地球化学研究论文

地球化学研究论文

在近5.5亿年 历史 中，地球已经历过5次物种大灭绝事件，每次都会造成整科、整目甚至整纲生物短时间内从地球上集群性消失。而现在，由于人类活动导致的植物生存环境破坏、自然资源过度开发以及污染和气候变化，物种正以比过去快千倍的速度灭绝，专家们预言称，人类正在迎来第六次物种大灭绝。

研究发现，每次大灭绝事件都与大气层和海洋内正常碳循环被彻底颠覆有关，这些每隔几千到几百万年发生的碳巨变，导致全球范围内的海洋物种彻底出局。但第六次大灭绝事件具体何时发生，科学家们一直没有答案，主要原因是一直未在远古时期大规模碳异常与近百年碳变化之间找到关联点。

近日，答案似乎已经浮出水面——2100年。美国麻省理工学院地球、大气与行星科学系教授丹尼尔·罗斯曼通过数学公式，对包括5次大规模灭绝事件在内的5.5亿年间碳循环的重大变化进行了计算分析，确定了“灾难临界值”。他将这一数值与政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告提供的预测值对照后发现，2100年海洋碳总量将接近或远超过该临界值，从而导致第六次大规模物种灭绝。

“灾难临界值”浮出水面

罗斯曼之前曾研究过史上最严重的一次大灭绝——二叠纪末期生物大灭绝，结果发现，当时95%以上海洋物种的灭绝与地球系统碳量的巨大波动强相关。从那时起,他决定对第六次生物大灭绝的可能性展开深入研究。

罗斯曼提出两个临界点，一旦跨越其中一个，大规模物种灭绝就会发生。针对 历史 大灭绝事件中跨越数千到数百万年的长时间跨度，可用碳循环变化速率为参考临界值，如果这个速度快到地球生态系统无法适应，物种就会大面积灭绝。而对于现今较短时间跨度内，碳循环的变化速度将不再重要，变化幅度才是决定物种灭绝事件可能性的重要参数。

最终，他基于物理学基本原理推导出了一个简单数学公式，将碳变化的临界速率和临界幅度与时间尺度联系起来，并假设，这个公式能预测大规模物种灭绝或其他全球性灾难。

从 历史 科研数据中找答案

为验证数学公式是否能经受住 历史 事件考验，罗斯曼查阅了数百份公开发表的地球化学研究论文，从中找出了过去5.42亿年间与碳循环巨变有关的31次灾难性事件。在这些论文中，针对这31次灾难和5次大规模灭绝事件，地球化学研究人员用碳-12和碳-13两种同位素的相对丰度记录了期间的碳量变化。通过数学转换，罗斯曼将这些相对丰度换算成海洋碳增加量，最后绘制出了海洋碳增量和时间跨度之间的关系曲线

