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学术争鸣 I Are we done with detrital zirconS?

发布日期: 2019-09-30 阅读次数:
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原创∶杨江海  沉积之声  2019-09-30

全文共1187字5图,阅读需要4分钟

近20年来,随着LA-ICPMS(激光剥蚀-电感耦合等离子质谱)和SIMS(二次离子质谱)等原位U-Pb同位素分析技术的兴起,碎屑皓石U-Pb年代学已逐步成为沉积物源分析及相关研究的主要手段。目前,在不同级别、不同语种的学术期刊中都可以见到与碎屑皓石U-Pb年代学有关的研究报道。在中国,随着LA-ICPMS实验室数量的增加,碎屑皓石U-Pb年代学工作变得非常容易,它被广泛用来揭示盆地的沉积充填、大陆块体的地壳亲缘性、造山带的俯冲-碰撞过程等地质问题。而近年来随着技术应用的普及化,越来越多的数据被生产,数据在传递给我们有效信息的同时也带来了庞大的噪音,因此越来越多的学者开始对技术本身进行思考∶碎屑皓石U-Pb年代学是否已经成熟而失去发展活力了呢?获得更多的碎屑皓石U-Pb年龄数据是否还有必要性呢?碎屑皓石U-Pb年代学究竟能解决哪些根本的科学问题?Are we done with detrital zircons?

Atlas of Zircon Textures(引用文献)

碎屑皓石阴极发光电子(CL)图像

带着这些思考,我对2019年在美国凤凰城举行的美国地质学会2019年会中有关碎屑错石的研究报告进行了分析和总结,但因时间有限、见识粗浅,难免以偏概全。

美国地质学会2019年会古拉萨河流报告

美国地质学会2019年会展板/展示厅内讨论

粗略统计可知,此次年会共有80余篇与碎屑皓石U-Pb年代学有关的展板和口头报告,且主要集中在以下三个专题中∶

"SESSION NO.139:Zircon and Be-yond:Quantitative Methods for Characterizing Provenance in Modern and Ancient Sediment Routing Systems(GSA Geochronology Division: GSA Mineralogy, Geochemistry, Petrology, and Volcanology Division: GSA Energy Geology Division)"。这个专题集中探讨了碎屑皓石物源分析中主要的一些问题,如沉积相、再旋回等对物源判别的影响,并提出新的单矿物物源分析方法,如磷灰石、独居石、钠长石等同位素、微量元素物源示踪分析法。

"SESSION NO.243: New Devel-opments in the Appalachian-Caledonian-Variscan Orogen(GSA Structural Geology and Tectonic Division)"。该专题报道了大量采自北美石炭-二叠纪地层的碎屑皓石U-Pb年龄数据,重点探讨晚古生代大冰期时期北美大陆的沉积系统与区域构造和全球气候的相互关系,由此引出了一个重要的研究命题,即"Appalachian造山带物质在二叠纪发生了大规模、长时间的再旋回沉积作用"。

"SESSION NO.294: Laurentian Evo-lution during the Late Mississippian to Early Permian: Interactions and Feed-backs between Tectonics, Climate, and Sedimentary Systems (Society for Sedimentary Geology);GSA Structural Geology and Tectonics Division)"。该专题的报告主要是应用碎屑皓石U-Pb年龄来讨论Appalachian-Caledonian Variscan 造山带的地体亲缘性和造山过程的时空特征。

需要指出,此次会议上的碎屑皓石分析报告尽管多数仍属于常规的实例研究,但也有一些报告在研究主题、分析方法和应用上有所突破。在研究主题上,有学者运用碎屑皓石来示踪沉积路径、重建流域模式,有学者运用碎屑皓石U-Pb年龄数据来揭示古地貌演化;在分析方法上,有学者基于碎屑皓石年龄数据通过统计分析来定量不同物源区的输入量;在应用上,有学者通过联合运用LA-ICPMS和高精度CA-TIMS(化学剥蚀-热电离质谱)技术并结合Bayesian分析来建立地层的绝对年龄模型。

再回到"Are we done with detrital zircons?"这一问题,我的答案是"Not yet",还需要全面分析碎屑皓石数据的有效性,需要深入思考碎屑皓石与沉积系统之间的关系,更需要提出并聚焦关键的科学问题。

亚利桑那州Phoenix城的热带干旱气候下的典型植物

美国地质学会2019年会展厅外作者留影

作者系中国地质大学(武汉)副教授,博士。

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发布日期: 2019-09-30 阅读次数: