01
地殼尺度增生雜巖的解剖：來自伊朗Makran俯衝帶西部的陸上深地震測深的啟示
馬克蘭（Markan）俯衝帶在歷史上曾發生過8級以上地震並經歷隨後的海嘯，這暗示了伊朗南部、巴基斯坦和鄰國的沿海地區的高風險。此外，馬克蘭俯衝帶是一個具有極端性質的端元俯衝帶，其具有地球上最大的沉積物輸入和最寬的增生楔。雖然對近海的增生楔的淺表地質和淺層構造已經有了較為深入的研究，但對於陸上部分的深層結構，仍缺乏基本的信息。該研究展現了三個地殼尺度並與海溝垂直的深地震測深剖面，它們穿過伊朗馬克蘭俯衝帶西部的增生楔體的陸上部分。基於馬爾科夫鏈蒙特卡洛方法的P波走時層析成像以及廣角反射的自動線條圖偏移，高解析度地揭示了增生楔的地殼結構和俯衝大洋板塊的幾何學特徵。這些圖像揭示了增生過程，特別是底闢增生（basal accretion）形成大陸地殼的過程，為災害評估和海嘯模擬提供了重要的基礎信息。
俯衝沉積物的底闢增生和主要形成於陸上增生楔中心的背形堆垛積。通過持續的底侵作用，高縱波速度的變質巖被向上推擠，從而到達較淺的區域。
（譯者：哈德曼的秘封61）
02
地震各向異性證實了哥斯大黎加南部的上地幔從太平洋流向加勒比
太平洋上地幔被俯衝的板塊和大陸架包圍，很大程度上阻止了其與周圍地區的融合。中美洲地峽的南部可能存在一個出口。該地區地震各向異性、火山噴發物同位素成分的時空變化以及動力地形觀測結果都表明上地幔從太平洋流向加勒比海。研究人員通過對遠震剪切波的雙折射觀察中得到哥斯大黎加南部上地幔地震各向異性的新約束。快、慢分量相差約1秒，快波沿40°–50°（東北）方向極化，近似正交於中美洲收斂邊緣。結果與太平洋向加勒比地區的上地幔流動相一致，在該區域下方俯衝的巖石圈中存在一個出口。
地幔流模式及剪切波分裂結果
（譯者：中國地質大學（北京）@董宇航）
03
二疊紀湖泊沉積中的產甲烷菌微化石與產甲烷作用
產甲烷菌是生成甲烷的古菌，是地球上最原始的生物之一，在現代生態系統中有著很大的系統發育和生態多樣性。然而，產甲烷菌的細胞化石證據在地質記錄中仍極其匱乏。該文章報導了在中國西北部二疊紀湖泊沉積中觀察到的由白雲石組成的球狀微結構。微球表現出生物親和性，完好地保存在自生白雲巖中，具有細胞保真度。基於形態和地球化學證據，這些微球被解釋為礦化的產甲烷古菌細胞，可分為三種不同大小的類群，它們是球狀產甲烷菌的首個化石記錄。含微化石的白雲巖具有極正的δ13C值（高達+20‰ V-PDB），歸因於微生物產甲烷作用。研究結果表明，產甲烷菌是該二疊紀湖泊生物圈的重要組成部分，由於產甲烷菌的代謝，大量的生物成因甲烷在缺氧湖泊沉積物中產生。該研究不僅填補了產甲烷古菌化石記錄的空白，也為古湖泊甲烷排放提供了新見解。
圖1 自生白雲巖中礦化的球狀產甲烷古菌
（譯者：南京大學@申博恆）
04
地幔過渡帶內停滯板塊前緣控制了東北亞新生代陸內高鎂安山巖的形成
東北亞陸內高鎂安山巖（HMAs）的地球化學和區域的地球物理數據，為探索陸內高鎂安山巖的形成與太平洋板塊俯衝之間的成因關係提供了機會。與原始的弧高鎂安山巖相比，陸內高鎂安山巖具有較低的Mg#值（53-56）和CaO含量（5.8-6.6 wt%），較高的鹼（Na2O+K2O）含量（5.15-6.45 wt%），以及富集的Sr-Nd-Hf同位素組成（87Sr/86Sr =0.7056-0.7059；εNd = -4.9~-3.4；εHf = -4.7~-2.6），以及較低的Pb同位素比（206Pb/204Pb =16.76-19.19；207Pb/204Pb =15. 42-15.45；208Pb/204Pb=36.71-37.11）。這些新生代陸內高鎂安山巖在Sr-Nd-Pb-Hf同位素組成方面與中國東北地區新生代鉀質玄武巖相似，但SiO2和Al2O3含量較高，K2O、MgO和輕稀土元素含量較低。這些特徵表明，這些新生代陸內高鎂安山巖起源於地幔，在地幔中循環的古老沉積物和水促成了橄欖巖的部分熔化。結合來自陸內高鎂安山巖附近地幔過渡帶的大面積低電阻率異常，以及這些高鎂安山巖出現在東北亞地幔過渡帶內的停滯板塊前緣之上（深度600公裡），該研究得出結論，具有高含量的循環古沉積物和水的停滯板塊前緣，控制了東北亞新生代陸內高鎂安山巖的形成。