钱建平的主要论文

1.广东西部沉积岩稀土元素地球化学，钱建平，桂林冶金地质学院学报，1987，7（4）：317-3262.粤西大地构造地球化学演化探讨，钱建平，中国地质大学出版社出版，1989，134-1473.地质矿产勘查专业的课程体系结构，钱建平，有色金属高教，1992，（1）：7-12。4.广西珊瑚长营岭矿床矿液流向的确定及其意义，钱建平、张力、董忠，地质与勘探，1993，29（5）：6-105.地质信息的基本特征及其研究意义，钱建平，河北地质学院学报，1993，16（2）：41-496.平桂地区中泥盆统过渡层的钨锡分布—兼评其“矿源层”问题，钱建平、欧阳成甫、韦炜烈，桂林冶金地质学院学报，1994，14（1）：41-497.广西灌阳地区碳酸盐岩层滑断裂构造地球化学系统，钱建平，矿物学报，1994，14（4）：348-356，获全国第三届构造地球化学会议优秀论文一等奖8.云开成矿省的构造地球化学和成矿演化，钱建平，全国第四届构造地球化学学术研讨会文集，贵州科技出版社，1995，10： tectonic evolution and mineralization in Yunkai metallogenic province，South China，30th international geological congress，Abstracts，volume l of 3，Qian Jianping，39210.断裂构造地球化学的研究进展和发展方向，钱建平，世纪之交矿物学、岩石学、地球化学的回顾与展望，原子能出版社，1998，8：347-35111.广西六岑金矿矿化类型、成矿阶段和矿床成因，钱建平，矿床地质，1998，17，增刊 ：409-41212.广西珊瑚矿区中部成矿期构造应力场、热力场和地球化学场的耦合作用及成矿分析，钱建平，矿物学报，1998，18(4)：514-524，获广西科协科技厅优秀论文二等奖13.在构造地质学教学中注重培养学生的辩证思维能力，钱建平，中国地质教育，1999年第2期：24-2514.构造地球化学浅议，钱建平，地质地球化学，1999，27(3)：94-10115.桂林市及近郊土壤汞的分布和污染研究，钱建平、张力、刘辉利等，地球化学，2000，29（1）：94-9916.贵州独山锑矿的地质地球化学特征及构造动力热液成矿，钱建平、杨国清、李少游，地质地球化学，2000，28(2)：56-6017.黔西南微细浸染型金矿基本特征和几点认识，钱建平，桂林工学院学报，2001，21（1）：27-3418.黔西北威宁-水城铅锌矿带地质特征和动力成矿作用研究，钱建平，地质地球化学，2001，29（3）：134-13919.构造动力成矿理论的若干问题，钱建平，地质地球化学，2002，30 (4)：1-620.新疆伊吾北山金矿地质地球化学特征及构造-成矿演化，钱建平、刘家远、康红等，矿床地质，2002年，增刊，643-64621.新疆伊吾北山金矿地质地球化学特征和矿床成因，钱建平、刘纯，中国新疆阿尔泰山地质与矿产论文集，地质出版社，2003.10， mercury pollution in atmosphere-soil-biology ecosystem along the trunk road in Guilin，Qian Jianping，Zhang Li，Ye Jun，Chen Huanzhen，Liang Yanpeng，Liu Baozhang，Chinese Journal of Geochemistry，V25，N(Suppl)，2006，24023.安徽绩溪洪坑砚石矿的发现及其特征，第八届矿床会议论文集，钱建平、刘纯等，地质出版社，2006.11：442-44524.构造地球化学方法找矿的基本问题，钱建平，云南地质，2006，25（4）：384-38625.桂林大气汞污染现状调查，钱建平、张力、迟占东等，矿物岩石地球化学通报，2007，26（增刊）：571-57226.桂林市岩溶塌陷的基本特征和防治对策，钱建平，矿产与地质，2007，2. ，Pb content distribution of traffic police’s hair，Guilin，China，，，，et al. biogeochemisitry of trace elements：environmental protection，remediation and human health，tsinghua university press，Beijing，2007，7， and Origin Analysis of Inflow of Water in Wang’ershan Gold Mine，Qian Jianping，Li Shuangli，Cao Chao，et al. proceedings of the 12th international symposium on water-rock interaction wri-12，volume 2，Taylor & Francis Group，2007，mical characteristics and source analysis of inflow of water in Wang’ershan Gold Mine， Shandong，Qian Jianping，Li Shuangli，Cao Chao，Chinese Journal of Geochemistry，V27，Nl，2008，82-8930.安徽祁门廖家地区地质地球化学特征和构造地球化学找矿研究，钱建平、何胜飞、王富民、程金华，物探与化探，2008，32（5），519-52831.