舒兰韧性剪切带应变分析及石英动态重结晶颗粒分形特征与流变参数估算

舒兰北东向韧性剪切带位于佳木斯-伊通断裂带(佳-伊断裂带)中南段, 剪切带内糜棱岩具有明显左行走滑特征, 片麻理产状近NNE向.糜棱岩中长石有限应变Flinn图解判别岩石类型为L-S型构造岩, 属拉长型应变.石英C轴EBSD组构分析表明, 石英组构以中低温菱面为主, 滑移系为{0001} < 110>.剪切带内糜棱岩的剪应变为0.44, 不同方法计算所得运动学涡度值均大于0.95, 指示剪切变形以简单剪切为主.综合矿物变形温度计、石英C轴EBSD组构、石英的粒度-频数图及Kruhl温度计综合估计该韧性剪切带变形机制以位错蠕变机制为主, 变质相为低绿片岩相, 发生韧性变形和糜棱岩化温度范围在400~500 ℃之间.糜棱岩内石英动态重结晶新晶粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构, 利用分形方法对其重结晶新晶边界研究表明, 这些晶粒边界具有自相似性, 表现出分形特征, 分形维数值为1.195~1.220.根据石英重结晶粒径估算差应力值为24.35~27.59 MPa, 代表了舒兰韧性剪切带糜棱岩化作用过程的差异应力下限.使用不同实验方法估算、比较和分析了该剪切带古应变速率, 认为该速率应为10-12.00~10-13.18 s-1, 与区域性应变速率10-13.00~10-15.00 s-1对比, 说明舒兰韧性剪切带的应变速率与世界上大多数韧性剪切带中的糜棱岩应变速率一致, 是缓慢变形的结果, 其形成可能与早白垩世伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲发生转向有关.      

湘东北思村—砰山剥离断层特征及控矿研究

思村一砰山断层是湘东北连云山变质核杂岩构造系统中一条剥离断层。本文结合断层带已知矿床实例,对该断层构造岩带特征、形成与演化机制和控矿作用进行了分析,并对其成矿模式进行了探讨。     

华北克拉通基底花岗质片麻岩变形和流变学研究——以辽西寺儿堡地区为例

辽西寺儿堡镇新太古代花岗质片麻岩内发育的宏观、微观构造变形特征表明该地区曾遭受了强烈的韧性变形改造。花岗质岩石变形程度在初糜棱岩–糜棱岩之间,岩石经历了SWW向左行剪切作用改造。岩石中石英有限应变测量判别结果表明,构造岩类型为L-S型,为平面应变。岩石的剪应变平均值为1.43,运动学涡度值为0.788~0.829,指示岩石形成于以简单剪切为主的一般剪切变形中。此外,石英颗粒以亚颗粒旋转重结晶和颗粒边界迁移重结晶作用为主,长石颗粒塑性拉长,部分发生膨凸式重结晶作用;石英组构特征(EBSD)揭示石英以中–高温柱面滑移为主;石英颗粒边界具有明显的分形特征,分形维数值为1.151~1.201,指示了中高温变形条件。综合石英、长石的变形行为、石英组构特征以及分形法Kruhl温度计的判别结果,推断辽西寺儿堡镇新太古代花岗质片麻岩经历过480~600℃的中高温变形,其同构造变质相为高绿片岩相-低角闪岩相。花岗质岩石的古差异应力为10.62~12.21 MPa,估算的应变速率为10~(–11.67)~10~(–13.34) s~(–1),即缓慢的变形,可能记录早期中高温、低应变速率的韧性变形过程,反映华北克拉通基底中下部地壳变形特征。     

衡山花岗岩体西缘韧性剪切带的特征,成因及岩体定位机制

衡山花岗岩体由南岳岩体(早期)和白石峰岩体(晚期)组成,衡山岩体西缘形成有分带明显的韧性剪切带,向西倾斜,在XZ面上呈倾向滑动剪切运动,矿物显微变形构造显示为倾向简单剪切特征。经测定,韧性剪切带形成时温度下限为343.6℃,古差应力下限为52～62MPa,应变速率下限为2.05×10~(-14)/s-3.13×10~(-14)/s,推算总位移量在13.5km左右。在花岗岩体以外没有韧性剪切变形现象,说明该韧性剪切带是衡山岩体定位过程中由白石峰岩体沿南岳岩体边缘侵位的简单剪切作用所形成。     