圖 東北亞新生代陸內高鎂安山巖形成的地球動力學模型示意圖
（譯者：中國科學院地質與地球物理研究所@劉卉）
05
Nuna灣：中元古代靜海沉積事件的天文年代學相關性
位於澳大利亞和華北克拉通約1.4Ga的Velkerri組和下馬嶺組，皆沉積了一套碳質頁巖層。該地層記錄了一段明顯的靜海沉積期，並被約1.3 Ga的輝綠巖侵入。這些相似性指示這兩個單元可能存在相關性，且表明當時廣泛存在的靜海環境、有機碳埋藏和烴源巖沉積。古地磁數據與Nuna超大陸上澳洲和華北克拉通相鄰的事實一致，這意味著（靜海相）沉積能夠在一個大的孤立盆地中發生並形成有假定關聯的地層序列。然而，地層年代學數據的缺失使得確切的測試無法進行。此前的研究中，下馬嶺組已表現出受軌道周期控制的沉積。在該研究中，研究團隊利用旋迴地層分析了Velkerri組的假定相關性。根據與Re-Os年齡一致的沉積速率，Velkerri組顯示的沉積學旋迴可解釋為代表軌道周期的整個層級。通過對比保存在下馬嶺組和Velkerri組中滯留沉積的推測持續時間，結果揭示了一個幾乎一致的約10m.y.的滯留沉積事件。該研究證明了這兩個富烴單元是在同一個盆地（Nuna灣）中沉積並成熟的，沉積環境類似於Pangea大陸解體期的墨西哥灣。
Velkerri組的時間序列分析
（譯者：CDUT@Aether）
06
斷層破壞對藏東地形的影響
構造變形可以通過改變基巖的基準面和力學狀態來影響剝蝕的時空格局。儘管基準面變化和剝蝕可以很好地被理解，但構造破壞對基巖剝蝕性的影響很少被量化。西藏東部是一個構造活躍區，具有多種巖性和多個活動斷裂帶，為了解構造變形如何控制剝蝕和地形提供了合適的場所。該研究利用了千年剝蝕速率與相應的河道陡度之間的關係來量化剝蝕係數。該研究表明，主斷裂15 km範圍內的盆地之間的侵蝕係數比15 km外的盆地間的侵蝕係數大一倍，這表明地震震動和巖石破壞導致的構造變形對藏東地區的侵蝕和地形影響很大。這項工作揭示了巖石剝蝕性與斷層破壞之間基於現場的定量關係，這對改進地形演化模型具有重要意義。
西藏東部的地圖顯示高程，採樣盆地用顏色編碼（A）10Be導出的剝蝕速率，（B）剝蝕蝕係數，（C）半徑為1公裡的圓形移動窗口內的局部地貌，以及（D）巖性（Hartmann, Moosdorf,2012）
（譯者：南京大學@徐雯嶠）
07
晚始新世長江第一灣形成標誌著現代長江的誕生
長江第一灣是亞洲最有爭議的地貌區之一，現代長江在這裡停止向南而轉向東流，因此研究長江第一灣是了解長江演化歷史以及青藏高原東南緣構造隆升活動的關鍵。劍川盆地位於長江第一灣西南，盆地內保存著中晚始新世的沉積巖，對這些沉積巖的分析結果顯示這裡曾經存在一個大型河流系統（可能是古金沙江），大河向南流動貫穿劍川盆地。該團隊基於碎屑鋯石U-Pb年代學方法對劍川盆地沉積物開展物源分析研究，結果表明發源於青藏高原的古長江曾南流入海；到始新世晚期，隨著（雲南）高原隆升，劍川盆地發生反轉，古金沙江沿走滑斷裂改道轉向東流。這一事件標誌著長江第一灣的誕生，也是現代長江（東流長江）形成的重要一步。
長江第一灣形成過程示意圖。
（A）劍川盆地在早始新世為近源、內流盆地；（B）劍川盆地在中晚始新世為由古金沙江貫穿的外流盆地；（C）晚始新世後高原隆升，盆地反轉，古金沙江改道向東流，形成長江第一灣。