基础地质教育阶段的“兴趣驱动-实践贯通-强化能力”教学模式的实施及效果，钱建平，冯佐海，张桂林等，中国地质教育, 2008，17（3）：90-9532.河北涿鹿南部遥感构造-地球化学特征及锰多金属成矿预测，钱建平，李梅，叶军等，第九届全国矿床会议论文集，地质出版社，2008.10，bution of Hg pollution and analysis of its source in the soil-vegetable system of Guilin，Qian Jingping，Zhang Li，Chen Huazhen，et al. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology， 2009，83:920–92534.桂林市菜地土壤-蔬菜系统汞污染研究，钱建平、张力、陈华珍等，地球化学，2009，38（4）：369-37835.构造地球化学找矿方法及其在微细浸染型金矿中的应用，钱建平，地质与勘探，2009，45（2）：60-6836.创建基础地质国家级实验教学示范中心的探索与实践，钱建平，胡云沪，陈三明等，中国地质教育, 2009，18（2）：80-8537.桂林市环境问题及综合防治对策，钱建平，叶军，矿产与地质，2009，2：183-19138.金华山-洼孙家断裂带构造控矿规律和构造地球化学找矿，钱建平、陈宏毅、孙涛、王自国，中国大地出版社，2009.10，357-35839.桂东南地区区域成矿特征和找矿方向，钱建平、陈宏毅、谢彪武、赵少杰等，矿物学报，2009，29（增刊）：455-45740.胶东招远金华山金矿成矿构造分析和找矿方向研究，钱建平、王自国、孙涛、陈宏毅，黄金，2010，31（1）：9-1441.矿山-河流系统中重金属污染的地球化学研究，钱建平、江文莹、牛云飞，矿物岩石地球化学通报，2010，29（1）：74-8242.山东招远市前孙家金矿构造控矿规律和构造地球化学找矿，钱建平、孙涛、王自国、陈宏毅，地质与勘探，2010，46（1）：10-19（获《地质与勘探》2009-2010年度10篇优秀论文）43.便携式X射线荧光光谱仪应用条件试验及效果，钱建平、吴高海、陈宏毅，物探与化探，2010，34（4）：497-50344.山东招远前孙家金矿床地质和元素地球化学研究，钱建平、陈宏毅、孙涛、刘纯、白艳萍，地球化学，2010，38（3）：213-22845.漓江水系汞的分布和污染研究，钱建平、张力、曹超、牛云飞、梁桂莲等，地球化学，2010，38（4）： of mercury pollution of automobile exhaust and research status in Guilin, Qian Jianping, Zhang Li, Ye Jun, Zhang Shuang, et al., 2nd International Conference on Energy and Environment Technology, 2010,1234-123747.胶东望儿山金矿成矿构造分析和成矿预测，钱建平，陈宏毅，王自国等，大地构造与成矿学，2011，25（3）：531-54448.广西金山金银矿区成矿构造分析和构造地球化学找矿，钱建平，谢彪武，陈宏毅等，现代地质，2011，35（2）：ical characteritics of the Sizhuang gold deposit in the region of Jiaodong，Shandong Province-A study on tectonic-geochemical ore prospecting of ore deposits，Qian Jianping，Chen Hongyi，Meng Yong，Chinese Journal of Geochemistry，2011，30（4）：539-55350.桂林市汽车尾气汞污染，钱建平，张力，张爽，叶军，王仕铁，生态学杂志，2011，30（5）：944-95051.胶东地区望儿山断裂带成矿构造分析和找矿方向研究，钱建平，蒙勇，陈宏毅等，矿产与地质，2011，25（3），177-18452.如何应对地质新技术发展带来的教学手段的变革，钱建平，陈宏毅，白艳萍，实验技术与管理，2011，28（8），16-1953.桂西北金矿成矿规律和若干问题，钱建平，矿物学报，2011，32，增刊：825-82754.水蓼对汞积累与分布的水培实验，钱建平，江文莹，张力，生态学杂志，2012，31（8）：2119-212455.现代遥感技术在地质找矿中的应用，钱建平，伍贵华，陈宏毅，地质找矿论丛，2012，27（3），355-36056.西藏谢通门县斯弄多铅锌矿区矿床地质特征和构造地球化学找矿，钱建平，黄德阳，谢彪武，陈宏毅，大地构造与成矿学，2013，37（2）：29-4157.云南江城大团包铜矿区构造-蚀变-地球化学综合方法找矿研究，钱建平、覃顺桥、谢彪武、程小珍、朱森林，大地构造与成矿学，2013，37（2）：213-22458.内蒙古东乌旗遥感构造和蚀变信息提取与找矿预测，钱建平、张渊、赵小星、赵少杰、李承礼，国土资源遥感，2013，25（3）：109-11759.桂林市交警头发Hg、Pb含量及分布研究，钱建平、张力、李成超、黄栋，环境科学，2013，34（6）：2344-234960.黔西南植被覆盖区遥感找矿预测，钱建平，赵小星，唐善法，陈珊珊，现代地质，2014，28（4）：772-781

