Heating duration of igneous rim formation on a chondrule in the Northwest Africa 3118 CV3oxA carbonaceous chondrite inferred from micro-scale migration of the oxygen isotopes

Due to their common occurrence in various types of chondrites, igneous rims formed on pre-existing chondrules throughout chondrule-forming regions of the solar nebula. Although the peak temperatures are thought to reach similar values to those achieved during chondrule formation events, the heating duration in chondrule rim formation has not been well defined. We determined the two-dimensional chemical and oxygen isotopic distributions in an igneous rim of a chondrule within the Northwest Africa 3118 CV3_oxA chondrite with sub-micrometer resolution using secondary ion mass spectrometry and scanning electron microscopy. The igneous rim experienced aqueous alteration on the CV parent body. The aqueous alteration resulted in precipitation of the secondary FeO-rich olivine (Fa_40–49) and slightly disturbed the Fe-Mg distribution in the MgO-rich olivine phenocrysts (Fa_11–22) at about a 1 μm scale. However, no oxygen isotopic disturbances were observed at a scale greater than 100 nm. The MgO-rich olivine, a primary phase of igneous rim formation, has δ¹⁷O = −6 ± 3‰ and δ¹⁸O = −1 ± 4‰, and some grains contain extreme ¹⁶O-rich areas (δ¹⁷O, δ¹⁸O = ∼−30‰) nearly 10 μm across. We detected oxygen isotopic migration of approximately 1 μm at the boundaries of the extreme ¹⁶O-rich areas. Using oxygen self-diffusivity in olivine, the heating time of the igneous rim formation could have continued from several hours to several days at near liquidus temperatures (∼2000 K) in the solar nebula suggesting that the rim formed by a similar flash heating event that formed the chondrules.     

Patterns in the sand: A pleistocene hominin signature along the South African coastline?

The Cape south coast of South Africa boasts one of the richest Middle Stone Age (MSA) archaeological records in the world. Here coastal caves and rock shelters contain well-documented archives of early humans, including early evidence of human adornment and jewelry, rock engraving and rock paSabstextinting. It has been suggested that palaeoenvironmental conditions in the area were critical to the survival of the human species. Humans travelled over dune surfaces, interdune areas and beaches during this period. These are now preserved as palaeosurfaces in aeolianites and cemented foreshore deposits, through which the ancient landscapes can be interpreted. Such contemporary sand surfaces may have formed potential canvases on which foraging behaviour or the creation of patterns or symbols could have been recorded. We question whether MSA humans left evidence of their presence other than their footprints when moving over these surfaces, and if so, whether such evidence can be discerned and interpreted today, as a hominin signature preserved in exposures of aeolianite and cemented foreshore deposits. We discuss other agents that could have caused similar patterns, and we consider the merits of eight sites that we have identified on the Cape south coast. In combination they encapsulate the complexity, challenges and potential of such study. We conclude that evidence at some of these sites suggests an anthropic origin, potentially constituting a previously undocumented form of MSA hominin expression and activity.     

旧石器遗址强烈化学风化沉积物细粒混合矿物的光释光信号特征及其测年应用

从湖南省北部赤山岛枫树嘴旧石器遗址剖面第2、第3和第4考古层位采集的3个沉积物样品中提取的细粒混合矿物,尝试对其红外释光(IRSL)信号进行研究。实验表明,虽然长石IRSL信号很弱,但仍可以测得信噪比足够高的红外激发后高温红外激发释光(post-IR IRSL)信号。与此同时,样品存在明显的红外激发后蓝光释光(post-IR OSL)信号,并且样品的IRSL与post-IR OSL信号均以快组分为主,这为该地区沉积物利用长石光释光信号定年提供了新的可能。鉴于长石IRSL信号较弱,根据剂量恢复实验结果,本研究采用post-IR IRSL SAR法(50℃红外激发后270℃高温红外激发,pIRIR270℃)进行等效剂量测量,同时也应用post-IR OSL SAR法定年进行比较。实验结果表明,细粒混合矿物的pIRIR270℃等效剂量分别为418.8±13.2 Gy、562.3±18.2 Gy和694.8±17.9 Gy,相对应的post-IR OSL SAR等效剂量结果为345.0±29.4 Gy、409.6±33.7 Gy和424.7±32.2 Gy。假设强烈化学风化未对沉积物的剂量率造成很大影响,基于长石pIRIR270℃信号的释光年龄为89±6 ka、118±8 ka和152±9 ka,比前人所得的石英OSL SAR法年龄老30%~55%(约20~55 ka)。通过对比不同测量条件下获得的等效剂量值来评估长石IRSL信号是否存在晒退问题,没有发现长石post-IR IRSL信号存在晒退不完全的证据。根据本研究post-IR IRSL SAR法测年结果,赤山岛枫树嘴旧石器遗址似阿舍利技术类型的石器出现在倒数第二次冰期(MIS 6)后期至末次间冰期(MIS 5)前期,比湖南道县福岩洞现代人类牙齿化石年龄(80~120 ka)稍老。作为似阿舍利技术石器制造者的赤山岛古人与福岩洞现代人的关系将是我国旧石器时代考古学和古人类学研究的一个重要课题。     

