素是探究花崗岩成因和大陸地殼演化的重要示蹤劑。然而花崗岩中鋯石的Hf同位素往往錶現為較大的變化範圍，其成因仍然存在爭議。該研究團隊通過對中新世喜馬拉雅花崗岩進行鋯石U-Pb定年、微量元素及Hf同位素分析，從而對上述問題提供製約。花崗岩中的新生岩漿鋯石的eHf（20Ma）值介於-12.0到-4.3之間，平均值為-9；而繼承鋯石的eHf（20Ma）值介於-34.8到+0.3之間，平均值為-13，且多數低於新生岩漿鋯石的eHf（20Ma）值。而富U的繼承鋯石具有與新生岩漿鋯石相似的eHf（20Ma）值。地球化學結果錶明該花崗岩産自於相對低溫條件（< 800 C）下變沉積岩的部分熔融，加之動力學阻礙，使富U鋯石優先發生溶解。由於富U鋯石經曆瞭嚴重的輻射損傷，使其在熔體中的溶解度和溶解速率增加，因此新生岩漿鋯石的Hf同位素將趨嚮於源區中富U鋯石的值。相反，發錶的數據錶明形成於高溫條件下（> 820�C850 C）的花崗岩通常含有相似Hf同位素特徵的新生岩漿鋯石和繼承鋯石。當熔融發生在高溫條件下，源區鋯石發生無差彆溶解，使産生的熔體能夠完全繼承源區的Hf同位素特徵。該發現對應用鋯石Hf同位素解釋大陸演化有重要啓示。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 336�C340

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49656.1

譯者

西北大學@任祥

校對

中山大學@高彭副教授

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16

顯生宙海洋動物古群落的新生率和消亡率研究

現代生態學觀測和古生物數據顯示生物群落在時間和空間上都會反復齣現。各種觀測結果錶明群落會在滅絕事件中大量消失，在輻射期間又大量齣現。然而，由於學界缺乏分析化石數據、識彆群落、量化群落演替的方法，該假說未能在大的時空尺度上得到驗證。針對這個問題，該團隊為讀者展示瞭一種量化顯生宙生物群落演替的方法。通過對化石記錄數據進行網絡分析，該團隊首次估算瞭顯生宙100個時段海洋動物古群落的新生率和消亡率。該團隊分析瞭包含25749個現生和已滅絕的屬在內的124605個化石記錄數據，發現古群落的新生率和消亡率分彆在海洋生物大滅絕和復蘇時達到最高，是背景值的三倍。雖然古生物分類學的變化是生態重組的閤理預測指標，但其方差很大，且二者在部分地質曆史時期齣現解耦。因此，消亡率並不是完美的生態變化代用指標。古群落演替率錶明，學界在評估當今生物多樣性危機的生態後果也應該關注滅絕的選擇性以及生物相互作用的普遍變化性。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 341-345

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49371.1

譯者

中南大學@杜明浩

校對

南京大學@吉姆・雷諾

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17

留尼汪島地幔柱會使印度剋拉通減薄嗎?

剋拉通存在的關鍵是有著厚而高粘性的根。然而，剋拉通的根會在某些地質情況下被破壞。剋拉通下地幔柱的噴發可以降低根的黏度，使其更容易受到地幔對流的影響而變形。前人提齣在65Ma前，印度剋拉通可能因其下方的留尼汪島地幔柱的噴發而減薄。該研究構建瞭與時間相關的地幔對流模型，以研究留尼汪島地幔柱的噴發是否使印度剋拉通的厚度減薄。除瞭探究瞭不同強度的剋拉通及其周圍軟流圈的影響外，該團隊還研究瞭與溫度有關的黏度變化對剋拉通變形的影響。研究結果錶明，在依賴溫度的黏度存在的情況下，由地幔柱引起的熱機械侵蝕可能使印度剋拉通厚度減少瞭約130公裏。該團隊還發現，地幔柱物質可能潤滑瞭印度闆塊下方的岩石圈-軟流圈邊界區域。這可能是印度闆塊自65Ma以來加速移動的一個潛在原因。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 346-350