求一篇关于地球科学概论论文

　　第一节 地球科学的研究对象和研究内容

　　人类生活在地球上，衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命，要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具，要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产，要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而，人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识，并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学
　　（geoscience）。 地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六
　　大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气 体（大气圈）、地球表面的水体（水圈）、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体（生物圈），由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性，因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。
　　地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然
　　界奥秘与规律的科学使命，同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展，地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展，逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中，地质学（geology） 由于其研究领域广博、分支学科较多，并且以研究地球的本质特征为目的， 因而成为地球科学的主要组成部分，以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用，其实两者的含义是有差别的，它们具有包容关系。随着科学 的发展，地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。
　　地理学（geography）主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、
　　分布和演变规律，并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科，主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科，主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。
　　气象学（meteorology）以地球周围的大气圈为研究对象，主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛，包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等，主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质，从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。
　　水文学（hydrology）和海洋学（oceanography）以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律，以及它们与地理环境、生态

　　系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的，它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的， 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称，根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。
　　土壤学（soil science）以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同，土壤学也有一些分支学科，如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。
　　地球物理学（geophysics）是应用物理学的方法研究地球的一门学科， 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科，所以一般所称的地球物理 学是狭义的，其主要研究对象是固体地球，因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中，应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。
　　地质学（geology）研究的主体对象也是固体地球，当前主要是研究固体
　　地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右，与地球的半径（6371km）相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象，一方面是出于实际需要，因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关；另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层，但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径，但由于受当前技术水平的限制，钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井（12.5km）位于俄罗斯西北部的科拉半岛，这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信，随着科学技术的发展，地质学研 究的对象将不断向地球的深部（如地幔、地核）扩展。
　　地质学的研究内容主要包括固体地球（重点是地壳或岩石圈）的物质组
　　成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同，地质学的主要 分支学科可简举如下：
　　（1）研究地球的物质组成方面的学科，如结晶学、矿物学、岩石学等；
　　（2）研究地球的内部构造方面的学科，如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等；
　　（3）研究地球的形成演化方面的学科，如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等；
　　（4）研究地质学的应用方面的学科，可分为两个方面：其一是研究地下 资源方面的分科，如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等；其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科，如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。
　　此外，人们为了更好地研究上述地质学的各个方面，不断地吸收和借鉴

　　其它一些学科的先进理论、方法和技术，用以促进和深化地质学的各项研究， 于是逐渐形成了一系列的边缘学科，如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等，这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。
　　近几十年来，由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展，其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的（如污染问题）、有些是间接的（如气候变化），它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展，因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切，于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科，即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同，又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。

　　朋友！ 这些比较详细缺点就是多点 呵呵不知道你用不用

地学前沿||《Geology》2021年第2期论文导读（下）

13

在古代的地质记录中，岩崩的描述相对较少，这可能是因为它们的保存潜力很低。在苏格兰西北部的Clachtoll，有一块与中元古代Stoer群的基底角砾岩相伴生的新太古代刘易斯片麻岩的巨型碎屑岩（100m 60m 15m），估计质量为243kt。与下伏基底片麻岩相比，巨型块体中的片理在次垂直轴上偏离了约90 ，并且被充满Stoer组红色砂岩的裂隙网络切割。巨块体顶部的层状碎屑裂隙填充物符合埋藏期间的被动沉积标准。侧面和底部的沉积物填充裂缝显示出与强力注入相一致的特征。该团队通过数值计算认为与裂谷相关的地震震动导致大块岩石落在未固结湿沉积物上的距离不超过15米。在冲击作用下，基底块体下含水砂层的超压和液化足以导致水压释放并向上注入泥浆。此外，不对称分布的结构记录了块体减速和停止时的内部变形。巨块与年轻的Stac Fada撞击事件无关，它代表了地球上已知的最古老的陆地岩崩特征之一。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology (2021) 49 (2),180–184.

译者

中国地质大学（北京）@王天奇

14 北美中大陆裂谷内大型德卢斯杂岩的快速侵位

德卢斯杂岩（美国明尼苏达州）是地球上最大的基性侵入杂岩之一。前人认为，约在1109 ~ 1084 Ma期间，劳伦大陆内部中大陆裂谷的岩浆作用和伸展活动使德卢斯杂岩侵位。相比于典型的由上涌的地幔柱减压熔融形成的大火成岩省的持续时间，德卢斯杂岩岩浆活动的持续时间更长，岩浆作用间隔也更长。但德卢斯杂岩的斜长岩和层状岩单元的高精度 206 Pb/ 238 U锆石年龄限制了这些单元在1096 Ma 左右，约1 m.y.（持续时间500 260 k.y.）的时间内快速侵位。岩石单元的古地磁数据与劳伦大陆的视极移路径对比结果也支持了这种观点。年代学确定大火成岩省的活动时间很短，代表快速的侵位过程，支持了岩石圈伸展与异常热上涌的地幔共存的假说。快速的岩浆脉动作用发生在板块纬向运动20 后，晚于最初的岩浆作用至少10万年。该研究提出了这样的可能，即上涌的地幔柱与移动的劳伦大陆岩石圈底部相遇，并通过“upside-down drainage”作用流向中大陆裂谷局部变薄的岩石圈。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology ,(2021) 49 (2),185–189.

