本期目录
01
(资料图片仅供参考)
复杂构造盆地内原油运移路径的方解石U-Pb定年约束
油气二次运移路径示踪是油气成藏中一个关键但有争议的课题。以往学界主要依靠原油有机地球化学指标、数值模拟等定性或半定量方法进行约束，不仅受到较多的因素所影响，而且也无法辨别横向输导体系和垂直输导体系各自在整个运移过程中的相对贡献，在叠合盆地多期构造改造、多期充注成藏的古老深层含油气系统中的应用受到重重限制。幸运的是，近年来LA-ICPMS方解石原位微区U-Pb定年技术的发展为油气运移研究提供了新的解决方案。该研究沿塔里木盆地哈拉哈塘油田的2条走滑断裂带系统取样，通过油包裹体定量荧光光谱对油气充注期次进行准确划分，并在此基础上结合方解石原位微区U-Pb定年确定了各期原油充注的准确时间；同时通过对比断裂不同部位原油充注事件的时空差异性，厘定出该地区沿断裂垂向运移为主的原油运移模式。该研究首次提出了基于定量荧光光谱和放射性同位素年代学的绝对定量油气运移示踪研究范式，在绝对年龄框架中探讨油气运移的时间、路径和样式，推动了油气成藏过程研究从定性、半定量向定量化发展，为国内外相似盆地深层、超深层油气成藏历史研究提供了有价值的参考。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 644–649
译者
耶拿大学@张艺琼
校对
南京大学@吉姆·雷诺
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02
二叠纪-三叠纪生物大灭绝后五百万年的大气高二氧化碳分压重建研究
二叠纪末的生物大灭绝事件是地球历史上最严重的生物危机，目前认为是西伯利亚大火成岩省排放大量温室气体到大气中所导致的，温室期一直持续到了早三叠世。该研究通过古土壤的二氧化碳分压气压计重建了二叠纪末期至早三叠世的大气二氧化碳分压。大气二氧化碳分压从二叠纪末期（长兴期）的412-919ppmv增加到早三叠世（格里斯巴赫亚期末期）最高值的2181-2610ppmv，增加了约四倍。早三叠世之后重建的大气二氧化碳分压平均值在1261-1936ppmv（迪纳尔亚期）和1063-1757ppmv（斯派斯亚期）之间。早三叠世末期到中三叠世（安尼期）重建的大气二氧化碳分压显著降低，在343ppmv到634ppmv之间。五百万年大气二氧化碳分压升高的记录表明硅酸盐风化等负反馈机制不足以将大气二氧化碳分压降至环境危机前的水平，海洋自生粘土矿物的形成（即反风化作用）可能是全球碳循环的重要组成部分，使大气二氧化碳分压保持较高水平。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 650-654
译者
中南大学@杜明浩
校对
NJU@哈哈宇
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03
格伦维尔运动后期巨神海演化过程的新线索：来自北美东部纽芬兰岛的拉伸纪火山-沉积序列证据
该研究首次在劳伦大陆东部的阿巴拉契亚山脉发现了拉伸纪早期双峰式火山-沉积序列（the Pine Pond succession），并报道了该序列中的长英质凝灰岩岩浆锆石U-Pb年龄（951.4±9）Ma以及侵入其中的花岗岩岩席年龄（952±10）Ma。Pine Pond新元古代火山-沉积序列是加拿大纽芬兰拜韦尔特半岛东庞德变质岩系的一部分，该岩系包括1491Ma的正片麻岩，因此可与巨神海形成之前、在伸展背景下沉积而形成的中元古代基底地层进行对比。这些数据结果与Grenville省南部拉布拉多Pinware地块的1.52-1.46Ga基底被975-950 Ma花岗岩侵入的地质证据相吻合。另外，新发现的952Ma Pine Pond火山-沉积序列的位置和年龄也与巨神海西部边缘的沉积相一致。因此，Pine Pond火山-沉积序列为联立罗迪尼亚超大陆聚合过程中的各个重要地质事件提供了重要的地质证据：格林维尔造山运动导致了劳伦大陆（Laurentia）、亚马逊大陆（Amazonia）的聚合，而新元古代早期的巨神海的演化导致了劳伦大陆和波罗的大陆（Baltica）的分离。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 655-659