中更新世转型时期南海北部上层水体结构演化特征——ODP1146站浮游有孔虫稳定同位素记录

文章以南海北部ODP1146站沉积物岩芯为研究材料,利用浮游有孔虫次表层水种Pulleniatina obliquiloculata壳体的氧、碳稳定同位素,结合该站位浮游及底栖有孔虫氧碳同位素数据,分析中更新世以来南海北部上层水体结构的演化。1.2 Ma以来ODP1146站P.obliquiloculata壳体δ^18O的变化可分3个阶段:1)1.2~0.9 Ma,冰期-间冰期变化幅度较小、主导周期为41 ka斜率周期;2)0.9~0.6 Ma,冰期旋回变化幅度逐渐增强、100 ka偏心率周期开始强化;3)0.6 Ma以来,冰期旋回呈现稳定且幅度较大的100 ka周期变化。0.9 Ma以来南海北部上层海水δ^18O的冰期旋回变幅增强,可能反映东亚冬季风在0.9 Ma之后显著强化。其中,表层水体δ^18O只在冰期变幅增强,P.obliquiloculata所反映的次表层水体δ^18O的变化幅度在冰期和间冰期都显著增强。约0.9 Ma浮游和底栖有孔虫δ^18O的100 ka周期几乎同时显现;但在0.9~0.6 Ma时期P.obliquiloculata的δ^18O偏心率周期更为显著、斜率周期的强度也更高。因此,冰期旋回周期转型及幅度变化两方面的证据共同反映温跃层结构演化在南海北部中更新世转型(MPT)气候转变过程中的特殊性。1.2 Ma以来ODP1146站P.obliquiloculata的δ^13C在0.02 Ma、0.49 Ma和0.99 Ma左右呈明显的碳重值,同时表层种-次表层种之间的δ^13C差值减小到近于0,可以解读为碳重值事件期间南海北部生产力相对减弱。     

桂西南凭祥火山岩年代学、地球化学及Hf同位素研究——对古特提斯洋最晚北向俯冲事件的启示

华南西南缘凭祥地区位于特提斯构造域东端,华南与印支陆块碰撞缝合带的北部,该区出露的三叠纪中酸性火山岩是古特提斯洋俯冲过程中在华南陆块边缘形成的大陆弧产物,这些火山岩同时携带的大量来自华南陆块基底的捕获锆石为华南陆块的构造热事件研究将提供重要的信息。对凭祥地区三叠系北泗组英安岩进行了同位素年代学、地球化学及锆石Hf同位素研究,获得了一个英安岩样品的加权平均年龄为（227.8±1）Ma,这些英安岩具有高SiO₂、K₂O含量,极低的MgO、MnO和CaO含量,富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th和U）和亏损高场强元素（Nb、Ta）的特点,显示了典型的岛弧岩浆作用特征,代表古特提斯洋向北俯冲至华南陆块之下形成的大陆弧产物。其余两个英安岩样品中的70粒锆石主要为来自华南陆块基底的捕获锆石,其年龄数据变化区间较大,为1010~231 Ma,这些捕获锆石U-Pb年龄频谱分布主要集中在四个区间:11010~800 Ma（峰值900 Ma）,其锆石的ε_Hf（t）值为4.5~15.1,响应扬子和华夏陆块之间聚合-裂解-再聚合的构造演化事件,反应了其幔源岩浆的广泛参与;2720~620 Ma（峰值680 Ma）响应南华纪已拼合的扬子-华夏陆块的再次发生裂解;3490~400 Ma（峰值450 Ma）,其锆石的ε_Hf（t）值为2.2~-7.8,响应华南早古生代加里东运动有关的壳-幔相互作用岩浆事件;4280~230 Ma（峰值250 Ma）,其锆石ε_Hf（t）值为-13.6~-16.5,地壳模式年龄为2.3~2.1 Ga,代表了印支与华南陆块之间古特提斯洋俯冲闭合的岩浆事件。文章的研究结果揭示了凭祥北泗组英安岩与华南陆块的亲缘性,其结晶年龄限定了华南与印支陆块之间的古特提斯洋俯冲结束、陆-陆开始碰撞的最晚时限为中-晚三叠纪。      