长春东南劝农山地区早二叠世范家屯组岩石变形组构及流变学特征

劝农山地区位于长春市东南部,处于佳-伊断裂和西拉木伦河缝合带交汇处.详细野外调查发现,该区曾遭受强烈韧性剪切变形,剪切带内岩石普遍糜棱岩化,主要由下二叠统范家屯组（P₁f）钙质糜棱岩与侵入其中的燕山期花岗质糜棱岩组成,变形程度处于初糜棱岩至糜棱岩之间,多具有糜棱结构.岩石应变类型主要为压扁型应变,偏一般压缩,为L=S型构造岩,指示其形成于挤压型剪切带的构造环境.多种宏微观韧性剪切变形标志,指示明显的左行剪切运动.电子探针方解石-白云石地质温度计、方解石和石英EBSD组构特征、方解石e双晶形态以及石英长石变形行为等均显示岩石具有低温塑性流变特点,变形环境不超过绿片岩相.剪切带内应变速率偏高,应变集中带应变速率最大,在10-6.95~10-8.89之间,远离强变形带应变速率在10-9.25~10-12.17之间,糜棱岩化作用过程中差异应力下限应大致为51.27~65.46 MPa,代表剪切带糜棱岩化作用为低温中等强度应变,在稍快的应变速率条件下形成.压溶扩散和双晶滑移为劝农山韧性剪切带变形初期的主要变形机制,随着递进变形,逐渐以双晶滑移和晶内滑移为主,递进变形晚期,局部强变形域内发生了粒间滑移.劝农山韧性剪切带形成与早白垩世中晚期伊泽纳崎板块NNW向高斜度斜向俯冲于欧亚大陆之下有关,是佳-伊断裂带左旋走滑事件的局部表现.      

确定变形温度和应变速率分形法的探讨——以郯庐断裂浮槎山构造岩为例

本文首次将分形法引入到对郯庐断裂浮槎山构造岩的分析上,经研究发现,郯庐断裂肥东浮槎山韧性剪切带构造岩动态重结晶石英颗粒边界具有统计意义上的自相似性和明显的分形特征。利用“周长-直径法”得出,随着样品糜棱岩化程度的增强,分维值逐渐增大,依次为1.204、1.213、1.222、1.229,动态重结晶石英颗粒粒径逐渐变小,依次相应为33.79μm、26.00μm、22.82μm、15.01μm,利用两种不同的求算方法进行比较分析,得出应变速率值逐渐增大,依次相应为4.837×10-13s-1、7.688×10-13s-1、9.682×10-13s-1、2.031×10-12s-1。研究区的岩石变形环境达到高绿片岩-低角闪岩相,形成温度为500℃左右。Kruhl温度计适用于该地区;而Takahashi应变速率计不适合自然界较深层次形成的韧性剪切带。     

桐柏杂岩北界剪切带的构造变形特征研究

桐柏杂岩北界剪切带是桐柏—大别造山带发育的一条大型的左行走滑韧性剪切带,发育糜棱岩、超糜棱岩以及强直片麻岩等强变形岩石。通过对剪切带内岩石的矿物共生组合、剪切带的位移量计算、石英的分维数计算、石英颗粒的差异应力以及应变速率的估算等多种方法分析结果显示:桐柏杂岩北界剪切带的位移量为38.3~41.1km;动态重结晶石英颗粒边界统计数据的相关系数R均大于0.96,动态重结晶颗粒边界具有统计意义上的自相似性;分维数为1.207~1.302之间,从剪切带的核部向边部,颗粒粒径和分维值的变化是逐渐变大的。石英的分维值反映出石英的动态重结晶与剪切带密切相关,变质变形由剪切带核部向边部逐渐减弱。桐柏杂岩北界剪切带的差异应力值为23.583~46.983 MPa之间,应变速率为1.70×10~(-11)~9.74×10~(-11)s~(-1)。通过对比剪切带内动态重结晶石英颗粒的粒径、差异应力和应变速率可以发现,差异应力与应变速率表现出一定的正相关性,都随着从剪切带的核部到边部慢慢变小;而石英的粒径则与差异应力和应变速率表现出负相关性,从剪切带核部到边部,随着石英粒径的变大,差异应力和应变速率变小。差异应力越大,导致石英颗粒的受力强度越大,变形越强,表现出来的就是应变速率越强。从显微构造变形角度来研究认识该剪切带,对揭示桐柏—大别造山带的构造演化以及构造模型的建立有着重要的构造意义。     