译者

南京大学@陈博洋

15 大陆根的形成

来自地震层析成像的新证据发现了一种独特的矿物结构，其仅限于古老大陆克拉通下的厚地幔岩石圈内，为形成地球地质 历史 中这些突出而有影响的特征提供了重要线索。橄榄石是地球上地幔的主要矿物，其弹性特性沿其三个晶体轴各不相同，并且塑性变形过程中单个橄榄石颗粒的优先排列会影响地震波传播的整体性质。面波层析成像显示，在地球的大部分区域，地幔岩石圈的变形使橄榄石晶体定向，其快轴位于水平面，但在克拉通大陆岩石圈根部约150 km处的深度居中，快速晶体学轴优先垂直对齐。由于克拉通根部的粘度很高，这种结构很可能是克拉通形成时的痕迹。上地幔石榴石-橄榄岩的地球化学和岩石学研究表明，克拉通地幔根因密度降低而趋于稳定，密度的降低是因为熔体的抽离发生在比抓取地幔橄榄岩捕虏体更浅的深度。从面波层析成像推断的矿物结构表明，融化-亏损事件后的水平缩短使亏损带向下形成较厚的大陆根，通过纯剪切在垂直方向拉伸了亏损物质，并使橄榄石快速结晶学轴成为垂向排列。地震学手段发现的这种在约150 km深度处的矿物结构是形成克拉通根的缩短事件的证据。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology ,(2021) 49 (2),190-194.

译者

CUGB@唐演

16 论克拉通的破坏趋势

该研究表明，由于沿克拉通边缘的地幔流的作用，俯冲板块可能导致岩石圈移动。这个过程会雕刻和重塑克拉通，影响岩石圈整体稳定性。该研究利用三维地球动力学模拟探究了俯冲驱动的定向流与不同形状的克拉通岩石圈之间的相互作用，认为边缘形状不仅控制着克拉通周围流动通道的形成，而且控制着克拉通的破坏潜力。模拟结果表明，所有克拉通形态都有助于形成流动通道，但平直边缘的克拉通抗变形能力最强，边缘逐渐加厚的克拉通抗变形能力较弱。边缘形状的控制下，克拉通岩石圈沿着其边缘逐步消解，直到形成更稳定的平直边缘。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology, (2021) 49 (2),195–200.

译者

南京大学@陈博洋

17

高压矿物记录了通常难以保存在地壳的地质过程。莱氏石是锆石的一种可淬火的多型矿物，其形成在冲击压力大于20GPa的条件下。然而，不管是经验的、实验的还是理论上对其形成形成的具体机制均存在争议。该文作者研究了35Ma前的切萨皮克湾撞击事件的远端溅射毯中一颗锆石中锆石—莱氏石的相变过程，发现莱氏石经历了多阶段的生长并且大约89%的锆石相变为莱氏石。该颗粒中存在两类莱氏石：（1）呈面状平行排列，且在阴极发光图像中呈暗黑色，及（2）在阴极发光图像中呈树枝状生长的莱氏石。前人文献中对前者已有过报道，而还未见有报道过树枝状莱氏石。作者进一步地提出了在大于40GPa的条件下莱氏石的两阶段生长模型：首先，在冲击压缩阶段，剪切应力导致层状莱氏石的形成，之后在高压下通过重结晶作用形成树枝状莱氏石。在淬火之前，树枝状的莱氏石从片理面开始生长，并替换临近的被破坏的而呈非晶态或中间态的锆石。该文研究结果为陨石撞击过程中微秒尺度下的高压多型转变所伴随的微结构演化对莱氏石稳定性的影响提供了新的见解。此外，作者基于莱氏石的形成条件提出树枝状的莱氏或许可以作为远端溅射毯的标志。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology, (2021)49(2),201-205.

10.1130/G47860.1.

译者

小爪爪

18

地幔柱和洋脊相互作用形成岩浆持续喷发时间最长的大火成岩省

大火成岩省（Large igneous provinces, LIPs）通常由一次或多次持续1-5 Ma的短时岩浆脉冲（火山活动）形成。该团队对Kerguelen（凯尔盖朗）大火成岩省主要建造期的火山岩（白垩纪Kerguelen的南部和中部，Elan Bank和Broken Ridge）开展Ar-Ar定年分析，获得25组 40 Ar/ 39 Ar坪年龄。定年结果显示Kerguelen大火成岩省的火山活动大约从ca.122 Ma持续至90 Ma，活动时间超过32 Ma，表明Kerguelen大火成岩省记录了持续时间最长的高岩浆通量的侵位事件，并且Kerguelen大火成岩省是火山活动持续最长的大火成岩省。该研究认为Kerguelen大火成岩省与其他火山活动持续时间短或经历多次喷发事件的大火成岩省不同，Kerguelen大火成岩省是通过地幔柱和洋中脊长期相互作用而形成，通过洋中脊的跳跃，慢速扩张及迁移，将岩浆产物从喷发中心转移出去，并导致长期持续的岩浆活动。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology,(2021)49(2),206-210.

https:// 10.1130/G47850.

