努夫亞吉圖克綠岩帶

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努夫亞吉圖克綠岩帶
地層年代：冥古宙-始太古代（爭議）
類型組 (地質學)
區域約20km2[1]
地點
經緯度58°17'18"N 77°36'42"W
地區魁北克北部
國家加拿大

努夫亞吉圖克綠岩帶是一系列變質鎂鐵質至超基性岩噴出岩與相關的沉積岩（綠岩帶），位於哈德遜灣東岸，魁北克省Inukjuak東南40km處。這些岩石經歷過劇烈的變質作用，年代極為久遠。

兩篇研究該綠岩帶的論文分別將年代定為37.5億年前[2]和約43.88億年前。[3]截至2017年3月，仍沒有更精確、更可信的努夫亞吉圖克綠岩帶測年結果。[4]

2017年3月，一份研究報告了綠岩帶岩石中的疑似微生物化石，這可能是地球上已知最早的生命痕跡。[4]

歷史與地質[編輯]

NGB標為紅色

努夫亞吉圖克綠岩帶最早被命名為海豚灣綠岩帶（Porpoise Cove Greenstone Belt），最早由魁北克省自然資源部於1965年提出，但之後幾十年都鮮有研究。2000年代對綠岩帶鋯石的鈾鈈測年結果為距今37.5億年，[2]自此努夫亞吉圖克綠岩帶才得到了注意。至今，這一結構的歷史與年代仍存在較大爭議。[2][3][5]努夫亞吉圖克綠岩帶是被稱作Ujaraaluk的鎂鐵質地體的一部分，屬於東北蘇必利爾省（NESP）明托板塊Inukjuak亞省。[1]

年代爭議[編輯]

2007年，對鋯石的鈾鉛測年發現，綠岩帶至少可以追溯到距今37億年前。[2]被測的鋯石發現於結構中的花崗岩侵入岩，其年代必然晚於被侵入的結構。這種測年方法具有較高的承認度，但無法給出年代的上限。

2012年，對侵入的輝長岩的釤釹測年法和釹的同位素分餾的研究表明，綠岩帶的年代為距今43.21億年。[3]被測的成分來自Ujaraaluk地體中變形更小的部分。這個結果是全球最早的。

同年，對來自NGB石英–黑雲母片岩的岩屑鋯石的進一步研究表明，其年代為距今37.8億年前。[5]該研究認為，43.21億年前的結果反映的不是NGB的年代，而是冥古宙地殼成分的年代。

截至2017年，這一分歧尚未得到解決。[4]

地質[編輯]

努夫亞吉圖克綠岩帶變質岩出露

努夫亞吉圖克綠岩帶由3個不同的地體組合而成：[6]

努夫亞吉圖克綠岩帶「偽閃岩」中的石榴子石

鎂鐵閃石變質角閃岩帶有不尋常的淺灰褐色，而角閃岩通常是暗綠色的，因此這種岩石也被稱作「偽閃岩」。鎂鐵閃石變質角閃岩帶有片麻岩質葉理，主要成分為鎂鐵閃石、石英、黑雲母和斜長石。鎂鐵閃石角閃岩中的石榴石佔比不定，是經歷過高級變質的火山-沉積岩。[1]

超基性岩和輝長岩質岩床常見於綠岩帶北部。岩床寬5至30m，間有富蛇紋石、滑石侵入岩，邊緣富角閃石。它們表明，NGB曾發生過大規模的侵入事件。[1]

條狀鐵層組遍佈綠岩帶北部，岩層包含石英、磁鐵礦和鐵閃石。

地質史[編輯]

努夫亞吉圖克綠岩帶的地質史仍缺乏研究。不過，也出現了利用結構手段[1]和地質測年[3]探究地質史的研究，遍佈綠岩帶的高壓變形作用普遍認為是最早發生的變形作用之一。[1]這一階段形成了遍佈偽閃岩和條狀鐵帶的葉理和米級褶皺。Nadeau和O'Neil的研究都認為，第一次變形之後發生了一次熱事件，[1]O'Neil認為其發生於27億年前。[3]這次事件被NGB和臨近的Boizard縫合帶的火成侵入岩記錄了下來。[1]這之後，又發生了影響整個綠岩帶的米級褶皺。

NGB可能位於一處古潛沒帶上。[7]NGB和現代的伊豆-小笠原-馬里亞納弧弧前存在許多相似點，說明NGB可能也經歷過間斷性的潛沒。這一理論與綠岩帶的形成年代爭議沒有關係。

早期生命證據[編輯]

條狀鐵帶[編輯]

加拿大蒙特利爾努夫亞吉圖克綠岩帶的條狀鐵帶

條狀鐵帶與阿爾戈馬型鐵礦有許多相似性。[6]一般認為，阿爾戈馬型鐵礦可形成於缺氧環境下的細菌活動。[8]這條鐵帶可能是生命最早的痕跡，表明NGB形成時可能收到了生命活動的影響。

