1 东亚冬季风早全新世的减弱和中晚全新世的增强
当前，关于全新世亚冬季风在亚轨道尺度上的变化还存在争议，这一争议在某种程度上系黄土高原高质量记录匮乏所致。最近中科院地环所的康树刚副研究员及其合作者通过对黄土高原3个黄土剖面的光释光年代学和粒度分析，重建了全新世高分辨率的东亚冬季风变化。结果显示，在早全新世（11.7-6.5千年），东亚冬季风呈现明显减弱的趋势，而中晚全新世（6.5千年距今）则是明显增强。作者认为这两种变化可能分别与北半球高纬冰量和中高纬温度的变化有关。同时，研究结果显示，全新世东亚夏季风与冬季风呈现反相位的变化。该研究为全新世东亚冬季风的变化提供了可靠的证据，同时也有助于理解未来东亚冬季风的变化。
全新世以来东亚冬季风和夏季风强度变化记录的对比
A-研究中各剖面粒度中值的均一化；B-黄土高原粒度集合曲线CHILOMOS；C- 西北太平洋Oki 02孔沉积物粒度指数；D-大地湾剖面Zr/Rb；E-西北干旱区活动沙丘占比；F-中国石笋δ18O集成；G-山西公海重建的降水量变化；H-西北干旱区固定沙丘占比；I-研究中各剖面磁化率的均一化
原文链接：
Geology(2020) 48(11): 1043-1047.
DOI：
doi.org/10.1130/G47621.1
相关中文报道：http://www.ieexa.cas.cn/xwdt/kydt/202007/t20200716_5631186.html
（译者：三口刀）
2
白垩纪末生命大灭绝事件后底栖动物快速的多样性和稳定化
墨西哥尤卡坦半岛Chicxulub 陨石撞击坑遗迹化石研究（国际大洋钻探项目 [IODP]/国家大陆圈科学钻探计划 [ICDP] Site M0077）显示白垩纪末（白垩纪-古近纪 [K-Pg]）生命灭绝事件后的底栖生物恢复速度出奇地快。该研究发现在约700 k.y内发育良好的层级群落建立之后，完全恢复速度也很快。研究发现了恢复过程有着数个阶段，每个阶段都涉及稳定化和多样性，最后以含丰富的与Zoophycos遗迹化石相相关的Zoophycos，Chondrites和 Planolites遗迹化石组合的发育而终止。多样性增加得益于更高的丰富度、更大的体型以及更深也更复杂的层级结构。如此快速的恢复揭示撞击坑内的宜居古环境迅速重建了，确保了基质的大规模扩增。同二叠纪末大灭绝的比较揭示了在恢复上的相似性，但是白垩纪-古近纪大灭绝事件之后的恢复速度更快。该快速恢复对白垩纪-古近纪大灭绝事件后底栖生物的演化有着重要的指示意义。该研究结果为白垩纪-古近纪大灭绝事件之后的生物群落恢复以及该事件有别于其它大灭绝事件之处之间建立了联系。
演化过程中不同阶段的层级模型。
原文链接：
Geology (2020) 48(11):10481052.
DOI：
doi.org/10.1130/G47589.1
（译者：南京大学地球科学与工程学院古生物学与地层学在读博士生申博恒）
3
混杂岩模型对比流体和熔体在弧下地幔中的富集：钡同位素在汤加-克马德克弧的应用
从俯冲板块中分别加入流体和沉积物成分使得弧下地幔富集的模型存在了很长时间，但这种模型在过去几年里被混杂岩模型所替代。混杂岩模型中，俯冲板块的组分在板幔界面处发生物理混合。混杂物质通过底辟作用上升到地幔楔较热的部分，橄榄岩因此杂化（hybridized）随后发生部分熔融。本研究首次对汤加-克马德克弧（西南太平洋）火山岩进行了Ba同位素研究，表明Ba同位素可以区分来自不同俯冲组分的流体和熔体。俯冲板块中沉积物和蚀变洋壳（AOC）流体不同比例的贡献，使Ba同位素沿走向显著变化，这为两种模型对比提供了新的制约。Ba-Sr-Pb同位素相关关系表明，沉积物熔体和AOC流体在不同的时间加入弧岩浆源。至少在这条弧上，本研究提出了与过去混杂岩模型不一致的观点。
δ138/134Ba 和（A）Ba/Th，（B）Th/Yb，（C）Sr/87 86SrSr，和（D）206Pb/204Pb之间的相关关系。LSC指Louisville海底山链。在A、B和C中，δ138/134Ba误差线代表2倍标准差（SD）。D图显示了每个岛屿（在西南太平洋的汤加-克马德克弧）平均δ138/134Ba与平均206Pb/204Pb的对比，δ138/134Ba数据来自本研究，双稀释剂法Pb同位素数据来自参考文献。在C和D中，实线代表计算得到的地幔、沉积物熔体和蚀变洋壳（AOC）流体之间的混合线；X标记表示沉积物加入比例，单位为%；红线和箭头表示计算得到的沉积物熔体交代地幔与AOC流体的混合线；蓝线表示AOC和沉积物的合理混合范围所计算出的混合成分；蓝色箭头为混杂岩与楔状橄榄岩的混合趋势。模型计算详见附件。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 10531057.
DOI：
doi.org/10.1130/G47549.1
（译者：南京大学地球科学与工程学院矿床学在读硕士生陈博洋）
4 现生腕足及新生代腕足化石的锂同位素组成
海水的锂同位素组成（δ7Lisw）记录了地史上的全球气候及碳循环的关键信息。基于有孔虫重建的海水锂同位素组成表明过去六千万年来δ7Lisw的值增加了约9。增加的δ7Lisw值反映硅酸盐风化发生了变化，而硅酸盐风化或许导致新生代以来的全球气候变冷。但是，实验表明生命效应会导致有孔虫壳体与海水之间锂同位素分馏系数的巨大变化，从而制约了基于有孔虫重建的海水锂同位素值的可靠性。因此，亟需新材料来验证基于有孔虫重建的海水锂同位素组成的可靠性。并且基于不同材料的重建结果的彼此验证也有助于重建更古老地质时代的海水锂同位素组成。该项研究分析了34个现代腕足壳体的锂同位素组成，发现现代腕足壳体的δ7Lisw值为24.2 至28.8（平均为26.8；1σ=0.5），这与前人报道的海相无机成因方解石的值接近。这表明腕足壳体可以很好的记录海水的锂同位素组成。在此基础上，该文报道了六千五百万年前至七万年前的腕足化石的锂同位素组成。结果显示腕足化石记的海水锂同位素组成的变化与有孔虫的值一致。该研究首次证实了新生代以来海水的锂同位素组成的确上升了约9，并且表明可以利用除有孔虫以外的其他类型的碳酸盐重建更古老地质时期的海水锂同位素演化。
上：基于有孔虫（灰色）及腕足化石（红色）重建的新生代海水锂同位素演化曲线；中：新生代以来海水的氧同位素演化曲线；下：新生代以来海水的碳同位素演化。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11):1058-1061.