译者

NJU@哈哈宇

19

加利福尼亚州死亡谷Ubehebe火山口干火成碎屑沉积物的软沉积变形

软沉积变形构造在细粒火成碎屑沉积物中较为常见，并且经常伴随其他特征一起指示沉积物处在潮湿和具有粘性的状态下。Ubehebe爆发火山锥的火山口（美国加利福尼亚州的死亡谷）的沉积物是通过多次火山爆发形成的。这些爆发有的直接来自火山碎屑涌动，也有作为局部颗粒流从陡坡上再活化的新鲜、富含细灰的沉积物。除了软沉积变形构造本身外，没有其他湿沉积的现象。该团对的结论是，变形是孔隙-气体压力和干内聚力的升高情况下新鲜的细粒沉积物失稳的结果。仅软沉积变形不足以确定是否母源火山碎屑岩流含有液态水并导致地层湿沉积。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology,(2020)49(2), 211-215.

译者

中国地质大学@徐睿

20 东加利福尼亚剪切带的焦糖奶油流变结构

自从美国加利福尼亚莫哈维沙漠（Mojave Desert）1992年里氏震级7.3级Landers地震和1999年里氏震级7.1级Hector矿地震发生至今，两次地震的震后变形得到广泛研究，硬地壳上覆在低速的地幔软流圈的模型受到了公认。然而，该团队新近发现，这两次地震后的近场地震后瞬变比之前认为的持续时间更长，这需要对震后模型进行修正。该团队基于修正后的震后瞬变的新模拟结果表明：（1）莫哈维地区下地壳的有效黏度在年际尺度上约为2 10 20 Pa·s，（瞬态粘度约为2 10 19 Pa·s），也就是说仅仅只是下覆地幔软流圈的5倍；（2）上地幔的瞬态黏度随时间而增加，这为频率相关的流变学（如Andrade或拓展的Burgers流变学）提供了新的大地测量学证据。第一年的瞬态流变学推断与2019年7月两次莫哈维地震事件以北180公里的Ridgecrest里氏震级6.4级和7.1级地震的瞬态流变学非常一致。该建模结果支持东加利福尼亚剪切带（太平洋-北美板块边界的一部分）的焦糖奶油流变结构模型，其中下地壳和上地幔在年际尺度均表现出延展性。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology,(2021)49(2),216-221.

译者

南京大学@吉姆·雷诺

21 微生物硫酸盐还原在海底硫化物矿化初期的重要作用

当热液流体与周缘海水混合时便会形成海底热液矿床，通常我们认为其中的硫化物矿物沉淀是非生物成因的。基于在冲绳海槽中部（中国东海）的Izena Hole和Iheya North Knoll的大洋钻探，Tatsuo Nozaki等使用二次离子质谱法（SIMS）测定黄铁矿颗粒中的δ 34 S，结果表明海底硫化物矿化初期与微生物硫酸盐还原作用关系密切。在硫化物形成过程中，黄铁矿结构依次从草莓状变化到胶状最后发展为自形结构。草莓状黄铁矿中δ 34 S具有很高的负值（低至–38.9‰），而在胶状和自形结构黄铁矿中δ 34 S却向正值有规律的递增。硫同位素在海水硫酸盐（+ 21.2‰）和草莓状黄铁矿（–38.9‰）之间的分馏程度高达–60‰，这在开放系统中只能通过微生物硫酸盐还原来实现。由于草莓状黄铁矿通常被黄铜矿，方铅矿和闪锌矿所代替，因此草莓状黄铁矿可能是形成其他硫化物矿物的原始物质（核）。该研究得出结论，含有微生物还原硫的草莓状黄铁矿在海底硫化物矿化初期起着重要作用。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology, (2021)49(2), 222–227.