燧石[編輯]

2017年3月發表的一篇有爭議的論文[9][10]報告稱，發現了岩石中的早期生命痕跡。論文描述了推定的微生物化石痕跡。觀察到的微結構被認為是赤鐵礦管狀、絲狀物，與今日海底熱泉附近生活的細菌產生的孔道，在形態、大小與化學成分上十分匹配。[4]結論引發了大規模的爭議，[9][10]規模很大且雙方都固執己見，認為自己的結論「將經受住時間的考驗」。[10]2019年一篇論文報告稱，形狀與化學成分相同的赤鐵礦管狀、絲狀物也可以由水中花園經過非生物過程自然形成。[11]2022年一篇論文補充說，存在較大的（至1cm）複雜結構，呈干枝結構，管狀、絲狀物旁邊有橢圓狀物體。據說，這些絲狀物類似於一種嗜中性鐵氧化菌Mariprofundus ferrooxydans產生的絲狀物。批評者指出，變質作用和晶格的影響也可以解釋所觀察到的現象，特別是平行絲狀物。[12]

IUGS地質遺產[編輯]

由於擁有「地球上最古老的化石」，國際地質科學聯盟（IUGS）在2022年10月將「冥古宙-始太古代努夫亞吉圖克綠岩帶」列入其100個「地質遺產」名錄。IUGS對「地質遺產」的定義是「具有國際科學意義的地質要素和/或過程的關鍵場所，和/或在歷史上對地質科學的發展有重大貢獻」。[13]

參考[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Nadeau, P. Structural Investigation of the Porpoise Cove Area, Northeastern Superior Province, Northern Quebec. (2003).
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Cates, N. L. & Mojzsis, S. J. Pre-3,750 Ma supracrustal rocks from the Nuvvuagittuq supracrustal belt, northern Québec. Earth Planet. Sci. Lett. 255, 9–21 (2007).
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 O'Neil, J., Carlson, R. W., Paquette, J.-L. & Francis, D. Formation age and metamorphic history of the Nuvvuagittuq Greenstone Belt. Precambrian Res. 220-221, 23–44 (2012).
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Dodd, Matthew; et al. Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates. Nature. 2017, 543 (7643): 60–64 [2023-02-02]. Bibcode:2017Natur.543...60D. PMID 28252057. doi:10.1038/nature21377 可免費查閱. （原始內容存檔於2023-02-02）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Cates, N. L., Ziegler, K., Schmitt, A. K. & Mojzsis, S. J. Reduced, reused and recycled: Detrital zircons define a maximum age for the Eoarchean (ca. 3750–3780 Ma) Nuvvuagittuq Supracrustal Belt, Québec (Canada). Earth Planet. Sci. Lett. 362, 283–293 (2013).
  6. ^ 6.0 6.1 O』Neil, J. et al. in Earth's Oldest Rocks, Chapter 3.4, Vol. 15, (Elsevier, 2007).
  7. ^ Turner, S., Rushmer, T., Reagan, M. & Moyen, J.-F. Heading down early on? Start of subduction on Earth. Geology 42, 139–142 (2014).
  8. ^ Konhauser, K. O.; et al. Could bacteria have formed the Precambrian banded iron formations?. Geology. 2002, 30 (12): 1079. Bibcode:2002Geo....30.1079K. doi:10.1130/0091-7613(2002)030<1079:cbhftp>2.0.co;2. 
  9. ^ 9.0 9.1 James Griffiths; Judith Vonberg. World's oldest microfossils found, study says. CNN. [2017-03-07]. （原始內容存檔於2023-02-02）. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 Zimmer, Carl. Scientists Say Canadian Bacteria Fossils May Be Earth's Oldest. The New York Times. 2017-03-01 [2017-03-07]. ISSN 0362-4331. （原始內容存檔於2017-03-02）. 
  11. ^ McMahon, Sean. Earth's earliest and deepest purported fossils may be iron-mineralized chemical gardens. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2019-12-04, 286 (1916): 20192410. PMC 6939263 可免費查閱. PMID 31771469. doi:10.1098/rspb.2019.2410 可免費查閱. 
  12. ^ Geddes, Linda. Microfossils may be evidence life began 'very quickly' after Earth formed. The Guardian. 2022-04-13 [2022-04-13]. （原始內容存檔於2023-02-02） （英語）. 
  13. ^ The First 100 IUGS Geological Heritage Sites (PDF). IUGS International Commission on Geoheritage. IUGS. [2022-11-13]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-10-27）. 

座標：58°18′N 077°45′W / 58.300°N 77.750°W / 58.300; -77.750

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