由下扬子区海陆对比分析南黄海盆地下志留统烃源岩特征及其主控因素

针对南黄海盆地海相油气勘探的重大需求,在收集、整理下扬子苏、浙、皖地区地质和地化资料的基础上,依托科学钻探CSDP-2井岩心,系统对比了南黄海盆地与下扬子陆区早志留世古地理背景和沉积充填特征,进而利用一系列地化测试数据总结了南黄海盆地下志留统烃源岩特征并探讨其主控因素。研究结果表明：南黄海盆地大陆架科学钻探CSDP-2井目前已钻遇了坟头组和高家边组上部两套丰度很低的厚层、暗色（粉砂质）泥岩,其有机质类型主要为Ⅱ₂型,热演化程度已整体进入过成熟阶段;受控于全球海侵事件和扬子板块构造活动的发展阶段,早志留世初期深水陆棚环境逐渐向后期的浅水陆棚环境演变,加之早期较高的初级生产力和良好的保存条件,使得下扬子区高家边组下部烃源岩的品质明显高于上部,并以底部黑色笔石页岩段有机质丰度最高。因此,南黄海盆地高家边组底部理应存在一套优质烃源岩层,可作为下一步页岩气勘探的重点层位。     

南海夏季风爆发的数值预报试验

分析了1986年南海夏季风爆发的环流演变特征,由经向风速剖面图看出,南风首先在中南半岛迅速加强,然后向南海发展,南海夏季风爆发同孟加拉湾低压的发展密切相关。通过地形和非绝热单因子敏感性数值预报试验表明,地形作用和凝结潜热等非绝热作用对南海夏季风的爆发都是很重要的,包含有这两种作用在内的控制试验成功地预报出了南海夏季风爆发的中期演变过程,单独的地形作用或非绝热作用都不能预报出南海夏季风的爆发。     

杭州湾北岸河口演变及建港条件分析

从海岸的历史变迁出发,阐述了杭州湾北岸的成因,对沿岸的潮流作用和地貌发育、泥沙运移以及河口演变趋势进行了统计和分析,并对建港条件作了初步分析。     

南海西沙群岛海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)角质颚微结构及生长特性研究

角质颚是鸢乌贼重要的摄食器官,信息储存能力强,被广泛用于重建头足类生活史等研究。根据2017年5—8月中国灯光罩网渔船在南海西沙群岛海域采集的860尾鸢乌贼样本,结合经研磨后角质颚微结构中的日龄轮纹,对角质颚微结构及其外形生长特性展开了研究。结果表明,鸢乌贼角质颚上颚微结构分为头盖部和脊突部,两部均由明暗交替的日龄生长纹组成,头盖部的日龄生长纹较为清晰且易于读取。选取上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、上侧壁长(ULWL)、上翼长(UWL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)、下侧壁长(LLWL)和下翼长(LWL)作为描述西沙群岛海域鸢乌贼角质颚生长的外形特征参数。协方差分析表明,角质颚外形特征参数不存在性别间显著性差异。AIC分析表明, UCL和LCL与日龄的生长关系最适用线性生长模型表示, ULWL和LLWL与日龄的生长关系最适用对数生长模型表示, UHL、UWL、LHL和LWL与日龄的生长关系则均最适用于逻辑斯蒂生长模型表示。随着日龄的增加,鸢乌贼角质颚外形特征参数与胴长的比值基本稳定。日龄范围为211—240 d时,鸢乌贼角质颚UHL、UCL、UWL、LHL、LCL、LLWL和LWL的绝对生长率(AGR)较低。鸢乌贼角质颚在日龄介于121—210 d时生长迅速,在日龄介于211—240 d时生长速率下降,日龄211—240 d可能是鸢乌贼角质颚外部形态生长的拐点。研究结果为后续利用角质颚研究南海鸢乌贼的渔业生物学、生态学和关键生活史提供了科学依据。     

海盆沉积“源-汇”系统分析:南海北部珠江海谷-西北次海盆第四纪深水浊积扇

运用近年来采集的高分辨率地震资料和多波束测深数据,在珠江海谷及西北次海盆深海平原区发现大规模发育的第四纪重力流沉积体系,该沉积体系沿珠江海谷以北西-南南东方向贯穿整个北部陆坡,进入西北次海盆后呈扇形展开,形成珠江海谷-西北次海盆大型深水浊积扇系统。据沉积体系空间展布特征差异,将珠江海谷划分为北、中、南三段,北段为过路侵蚀和水道下切,中段以水道充填和天然堤沉积为主,南段以水道-天然堤和朵叶体沉积共存为特征,揭示出北部陆坡珠江海谷是珠江口外陆缘物质输送海盆深海平原的主要通道;海盆区总体以朵叶体发育为特色,呈扇形展布。深水扇系统可分为三期次沉积体,其区域结构记录了重力流沉积物从侵蚀、卸载到南海海盆作为限制性盆地接收陆源沉积物的全过程,为“源-渠-汇”的研究构建了一个完美的范例。本文以珠江海谷-西北次海盆第四纪深水浊积扇沉积体系为例,完整地揭示了水道-扇体的组构和特征,清晰呈现了陆坡-海盆砂体展布的规律,可为建立南海北部新近纪早期深水扇形成模式提供参考,有助于指导南海深水油气勘探工作。