译者

CAGS@张瑜

22 罗迪尼亚-冈瓦纳转变中华南地块从印度地块破碎分离

印度西北部和华南的拉伸纪晚期至寒武纪沉积地层为其古地理关联建模提供了重要证据，包括它们在罗迪尼亚超大陆转化为冈瓦那超大陆过程中的斜接及随后的分离。这两个地区拉伸纪晚期的沉积单元岩石地层和碎屑锆石U-Pb-Hf-O同位素特征的相似性都指出了（有着）共同的物源。800-700 Ma华南和印度西北部的锆石δ 18 O同位素值在从上地幔成分转变为亚地幔成分时的大幅下降以及锆石ε Hf(t) 值同时期的增加，表明了共同经历了新元古代拉伸岩浆事件，与罗迪尼亚超大陆解体的时间一致。沉积物源在成冰纪发生了显著变化。印度西北部边缘新元古代剩余的沉积物包括大量以古老锆石年龄为主、来自印度克拉通内部的碎屑。反而，华南扬子地区同时期的沉积单元以新元古代锆石为主。碎屑锆石年龄数据强调了罗迪尼亚超大陆构型中印度西北部和华南（扬子和华夏地区）之间密切的古地理关联，并验证了它们在成冰纪通过大陆裂谷而分离。印度西北部发育被动大陆边缘，而华南地块则沿冈瓦那边缘部分裂解、旋转并向印度东北部和西澳大利亚右行迁移，以至于华夏地块仍然在接受来自冈瓦纳大陆的碎屑。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology,(2021)49(2),228–232.

译者

袁梦

23 劳亚大陆东缘阿巴拉契亚山脉的碎屑锆石组成

沿劳亚大陆东部边缘，从纽芬兰（加拿大）到阿拉巴马（美国）八个地区的最新碎屑锆石U-Pb数据汇编显示，其沿走向具有非常相似的特征，仅存在微小的局部变化。这些样品来自亲劳亚大陆的沉积岩和变沉积岩，时代跨度从新元古代-二叠纪。前寒武纪的碎屑锆石以约2.7 Ga的次要种群和约1.9-0.9 Ga的主要种群（峰值约为1.2-1.0 Ga）为特征。其碎屑锆石来自劳亚大陆太古宙地壳（约2.7 Ga）、古元古代造山带（约1.9-1.6 Ga）、Granite-Rhyolite省（约1.5-1.4 Ga），以及Elzevir地体和Grenville省（约1.3-0.9 Ga）。中元古代锆石种群的多寡取决于与不同物源区的距离，包括约1.5-1.4 Ga的Granite-Rhyolite省、约1245-1225 Ma的Elzevir地体和约1.2-0.9 Ga的Grenville省。中奥陶世锆石的数量沿走向而变化，其取决于Taconic造山带的输入，但在阿巴拉契亚山脉北部最多。由于碎屑锆石年龄沿走向的一致性， 7534个协和的碎屑锆石U-Pb数据的汇编可用于未来的U-Pb碎屑锆石研究，作为劳亚大陆东缘的物源指示。