（譯者：NJU@哈哈宇）
08
古新世-始新世極熱事件開始時中高溫型雨林向南半球高緯度的快速擴張
在古新世-始新世之交（～56Ma），地球上發生了一次快速升溫事件（PETM）。目前對於全球生態系統對PETM事件響應的研究多集中於北半球中緯度地區，南半球的研究則相對較少。
為了更全面地重建全球陸地生態系統的變化，最近來自德國海德堡大學的Emiel Huurdeman與其合作者，通過對澳大利亞南部Point Margaret剖面（古緯度：60°S）孢粉以及生標的研究，重建了PETM事件發生時區域植被和溫度的變化。
結果顯示，PETM發生時，大氣年均溫度升高約1-4°C，使植被特徵產生了快速、顯著且持續的變化。該區域植被類型由暖溫型主導快速轉變為類似於現今昆士蘭北部的中高溫型雨林主導。同時，植被變化的時間要早於有機碳δ13Corg負漂約數千年。生態系統變化的重建結果比南半球其它地點更為強烈，各區域之間的生態變化幅度存在差異。因此，在研究全球陸相生態系統對PETM事件響應時，應充分考慮區域古海洋、古地理和古生物地理的差異。
圖1. Point Margaret剖面古新世-始新世之交植被類型和溫度變化的重建結果
（譯者：三口刀）
09
青藏中部加厚下地殼沉降導致的可忽略的地表隆升
研究人員利用羌塘地體始新世埃達克質巖的單斜輝石成分和鋯石Hf-O同位素，探究了青藏高原中部的形成機制。關於這些巖石的成因，有兩個主要和相反的假設：（1）拆沉下地殼的部分熔融；（2）俯衝的大陸上地殼的部分熔融。得到共識的是，地幔中的部分殼源巖石已達到榴輝巖相，但證據仍然不足。高Mg安山質樣品中單斜輝石的反環帶，顯示出一個低Mg#、Sr和Sr/Y的核部，而邊部則具有相反的特徵，這表明母巖漿形成於榴輝巖衍生的長英質熔體和地幔橄欖巖之間的相互作用。總的來說，似地幔的鋯石δ18O（平均值約為5.9‰）和εHf（t）（高達+6.7）值，支持鎂鐵質源區，而不是俯衝的上地殼巖石。考慮到始新世埃達克質巖是在地殼縮短結束後的短時間內形成的，原始的長英質熔體很可能來自拆沉的榴輝巖化的下地殼。這一拆沉過程可以解釋青藏中部始新世早期的低起伏地形和中性的無榴輝巖的現代地殼組成。然而，包括沉積物源、同位素古高度計和熱年代學在內的各種證據顯示，巖石圈拆沉導致的地表隆升可能可以忽略不計，這可能是因為西藏中部的地殼較弱。
青藏中部地區古今紀早期的構造-地貌演化的示意圖
（譯者：哈德曼的秘封61）
10
埃迪卡拉生物群早期矽質膠結的模擬實驗證據
在埃迪卡拉系砂巖中的軟體生物鑄模化石（埃迪卡拉型化石作用）在重建早期複雜宏體生命的出現和輻射中起到了重要的作用。但是埃迪卡拉化石的保存過程仍舊存在很多爭論。經典的研究認為化石作用是通過生物屍體和生物席基底面的快速硫化礦化形成的，而最近的研究觀點認為矽質是化石保存過程中的關鍵礦物。該研究將多種軟體生物置於與埃迪卡拉紀海水濃度相同的富矽溶液（2mM）中進行模擬實驗。結果顯示，在恆定的中性（pH=7.8）海水條件下，這些有機體表面出現了連續的非晶質二氧化矽沉澱。礦物的形成伴隨著實驗溶液中溶解矽（DSi）的不斷減少，直至低於非晶態二氧化矽的溶解度。另外，電位滴定測量表明，矽質沉澱的數量級與每個有機體的官能團有關。這表明有很大範圍的軟體生物易於在埃迪卡拉的海洋特殊高矽環境中被矽化。這些結果為上述第二種成因模式，即早期矽質膠結有助於埃迪卡拉生物群的異常鑄模保存提供了支持。這一保存模式可以為精確研究早期動物生態系統的組成提供幫助。
不同有機體 [Anemone Phymanthus （A-F），cyanobacterium Spirulina （G-L）] 在高矽溶液中的照片及細節掃描電鏡圖像
（譯者：CUGB/MQU@韓舒筠）
美編&校對：覃華清