近日《地质学》期刊发表文章，对意大利阿尔卑斯山脉中的一颗石榴石进行了高精度镥-铪同位素定年和元素扫面分析，发现其生长发生在不到60万年的“地质瞬间”，平均径向生长速率极高。这项研究挑战了传统变质作用理论的认知，暗示变质作用可能比以往认为的更快速和动态。
该研究揭示了变质岩中矿物反应的不连续性和超快速生长的可能性，对地质学研究具有重大意义。
【导读】近日《地质学》期刊发表文章，对意大利阿尔卑斯山脉中一颗1.2厘米的石榴石进行了高精度镥-铪同位素定年和元素扫面分析，发现其主要生长发生在不到60万年的“地质瞬间”，平均径向生长速率高达6.2
厘米每百万年
。研究认为，非平衡状态下成核作用产生的大量流体促进了石榴石生长。这一发现挑战了变质作用的传统理论，暗示着变质作用可能比以往认为的更加快速和动态。
地球内部的岩石并非静止不动，它们会随着地壳运动、温度压力变化而发生改变，这个过程被称为变质作用。变质作用不断地重塑着岩石的结构和成分，形成新的矿物。而矿物会记录它们经历的各种变化。石榴石，就是一种重要的“记录器”，它能告诉我们岩石经历的温度、压力、变形以及时间信息。
然而，变质作用的具体过程，特别是其发生的速度和方式，一直是地质学家们试图解开的谜题。以往的研究认为，变质作用是一个缓慢而连续的过程，可能需要数百万甚至上千万年的时间。但这项新的研究却颠覆了这一传统认知。
研究人员利用先进的元素分布图和高精度镥-铪（Lu-Hf）同位素定年技术，对这颗来自Schneeberg杂岩的石榴石进行了详细的分析。他们发现，这颗石榴石并非均匀生长，而是分成了五个成分不同的区域，就像树木的年轮一样。
通过对这五个区域分别进行定年，研究人员得到了令人震惊的结果：石榴石内部的四个区域年龄几
乎完全相同，约为98.4±0.1百万年前，而最外层的区域年龄略小，约为97.8±0.3
万年前。这意味着，石榴石的绝大部分生长发生在一个非常短的时间段内，不到60万年！
更令人惊讶的是，根据计算，石榴石在第一个生长脉冲期间的平均径向生长速率至少为每百万年6.2厘米。这在地质学尺度上堪称“超快速”，就像我们眨眼一样迅速。
那么，是什么驱动了石榴石如此快速的生长呢？研究人员认为，这与岩石内部的流体活动密切相关。石榴石的成核作用始于非平衡条件，产生了大量的流体。这些流体就像“催化剂”一样，加速了石榴石的生长。然而，岩石的元素输运渗透率会间歇性地限制这种生长，导致石榴石的生长呈现出脉冲式的特征。
这项研究的意义在于，它首次揭示了变质岩中矿物反应的不连续性和超快速生长的可能性，挑战了我们对变质作用的传统理解。在某些特定条件下，变质作用可能在很短的时间内完成，而不是像以往认为的那样缓慢而持续。
参考文献
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Geology
2024; doi:
https://doi.org/10.1130/G52772.1
