非保守元素在苏鲁超高压榴辉岩退变质作用中有限迁移和近原地重新分布

中国大陆科学钻探工程主孔揭露的基性岩石包括新鲜榴辉岩和角闪岩。角闪岩是榴辉岩在折返过程中不同程度退变质作用的产物。全岩主量和痕量元素地球化学数据表明它们不仅在高场强元素(Ti,Zr,Nb,Ta),而且在高度活动元素(Rb,Cs,Sr,Ba)上化学特征相似。尽管从榴辉岩向角闪岩的退变质作用需要流体的参与,上述地球化学特征表明在榴辉岩快速折返过程中,流体仅仅有限地存在,在流体中高度活动的碱性元素仅作有限迁移和近乎原地重新分布。流体可能以高度局域化的管道流形式出现,是导致榴辉岩退变质作用和剪切变形高度局域化的主要因素。

新元古代氧化事件驱动海洋Ba循环变化

新元古代晚期出现大气和海洋氧气含量显著升高的现象,即新元古代氧化事件(NOE)。该事件可能促使了后生动物的出现与辐射以及复杂生态系统的建立。海洋中的氧化过程可改变海水的化学组成,如Fe、C、S的价态和种型,而海水中Ba的生物地球化学循环则主要受S的种型及浓度的控制,特别是硫酸根浓度。文章介绍了NOE如何改变海洋Ba循环:(1)NOE之前,海水硫酸根浓度极低,Ba循环处于保守状态;(2)NOE期间,海水硫酸根浓度升高,处于重晶石过饱和状态,导致沉积物中过剩Ba的富集以及层状重晶石的形成;(3)NOE之后,海洋重晶石过饱和状态一直持续到古生代末期,而中生代以后海洋硫酸根充足,Ba循环主要受控于生产力,呈现非保守性。此外,文章还指出,Ba同位素在重建新元古代晚期海洋Ba浓度,继而反演海水硫酸根浓度(即氧化程度)研究中均具有独特的优势。