译者
武汉大学@陈怡玮
校对
CUGB@唐演
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04
巨型卡林型矿床金来源的纳米尺度同位素证据
北美西部大盆地的卡林型金矿床是北半球最大的金聚集区。目前学界对卡林型金矿中金元素（Au）的来源争论不休，如同地质学诞生之初水成论和火成论之争一样，即卡林型金矿的Au是大气降水在沉积岩中循环时清理并重新富集，还是岩浆热液直接带入。长期以来，硫同位素（δ34S）一直被认为是示踪卡林型金矿成矿物质来源的关键指标。但在研究卡林型黄铁矿时，传统方法缺乏空间分辨率，难以定量化研究不同世代硫化物矿化作用的差异性。对此 ，该团队将NanoSIMS深度剖面和LA-MC-ICPMS相结合，通过纳米尺度测试方法来检测颗粒状黄铁矿。研究结果显示黄铁矿样品的δ34S随Au浓度有规律的变化，因而揭示岩浆热液和大气降水均对成矿过程有所影响，但程度不一。岩浆热液携带的Au可能是卡林型金矿Au的主要来源。而岩浆热液和大气降水比值的 反复波动提高了卡林型金矿的金属含量使其富含金。该研究结果表明，高空间分辨率的研究手段是阐明复杂热液系统时空演变的关键。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 660–664
译者
广东石油化工学院@蔡惠娜
校对
南京大学@吉姆·雷诺
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05
千年尺度的幕式成矿与超高的青藏高原
量化岩浆-热液系统的节律和速率可以更好地理解其对矿床形成的控制作用以及为其提供能量的岩浆房的动力学机制。该研究利用西藏17.4Ma知不拉矽卡岩中的热液石英重建了成矿流体的演化历史。离子探针分析显示，石英δ18O值在5‰到 9.3‰之间且发生了急剧变化，流体δ18O值为2.8‰和 18.2‰，对该数据最为适当的解释是短暂的大气降水加入以岩浆流体为主的热液系统。推断出了两期次的岩浆脉冲流体和一次大气降水加入事件，铝扩散年代学表明其发生在千年尺度上（760 1510年）。本次研究的结果表明，岩浆房在其生命周期的大部分时间内（大于105 106年）可能是水不饱和的。岩浆补给或结晶导致的水饱和驱动了短暂和幕式流体出溶（约13年）。通过集中且高效的金属沉积，金属流体的多脉冲有利于高品位巨型矿床的形成。知不拉石英计算得到的大气降水δ18O值（ 25.4±2.3‰）进一步表明古海拔为5.9±0.3km；这一短暂的中新世早期的地表隆起似乎是印度板块上的大洋板块断离所导致的。本次研究强调，造山带中广泛存在的热液石英可以用于探究岩浆-热液系统的动力学机制，也可以定量重建古海拔，这具有重要的构造意义。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 665-669
译者
敲棒61
校对
小爪爪
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06
碎屑锆石U-Pb地质年代学研究的泥岩示源意义
泥岩物源区的碎屑锆石U-Pb测年研究较少见，但可能能够优先识别远端的锆石源。为了研究这个问题，该团队采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法测定了美国科罗拉多拉顿盆地晚白垩世三角洲环境沉积的Pierre页岩和Trinidad砂岩的碎屑锆石U-Pb年龄。该研究在Pierre页岩和Trinidad砂岩中都发现了两个主要的碎屑锆石年龄峰，各年龄峰分别为70Ma和1690Ma，但是所占的比例却截然不同：页岩中最细的锆石组分（~15-35μm）分别为68%和16%，砂岩中最粗的锆石组分（~60-80μm）分别为25%和32%。拉顿盆地以西的Sangre de Cristo山脉为近端物源区，其碎屑锆石为粗粒、年龄约为1690Ma；而科罗拉多州、新墨西哥州和亚利桑那州的Laramide隆起和盆地为远端物源区，其碎屑锆石为细粒、年龄约为70Ma。研究结果表明，泥岩U-Pb锆石物源反映了火山岩和其他细粒烃源岩的有效性，而不仅仅是远源岩。U-Pb锆石物源研究通常应包括泥岩单元，因为这些单元可以比砂岩更可靠地识别细粒锆石的来源。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 670-675