DOI：
doi.org/10.1130/G47558.1
（译者：小爪爪）
5 低地河流系统在后退过程中的形态动力学平衡
由于下游盆地的淤积导致侵蚀基准面的抬升，低地河流系统（河道坡度为10-5~10-4）即使在侵蚀基准面抬升之前已经相对后撤了但在基准面抬升之后任不可避免的向源头后撤。这种由于基准面抬升及沉积物充填导致的河流从稳态到后退过渡的自生模式成为自行后退。该研究基于自行后退的形态动力学模型探究了在持续的河流基地抬升及沉积物供应的情况下河流水动力的变化以及相应的地层记录。数值模拟结果表明在河流的回水长度以及下切的河道的剖面达到动力学平衡后河流系统会达到一个稳态。此外，模拟结果表明，当达到稳态后回水区河流深度会比下游深两倍，而这种河流形态在许多自然系统中也存在。通常而言，在自行后退期间，回水效应在低地河流-三角洲系统的形态动力学中起着关键作用，而这种水动力条件对于预测河流随海平面变化的响应至关重要。
图1.（A）海岸线（侵蚀基准面）的迁移速率，其中正值代表向沉积盆地移动，负值代表向上游迁移；（B）海岸线及沉积峰（河道沉积速率最高的位置）的前沿随位置随时间的演化；（C）回水区长度水时间的演化；（D）沉积物到达冲积扇的比例随时间的演化。
图2.（A）归一化回水长度（Lb/La）与系统达到沉积物匮乏的自动退缩所需的时间（tssa/ Ta）的关系图，Lb回水长度，La回退所导致的沉积的地层的长度，tssa系统达到沉积物匮乏的自动回退所需要的时间，Ta回退沉积的地层的时间长度；（B）上游河流到达回退区与下游河口位置河流深度的对比图。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 10621066.
DOI：
doi.org/10.1130/G47556.1
（译者：小爪爪）
6 风成巨波痕条纹
该研究对侧风交替和与风向平行的通道内的巨波痕和稍小尺度的巨波痕条纹的底形进行了考察、测量和建模。巨波痕通道比起中间过渡型的底形通道有着更高的底形、更长的波长和更粗的表面沉积物。同时，研究还类举了地球（阿根廷、纳米比亚、美国、伊朗、秘鲁和中国）和火星的案例。利用一个简化的复杂性模型，该研究证明了巨波痕和巨波痕条纹是在在两种搬运长度的尺度下开始形成的，分别源自长期跳跃的跃移和短时跳跃的表面蠕移。当表面蠕移颗粒浓度有限时，呈现自组织条纹模式；随着表面蠕移颗粒浓度的增加，典型的巨波痕逐渐开始发展。研究模拟的巨波痕条纹的三维地形与美国加州Oceano沙丘的天然巨条纹非常相似。通过跟踪模拟过程中表面蠕移颗粒浓度和空间自相关性的变化，研究发现当局部表面蠕移颗粒浓度达到足够大时（能作为巨波痕的核），条纹便开始形成。结果揭示巨波痕条纹可能有着简单而稳定的形成机制。
位于（A）阿根廷Abra Pomez，（B）美国加州Oceano沙丘，和（C）火星拉贝陨石坑的巨型条纹。（D）Abra Pomez（阿根廷）和Oceano沙丘（加利福尼亚，美国）通道内样品的中值粒径直方图（D50）。
原文链接：
Geology (2020) 48(11): 10671071.
DOI：
doi.org/10.1130/G47460.1
（译者：南京大学地球科学与工程学院古生物学与地层学在读博士生申博恒）
7
陆壳中部的间歇性断裂可作为与俯冲带地震旋回相关的主应力轴瞬时变换的证据
在阿尔卑斯山脉东部的内维斯地区，位于阿尔卑斯大逆冲断层之上的大陆地壳中部剪切带的裂缝，通常与推断的长期压缩方向呈高角度相交。裂缝表现为分段几何形状，且局部有明显的偏移，表明其与后来的韧性剪切方向发生相反的位移，意味着挤压过程中主应力轴σ1和σ3的变化。该研究认为这种通过叠印关系以及不同程度的断裂再激活所表现出来的重复变化，是由于阿尔卑斯大陆碰撞系统中零星的共震和早期的震后回弹引起的。由于地震应力在瞬间以快速的应变速率释放和孔隙流体压力的影响，软弱的中部地壳岩石出现间歇性断裂。阿尔卑斯大逆冲断层上盘广泛的瞬间断裂在区域上控制着地壳中部韧性剪切带的走向以及岩浆岩脉的侵位。
东阿尔卑斯山脉的局部简化构造图，据Scharf et al.（2013），并标出内维斯区域。展示了内维斯地区渐新世-中新世的压缩（σ1）和伸展（σ3）方向（Pennacchioni和Mancktelow, 2007），这与区域走滑断层同时活跃的剪切方向（红色箭头）一致。DAV-Defereggen-Antholz-Vals断层。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 10721076.