左右滑动查看更多

文献来源&原文链接

Geology, (2021) 49 (2),233–237

译者

哥斯达黎加的61

编辑&校对：覃华清

求一篇地球科学概论论文

地球是太阳系八大行星之一，从诞生之日起，已历46亿年。按离太阳由近及远的次序是第三颗，位于水星和金星之后；在八大行星中大小排行是第五。在英语里，地球是唯一一个不是从希腊及罗马神话中得到的名字。英语的地球Earth一词来自于古英语及日耳曼语。这里当然有许多其他语言的命名。在罗马神话中，地球女神叫Tellus——肥沃的土地（希腊语：Gaia，大地母亲）。由化学组成成分及地震震测特性来看，地球本体可以分成一些层圈，以下就标示出它们的名称与范围（深度，单位为公里）：
　　0～40地壳40～2890地幔2890～5150外地核5150～6378内地核
　　固态的地壳厚度变化颇大，海洋地区的地壳较薄，平均约7公里厚；而大陆地壳就厚得多，平均约40公里厚； 地幔也是固态，不过在它上部有一层极小部分熔融的区域，称为软流圈 ，其上的地幔最顶部及整个地壳则称为岩石圈 ；至于外地核是液态而内地核是固态。 这些不同的层圈都是以不连续面为界，最有名的就是在地壳与地函之间的莫氏不连续面 （Mohorovicic discontinuity）。
　　地幔占有地球的主要质量，地核反而位居其次，至于我们生存的空间则只是整个地球极小的一部分而已 （质量，单位为10的24次方千克： 大气层 = 0.0000051，海洋 = 0.0014 ，地壳 = 0.026，地幔 = 4.043，外地核= 1.835，内地核 = 0.09675，）
　　地核的主要成分是铁 （或铁镍质），不过也可能有一些较轻的物质存在，地心的温度约有7,500K，比太阳表面温度还高；下部地幔的主要成分可能是矽、镁、氧，再加上一些铁、钙及铝；上部地幔主要成分则是橄榄石及辉石 （铁镁矽酸盐岩石），也有钙和铝。 以上这些了解都是来自于地震震测资料，虽然上部地幔的物质有时会因著火山喷出熔岩而被带到地表来，但是我们仍无法到达固体地球的主要部分，目前的海底钻探行动连地壳都尚未挖穿。 地壳的成分则主要是石英 （二氧化硅）及硅酸盐类如长石。 整体估算，地球化学组成的重量百分比为： 铁34.6% ，氧29.5% ，硅15.2% ，镁12.7% ，镍2.4% ，硫1.9% ，0.05% 钛 。
　　地球是平均密度最大的主要星体。
　　其它类地行星也都具有和地球类似的结构与组成，但其中也有一些差异： 月球核所占比例最小； 水星核的比例最大；而火星及月球的函相对较厚；月球和水星没有化学组成明显不同的函与壳之分；地球可能是唯一可再分成内外核的。不过请留意，我们对行星内部的认识主要是来自于理论推导，就算是对地球的也是如此。
　　有别于其它类地行星 ，地球的最外层 （包含地壳及上部地幔的顶端）被切分为数块，「飘浮」于其下的炽热地幔之上，这就是著名的板块构造运动学说 。 这个学说主要描述两种运动：拉张与隐没，前者发生在二个板块互相远离，其下的岩浆涌出而生成新地壳之处；后者则发生在二个板块互相碰撞，其中一方潜入另一方之下，终至消灭于地函中之处。 此外，也有一些板块边界是横向错开式的相对运动或两个大陆板块硬碰硬地撞在一起。
　　地球的大部分表面很年轻 ，只有5亿年左右，以天文的角度来看确实很短。但也有很少的地方露出了当年地球地壳形成时的基底——花岗岩，如中国辽宁省葫芦岛市绥中县就有裸露，由于形成花岗岩时的冷却时间长，所以花岗岩内的结晶体都非常发育，边长在1-2厘米，故把其命名为绥中花岗岩。由于侵蚀作用及构造地质运动不断地破坏又重建大部分的地表，因而地表早期的地质记录不容易找到，例如撞击坑 ，所以早期地球历史大部分都已不见踪迹。 地球约有45至46亿年老，然而目前已知最老的岩石只有大约40亿年前（地球有相当长的一段时期是一个由熔化的岩浆形成的火球），而且老于30亿年的岩石非常罕见。 最老的生物化石不早于39亿年前，有关生命起源的关键时期则亳无记录。
　　地球表面积71%为水所覆盖，地球是太阳系唯一在表面可以拥有液态水的行星 （土卫六的表面有液态乙烷或甲烷，而藏于木卫二的表面之下则可能有液态水，不过地球表面有液态水仍是独一无二的）。 液态水是我们已知的生命型式所不可或缺的要素；而缘于水具有的大比热性质，海洋的热容积成为保持地球温度恒定的一大功臣；液态水还是陆地上侵蚀与风化作用的主要营力，这是太阳系中唯一有此作用 的地方 （也许火星早期也曾有过这些作用，但现在已无）。
　　地球大气组成中，77%是氮气而21%是氧气，再来就是微量的氩、二氧化碳及水气。 地球初形成时的大气很可能大部分都是二氧化碳，不过它们大多已被碳酸盐类岩石给结合，其余的则是溶入海洋及被绿色植物耗尽；如今板块构造运动及生物作用是大气中二氧化碳消长的持续主控者。 大气中存在的水气及微量二氧化碳所造成的温室效应是维持地表温度极重要的作用，温室效应使地表温度提高了大约35℃，否则地表的平均温度将是酷寒的-21℃！ 若没有水气及二氧化碳，海水会冻结，而我们已知的生命型式将无从开展。 此外，水气更是地球水循环及天气变化中不可或缺的要角。
　　自由氧的存在也是地球化学组成的一大特征，因为氧是活性很强的气体，照理说应该很容易就和大气中其它元素相化合，地球上的氧气完全是由生物作用产生及维持，若没有生命就不会有自由氧。
　　地球拥有适度的磁场，推测磁场是起因于液态外地核中的电流。 由于太阳风与地球磁场及外层大气的交互作用， 极光于焉产生；而上述因素的不均衡造成磁极会在地表移动，目前磁北极位于加拿大北境。由于太阳风与地球磁场及外层大气的交互作用， 极光于焉产生；
　　地球磁场及其与太阳风的交互作用也造成了范艾伦辐射带 （Van Allen radiation belts），它是环绕著地球的成对环状带，外型就像是甜甜圈，由气体离子 （电浆） 组成，其外圈由海拔19,000公里延伸到41,000公里；内圈则介于海拔13,000至7,600公里之间。