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49492.1

譯者

戴雲龍

校對

NJU@哈哈宇

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18

科馬提岩中的橄欖石記錄其從深部上地幔起源和遷移過程

深部上地幔是高溫岩漿作用的主要源區，然而已知自然存在的、能代錶高壓地幔組成的樣品隻有金剛石中的礦物包裹體。南非33.3億年的Commondale綠岩帶中橄欖石的微量元素特徵錶明其形成於深部上地幔，有些斑晶甚至可能以瓦茲利石的形式形成於地幔過渡帶（410-600km）；由上升的科瑪提岩岩漿將其帶至地錶。這些橄欖石具有最高的Al2O3含量（0.3wt%），比地球上其他的橄欖石的Al2O3含量都高，說明其形成於高壓環境。深部上地幔産生瞭太古代科馬提岩，這種溫度高達1700℃的極熱岩漿是理解地球早期地幔的演化、古代陸殼和洋殼形成的重要依據。盡管對科馬提岩的研究已有50年，但其來源仍存在爭議。因其熱化學不穩定性而産生於核幔邊界的地幔柱是科馬提岩最可能的源區，但仍缺乏直接證據證明科馬提岩起源於深部上地幔。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 351�C355

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49523.1

譯者

CDUT@Aether

校對

NJU@哈哈宇

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19

美國新墨西哥州和德剋薩斯州以石膏和石英為主的風成係統當前和未來風塵的來源及通量

近期對風成沙丘起沙的研究旨在提升對區域及全球風塵通量估算的精度及厘清風塵來源，尤其是在氣候變化時風塵的通量和來源的變化。如果將沙丘、丘間、席狀砂和乾鹽湖所組成的風成係統作為一個整體來考慮則可以更準確地評估沙丘區的風塵通量。由於粉砂和黏土的補給、土壤錶麵特徵以及地貌活動和相互作用的程度的差異，不同地貌的粉塵排放量存在差異。該研究中，作者團隊使用便攜式風洞（PI-SWERL）測量瞭兩種風成係統的PM10起沙潛力，其分彆為由石膏組成的美國新墨西哥州的白沙沙丘區和由石英組成的德剋薩斯州西部的莫納漢斯沙丘區。白沙是風塵研究的熱點地區，在白沙地區，沙丘及鄰近的乾鹽湖産生風塵通量高達8.3mg/m2/s。與之形成鮮明對比的是由100%的砂粒組成活躍的莫納漢斯沙丘的風塵通量僅為0.5mg/m2/s。盡管在氣候變化或人為乾擾重新激活其附近的穩定的含粉砂和黏土的席狀砂和沙丘的情況下，莫納漢斯沙丘的粉塵通量可達17.7mg/m2/s。該文研究結果將對大平原到美國西南部的風成係統當前和未來的起沙潛力具有重要意義，若根據當前的風塵排放模型，其排放通量會被低估>300 t/km2/yr。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 356-360

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49488.1

譯者

ZYU@CAGS

校對

小爪爪

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20

撓麯走滑盆地

走滑斷層通常與拉分盆地有關，拉分盆地的陸殼在兩側錯段的斷層段之間減薄。該團隊提齣瞭一種沉降機製來解釋一種新盆地類型的形成，在該類盆地內，沒有明顯的斷層段錯段和同走滑減薄現象。這類“撓麯走滑盆地”是由於沉積物的負載使岩石圈發生彎麯並産生可容空間所形成。該團隊利用地球動力學程序ASPECT和地錶過程程序FastScape之間的雙嚮耦閤來錶明，如果沉積物沉積在靠近走滑斷層的較薄的岩石圈上，撓麯走滑盆地就會形成。印度洋安達曼海的安達曼盆地中央斷裂符閤這些條件，地震反射數據錶明側嚮伸展的撓麯盆地，其沉積中心平行於走滑斷層跡綫。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 361-365

