《Geology》首次利用金红石矿物U-Pb和U-Th-He双重测年技术,追踪沉积物来源!

文摘   2025-01-25 09:14   甘肃  
【地刊速览】最近《地质学》期刊发表的文章,采集了澳大利亚东南部富含钛矿的墨累盆地中的碎屑金红石样品,首次将铀-铅定年法和铀-钍氦热年代学结合,开展了年代学研究,发现这些金红石主要形成于约5亿年前,而且成分显示其来源并非周边,而是遥远的澳大利亚中部。这不仅解释了墨累盆地钛矿的富集,也揭示了澳大利亚大陆长达十亿年的沉积物输送模式:也就是沉积物从大陆中部持续向边缘输送。

地质学家一直试图重建地壳的演化历史,但传统的锆石(Zircon)研究方法难以完整呈现中低温变质事件的信息。澳大利亚科廷大学的团队首次将铀-铅(U-Pb)定年法和铀-钍氦(U-Th/He)热年代学结合,应用于金红石(Rutile)颗粒。金红石通常形成于变质岩,能记录比锆石更低温度的地质事件。通过分析金红石的年龄和成分,研究人员可以更全面地了解地壳的热演化历史。


研究重点关注澳大利亚东南部富含钛矿的墨累盆地(Murray Basin)。以往的研究认为,盆地沉积物主要来自周边的塔斯马尼亚造山带(Tasmanides),但也发现少量来自更远区域的再循环沉积物。然而,这些研究无法完全解释墨累盆地钛矿的富集。


这项新研究分析了墨累盆地10个重砂样品中的金红石。结果显示,大部分金红石年龄约为5亿年,其成分表明它们来源于变质岩。更重要的是,U-Th/He测年结果显示,这些金红石经历了两次主要的热事件,分别发生在约4.95亿年和3.7亿年前,对应于澳大利亚中部马斯格雷夫省(Musgrave Province)的两次造山运动。


这意味着墨累盆地的沉积物并非主要来自周边地区,而是来自遥远的马斯格雷夫省。沉积物首先经过中间盆地(如达令盆地[Darling Basin]和大自流盆地[Great Artesian Basin])的“中转”,最终到达墨累盆地。这个发现挑战了以往的认识,也解释了墨累盆地钛矿富集的原因。


这项研究首次将金红石U-Pb-He双测年技术应用于沉积物研究,提供了一种新的研究地壳演化的方法。研究揭示了墨累盆地沉积物的真正来源和钛矿富集的原因;揭示了澳大利亚大陆长期沉积物输送的模式,即来自澳大利亚中部地区的沉积物持续不断地向大陆边缘输送。



参考文献Maximilian Dröllner, Martin Danišík, Milo Barham, Christopher L. Kirkland; Tracking thermal histories through the detrital record using rutile U-Pb-He double-dating. Geology 2025; doi: https://doi.org/10.1130/G52753.1


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