译者
戴云龙
校对
南京大学@吉姆·雷诺
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07
俯冲的西北太平洋板块的停滞和撕裂
尽管已经进行了大量的观测和地球动力学模拟研究，但西北太平洋板块是否撕裂及其对地幔动力学的影响仍然存在争议。通过对日本海及邻近地区地幔过渡带（MTZ）不连续面进行成像，该团队证实了从日本本州岛中部到朝鲜半岛，存在一个ESE-WNW向延伸的MTZ显著减薄的区域，这为大尺度板块撕裂的存在和分布提供了另一证据。结合其它地球物理和地球化学证据，该研究表明位于板块海洋一侧的热地幔物质可能流经板块撕裂处，并促使了地表火山作用。在板块撕裂以南地区出现显著的MTZ加厚，表明该区域存在板块停滞，可能与MTZ底部的强大阻力有关。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 676–680
译者
CUGB@张蕾
校对
西北大学@任祥
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08
基于磷灰石MgO分配系数视角的花岗岩堆晶成因
磷灰石在各种岩石中普遍发育，并且是多种元素的寄主矿物，因而成为地质中一个有效的研究工具。理解元素在磷灰石和熔体之间如何分配以及控制分配行为的因素对于磷灰石在地质中的应用非常关键。已有的研究表明岩浆磷灰石和熔体中的MgO含量具有比例关系，这表明磷灰石MgO是一个潜在的关键指标。该团队通过系统地收集并分析实验数据发现磷灰石和熔体的MgO之间存在两个不同的平衡趋势，表明熔体成分，或者说熔体的聚合程度显著地控制着MgO的分配。这些发现对磷灰石在岩浆成因和物源分析中的应用具有重要意义。该研究团队进一步将磷灰石中的MgO和寄主岩的MgO进行比较，发现火山岩和侵入岩体系具有不同的特征。在火山岩中，磷灰石和寄主岩MgO落在实验限定的平衡趋势上；然而，在大多数侵入岩中，磷灰石MgO低于平衡所预期的含量。对于具有高磷灰石饱和温度的花岗岩来说，这一现象表明磷灰石最初结晶自低MgO的初始熔体中，后来随着结晶分异以及粒间演化熔体的抽取，这些磷灰石留在具有高MgO的堆晶花岗岩中。因此，火山岩和侵入岩中磷灰石MgO与寄主岩MgO之间关系的差异为研究火山岩与侵入岩的联系提供了新的视角。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 681–685
译者
西北大学@任祥
校对
中国地质大学（北京）@詹琼窑博士
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09
地下水渗流是灰岩中穹顶状山谷形成的重要驱动力
在未固结的沉积物中，地下水渗流会导致穹顶状山谷（THVs）的形成。然而地下水在基岩中发育的THV的形成过程中的作用存在争议。该研究通过野外和遥感勘察并结合数值模拟的手段对马耳他群岛Gnejna山谷的研究表明地下水渗流可能是节理发育且下覆黏土层的灰岩中THV形成的重要驱动力。其具体的作用机制包括：(1) 通过流体压力和溶蚀作用扩大节理和裂隙；(2) 使下伏的黏土层发生蠕移，从而导致谷源斜坡失稳进而发生后退。但是谷源的后撤速率低于碎石通过黏土层的蠕移和沿谷底滑动的移除速率。THVs的形成位置和宽度分别受控于主断层的位置及其破碎带的展布。渗流量在断层带内的空间变化决定了谷源的形状，Gnejna山谷的穹顶状谷源是在渗流量随远离断层呈指数降低的情况下形成的。该研究提出地下水在节理发育且下覆软弱层的化学沉积岩中的渗流可以用来解释THVs的形成，尤其是内陆干旱环境中THVs的形成。
文献来源：
Geology (2022) 50 (6): 686–690
译者
小爪爪
校对
南京大学@月球上的人
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