方解石U-Pb测年进展，L.C. Haaland等Geology(2024)-揭示北极-北大西洋通道斜向裂谷作用相关的时间和过程

方解石U-Pb测年技术在地质学研究中的前沿性体现在多个方面。以下是几个关键点：

- **高精度测年**：U-Pb测年方法能够提供极高的时间精度，使得科学家可以精确确定地质事件的发生时间。这对于理解复杂的地质过程和构造历史非常重要。- **低温热年代学**：U-Pb测年不仅适用于高温条件下的矿物，还能应用于低温条件下的方解石，为低温地质过程提供了重要的时间标志。**多样的地质环境**：方解石广泛存在于各种地质环境中，如沉积岩、热液矿床、构造断层等。U-Pb方解石测年可以应用于研究多种地质现象，包括沉积作用、构造变形和流体活动。- **多种地质事件**：该方法可用于研究从大规模构造事件（如板块碰撞和裂谷作用）到局部地质事件（如断层活动和矿床形成）等多种地质过程。- **重要前沿**：方解石U-Pb测年技术的前沿性在于其高精度、高灵敏度和广泛的应用范围。这一技术的发展不仅推动了地质学基础研究，还在矿产资源勘探、构造灾害预警和地球动力学模型建立等应用领域具有重要意义。

### 重要发现

通过研究U-Pb方解石年龄，可以深入了解与北极-北大西洋通道斜向裂谷作用相关的时间和过程。

对北极-北大西洋通道的影响

板块相互作用：U-Pb方解石年龄可以澄清导致北极-北大西洋通道开辟的一系列事件，揭示北美、欧亚和格陵兰板块之间的相互作用。

裂谷动力学：详细的年龄提供了斜向裂谷动力学的见解，包括延伸速率和相关断层系统的发展。

地质历史：这些数据有助于更全面地了解该地区的地质历史，对于理解更广泛的大陆分裂和海洋形成模式非常重要。

### 结论

U-Pb方解石测年是解开北极-北大西洋通道斜向裂谷历史的有力工具。通过提供精确的年龄，它增强了我们对这一关键地区构造演化的理解，有助于更广泛的地质和地球动力学模型。

L.C. Haaland等的认识

斯瓦尔巴与格陵兰在中新世的裂解形成了一个深海通道，促进了北冰洋和大西洋之间的循环，显著改变了全球气候。然而，事件的确切时间仍不清楚。在斯瓦尔巴西部陆上，萨斯布塔断层形成了始新世-渐新世Forlandsundet盆地的东部边界，这里提供了一个约束该事件时间的绝佳机会。我们通过对断层相关脉中的方解石进行U-Pb测年，约束了萨斯布塔断层变形和盆地演化的时间。我们最早的方解石年龄为二叠纪-三叠纪，表明该断层长期以来一直在发生变形。41到33百万年的年龄集中，与Forlandsundet盆地部分区域基于化石的沉积年龄重叠。这些数据表明，陆上横向拉伸部分早于北大西洋扩张脊在Chron 13（磁性极性时间尺度；35.5-33.7 Ma）重新组织之前。我们最晚的13百万年年龄表明，断层活动在已保存的盆地填充物沉积后很久仍在继续。如果海底扩张标志着大陆地壳延伸的结束，Molloy Ridge在Chron 5（19.6-9.8 Ma）期间的扩张可能在13百万年后开始。

图1. (A) 斯瓦尔巴与格陵兰之间弗拉姆海峡的概览地图。(B) 显示Forlandsundet盆地暴露的盆地沉积物的地图，以及萨斯布塔断层（SF）和恩格尔斯布克塔断层带（EFZ）在Svartfjella、Eidembukta和Daudmannsodden线性地貌（SEDL）附近的位置。(C) 萨斯岛的航拍照片，显示了SF、EFZ和SEDL（实线为暴露的断层露头；虚线为推测的断层走向）。来自Schaaf等人（2021年）的反向断层的53.5 Ma K-Ar测年样品采自EFZ。(D) SF上的样品位置（红点），显示本研究的样品编号。断层表面的定向显示在极射投影图中。

图2. 斯瓦尔巴西部边缘事件时间表 (A) 和以固定欧亚框架为基础的板块重建 (B–D)；修改自Lundin和Doré (2019)。(A) 方解石测年结果（红点）及其不确定性（2σ）和文献中的构造事件。C6和C5指的是磁性极性时间尺度的第6和第5期。绿色框标示41到33 Ma的年龄组，代表Forlandsundet盆地形成的建议时间。绿色点表示Schaaf等人 (2021) 对逆断层活动的测年结果。中央盆地沉积物的年龄用虚线表示，表明年龄有争议。注意从上白垩纪到中生代的时间尺度变化。Quat.—第四纪；Jura.—侏罗纪。(B) 拉布拉多和东北大西洋的延伸以及格陵兰向东北移动时De Geer带的右旋运动。(C) 拉布拉多的扩张和东北大西洋的延伸。沿着斯瓦尔巴西部边缘发生压缩或解耦的横向挤压。(D) Eurekan造山运动期间De Geer带的压缩。

图3. (A–M) 13个测年样品的Tera-Wasserburg图表，共有14个解释的年龄。样品按从左上到右下的顺序从最老到最年轻排列；排序不包括不确定性。年龄包括2σ的不确定性。MSWD—加权偏差的均方根。(N) 所有分析样品的累积概率图显示了在41–33 Ma之间的聚集。

L.C. Haaland等的结论

41–33 Ma的横向拉伸与Forlandsundet中始新世中期至渐新世早期的盆地沉积同时发生，这在拉布拉多海扩张停止和北大西洋扩张脊在Chron 13期间重新组织之前发生；(2) 自二叠纪至三叠纪甚至更早起，沿着长期存在的萨斯布塔断层可能发生了运动，表明萨斯布塔断层的现今位置以及Forlandsundet盆地是由长期存在的弱化带控制的；(3) 萨斯布塔断层最近在13 Ma仍然活跃，远在Forlandsundet盆地的保存部分沉积之后。此外，我们提出：(1) Forlandsundet在41 Ma的横向拉伸可能约束了斯瓦尔巴和格陵兰之间区域应变场中较早的压缩分量的时间，可能也表明褶皱-冲断带形成和相关沉积在中央盆地的结束；(2) 在33 Ma，Forlandsundet断层活动的减少可能标志着斜向地壳变薄向西部结构的转移；(3) 13 Ma沿萨斯布塔断层的断层活动可能代表了Molloy Ridge在Chron 5期间海洋扩张启动的上限年龄。这些发现对北极大西洋航道开辟的构造序幕以及现代海洋环流模式的开始提供了新的约束。

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