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49351.1

譯者

CUP@張中浩

校對

成都理工大學@華天

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21

岩漿補給模式控製墨西哥波波卡特佩特火山的噴發類型與規模

鎂鐵質-中性岩漿係統中的岩漿補給可以促使火山在幾周到幾個月時間內噴發，這一點已經通過擴散測時法得到瞭岩石學方麵的證據。然而，對於火山噴發所需岩漿儲庫在更長時期內的補給頻率和持續時間還瞭解甚少。該團隊使用Fe-Mg在斜方輝石中的擴散模型來闡明波波卡特佩特火山噴發前的岩漿補給的時間節點、頻率和持續時間隨噴發類型和規模的係統性變化。如在溢流噴發前經曆瞭9-13年的增強岩漿供給活動，而相比之下，爆炸式噴發前則有15-100年的岩漿補給。爆炸式噴發的記錄中，在岩漿通道係統內有更多的單次補給事件。最大的爆炸式噴發在噴發前大約有1年左右的補給間斷，其有助於進一步辨彆該類火山噴發。該團隊的研究結果為解釋在波波卡特佩特火山正在進行的活動提供可靠參考，且在其他弧火山上尋找相似的關聯性可能有助於預測火山噴發。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 366�C370

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49365.1

譯者

SCSIO@趙濤

校對

CUGB@海風

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22

同震靜態應力變化能否維持震後脫氣？

地震可以引發水文地質係統脫氣增加。這些係統中的大多數會在震後幾個月後恢復到震前水平，但有時震後脫氣會持續數年。但是，當前對控製這種長期脫氣的因素知之甚少。該研究探討瞭不同觸發機製（即動態和靜態應力變化，體積應變）在三次發生震後脫氣的大地震（中國汶川、智利莫勒和尼泊爾廓爾喀地震）的潛在作用。研究結果錶明，水文地質係統可以以多種方式響應地震，並且不同的因果機製都會響應。在尼泊爾廓爾喀地震後，熱泉的CO2通量持續增加。這些溫泉的個彆係統主要是沒有閉鎖的，這錶明足夠大的法嚮應力變化可以維持震後的脫氣。該研究結果主要包括以下兩方麵：（1）閉鎖應力和氣體流量增加之間具有空間相關性；（2）解釋瞭震後脫氣持續增加的原因。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 371-376

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49465.1

譯者

ECUT@張蘇祥

校對

小爪爪

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23

瑞典锡利揚衝擊構造對磁鐵礦進衝擊變質作用的約束

雖然磁鐵礦是一種廣泛分布於地球和地外岩石中的副礦物和重要的磁性載體，但是目前對磁鐵礦在超高速撞擊事件中的顯微構造變化行為仍知之甚少。該團隊選擇瞭一條52km長橫切瑞典锡利揚撞擊構造（約380Ma）的剖麵，對其中的磁鐵礦開展瞭詳細的背散射電子衍射結晶學研究。花崗岩類樣品中的磁鐵礦顆粒同時發育有脆性破裂、晶體塑性變形以及孿晶片層結構。軸剪切方嚮的沿{111}軸的變形孿晶與尖晶石法則下的孿晶變形行為一緻。石英的麵狀變形頁理和鋯石中發育的衝擊孿晶錶明衝擊壓力的範圍為0到20GPa，並且當壓力>5GPa 時，衝擊誘發磁鐵礦孿晶的形成。這些結果錶明對於經曆瞭>5GPa 衝擊壓力的變形岩石，磁鐵礦可以有效記錄衝擊作用，並且這在低石英含量的樣品可能同樣有效。雖然磁鐵礦存在明顯的熱液蝕變以及嚮赤鐵礦的轉變，但是衝擊效應仍保存在磁鐵礦中。這錶明磁鐵礦可以可靠地記錄地史時期的衝擊變質作用。

文獻來源：

Geology (2022) 50 (3): 377-382

原文鏈接：

https://doi.org/10.1130/G49498.1

譯者

成都理工大學@華天

校對

小爪爪

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美編：覃華清

校對：覃華清

往期迴顧

地學前沿||《Geology》2021年第5期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第6期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第7期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第8期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第9期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第10期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第11期論文導讀

地學前沿||《Geology》2021年第12期論文導讀

地學前沿||《Geology》2022年第1期論文導讀

地學前沿||《Geology》2022年第2期論文導讀