DOI：
doi.org/10.1130/G47625.1
（译者：掉帧青年萧暮春@YU）
8
侧翼滑动：意大利埃特纳火山爆发和岩浆上升的阀门和前兆
在世界各地的许多火山上都观察到了岩浆上升、岩脉侵入和侧翼坍塌的现象，但它们之间的相互作用仍鲜有文献记载。在2018年意大利埃特纳火山爆发期间，大量的合成孔径雷达干涉测量和连续全球定位系统（GPS）观测捕捉到的一次剧烈岩脉侵入活动，导致火山东翼向海洋剧烈滑动，并伴有脆性破坏和深部岩浆供应。本文提出了一个在侧翼加速和岩浆侵入之间的反馈过程，即火山的长期变形和短期变形相互作用的结果。侧翼滑动起着阀门的作用，调节着浅层系统内岩浆的就位和喷发。更快的侧翼加速度可能导致浅层的突然崩塌和地震。反之，侧翼滑动事件可以作为埃特纳火山岩浆深度的变化和阵发性喷发的前兆。
图：（A）哨兵-1（欧洲航天局）2018年12月28日至2019年6月20日期间的下降合成孔径雷达（SAR）几何平均速度图。蓝色（正值）接近传感器；红色（负速度）正沿着视线（LOS）移动。红色（观察到的）和黄色（模拟的）箭头代表相同时间跨度内的水平连续全球定位系统（CGPS）速度。黄星代表模拟源的表面投影。EDAM、ESLN、ECRI、EBAG、EPOZ和ELAC是CGPS站。主要断层也显示在地图上（FF-Fiandaca fault（菲安达卡断层））。（B）哨兵-1在2019年1月3日至2019年6月26日期间的升序几何平均速度图。（C）2017年4月1日至2019年6月26日期间EDAM-ESLN基线的长度变化。（D）4个东部CGPS站位移时间序列。在C和D中，蓝色和红色垂直线分别标志着火山爆发和4.9级地震的开始。
注：Baseline length variation -基线长度变化；Displacement-位移
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 10771082.
DOI：
doi.org/10.1130/G47656.1
（译者：王天奇，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）
9
美国加州死亡谷Kinston Peak组新元古代裂谷作用和Marinoan冰期启动的地质年代学约束
美国加利福尼亚州的死亡谷虽然拥有标志性的成冰纪（Cryogenian）雪球地球沉积，但由于缺乏直接的地质年代学约束，该套沉积具有多种相关性和年龄模型。该文中，研究人员使用了两组Kinston Peak组锆石U-Pb同位素稀释-热电离质谱的高精度数据：一组为同冰期Limekiln Spring段火山喷发年龄705.44±0.28 Ma；一组位于Wildrose亚段混积岩下，为非冰期Thorndike亚段的最大沉积年龄651.69±0.64 Ma。这些数据证明，Limekiln Spring段和Surprise段沉积于Sturtian冰期间，而Wildrose亚段属于Marinoan冰川沉积，上覆的Noonday组Sentinel Peak段则是碳酸盐盖层。此外，Thorndike亚段的年龄超过了华南大塘坡组放射性同位素年龄，成为Marinoan冰期开始的最小约束年龄，证明成冰纪间冰期持续了至少9个百万年，而Marinoan冰期持续了不过17个百万年。在劳伦大陆（Laurentia）西部，成冰纪冰期发生于~85百万年的横向不连续断陷盆地内与裂谷相关的沉降和岩浆作用背景之下。
美国加州死亡谷的区域与地方地层，并编汇了成冰纪的地质年代学。
原文链接：
Geology (2020) 48(11)：1083-1087.
DOI：
doi.org/10.1130/G47668.1
（译者：CDUTAether）
美编&校对：覃华清