地壳不同构造层次岩石变形机制及其构造岩类型

构造岩记录地壳构造变形演化重要信息,其成因、分类与命名一直没有统一认识。本文对构造岩变形机制、控制因素和构造岩分类进行系统总结。认为构造岩形成受物质成分、变形机制、应变速率、流体、温度、压力等因素控制,是物质成分与物理化学条件、变形机制等众多变量的函数。变形机制包括破裂作用、碎裂流动、晶质塑性、物质扩散、重结晶作用和超塑性流动,不同变形机制出现在不同地壳构造层次中,形成不同的显微组构。依据成因机制、物质组成和组构等标志对构造岩分类与命名进行重新修订,将构造岩划分为碎裂岩系列和变质构造岩系列,前者发育在地壳浅构造层次上,以破裂作用和碎裂流动变形机制为主;后者发育在中深部构造层次上,以晶质塑性、重结晶作用、物质扩散作用和超塑性流动作用为主。碎裂岩系列划分碎裂岩、角砾岩、微角砾岩、超碎裂岩、断层泥和假玄武玻璃;变质构造岩系列划分为构造片岩、糜棱岩和构造片麻岩。依据岩石流变性质、变形机制和构造岩分布,地壳构造层次划分为:脆性域,变形机制以碎裂作用和碎裂流动为主,发育碎裂岩系列;脆-韧性转换域,以晶质塑性、物质扩散和重结晶作用为主,并伴随有碎裂作用,形成糜棱岩、千糜岩和构造片岩;低温韧性域,以晶质塑性、物质扩散和重结晶作为主,发育糜棱岩与构造片岩;高温韧性域,以超塑性蠕变和重结晶作用为主,形成构造片麻岩。     

盆岭省科迪勒拉山变质核杂岩拉伸剪切带应变分析

盆岭省科迪勒拉山变质核杂岩(MCC)中,分别与区域拉伸线理与擦痕有关的第三纪韧性糜梭岩化和碎裂岩化变形,成为水平拆离断层的特征。在Raft Yiuer,Grouse Gre ek和Albion山(犹他洲的西北部),一个主要的拆离断层将前寒武纪结晶基底从遭受强烈脆性变形和断裂作用的古生代岩石组成的断层上盘中分离出来。在拆离断层的下面,底板岩石受到糜棱岩化变形作用影响是大规模正剪切带的特征。为了表示断层下盘韧性变形作用的性质、运动历史和时间等特征,必须从事中型构造、有限应变、显微构造、石英C-轴组构以及~(39)Ar/~(40)Ar同位素年代学研究。我们提出:(1)区境性东西向拉伸线理代表剪切滑移的方向;(2)有限应变分     

嫩江洋闭合机制:来自内蒙古东南部扎赉特旗地区音德尔杂岩构造变形样式与时代的启示SCIEI北大核心CSCD

嫩江洋闭合机制是大兴安岭地区一个争议较大的科学问题。音德尔杂岩为大兴安岭与松辽盆地盆山结合带上新发现的一套俯冲增生杂岩,岩石强烈韧性变形,其构造变形样式及时间较好的记录了嫩江洋闭合过程。该套杂岩基质由绢云片岩、绿泥石片岩及阳起石片岩等组成,岩块主要包括闪长岩、辉长岩、玄武安山岩及花岗岩。宏观变形样式观察和微观组构分析表明,音德尔杂岩发育两期构造变形:早期变形以倾向NW的片理、片麻理及糜棱面理为标志,并发育有NNW向倾伏的构造线理,线理倾伏角一般较大,指示NW-SE方向强烈挤压背景下形成的一期逆冲线理;晚期变形以NE向倾伏的低角度矿物拉伸线理为标志,石英及长石等矿物通过晶内位错滑移与膨凸式重结晶等塑性流变方式显著定向拉长,构造形迹指示一期NE-SW走向的左行走滑剪切作用,晚期线理普遍改造或置换早期线理。两期构造变形事件分别对应兴安增生地体与松嫩地块碰撞造山早期的强烈挤压阶段和造山晚期伸展走滑调整阶段。构造岩与围岩接触关系年代学研究限定音德尔杂岩构造变形发生于早石炭世末期(323Ma)之前。早石炭世早期嫩江洋开启双向俯冲模式,在兴安增生地体东缘和松嫩地块西缘形成大量增生楔。早石炭世末期嫩江洋闭合,兴安增生地体与松嫩地块碰撞拼贴并发生强烈挤压造山,两侧增生楔在NW-SE方向汇聚应力驱使下呈花状仰冲隆起,伴随斜向走滑形成早期高角度叶理与线理。造山晚期,兴安增生地体与松嫩地块之间发生显著的左行走滑剪切作用,形成了NE-SW走向的低角度矿物拉伸线理。嫩江洋闭合相关构造的解析表明其具有双向俯冲的特征。     

Petrostructural evolution of ultramafic rocks of the Kalninsky chromite-bearing massif, Western Sayan

The Kalininsky ultramafic massif is a fragment of lower structural zone of the Kurtushiba ophiolitic belt in the extreme northeastern part of the Western Sayan. The massif is composed largely of rocks making up the dunite-garzburgite banded complex. The northeastern part of the massif is composed mainly of dunite with linear NW-trending chromite-bearing zones, the localization of which is controlled by banding of the dunite-harzburgite complex. Harzburgite and dunite are characterized by inhomogeneous structures and textures caused by nonuniform ductile deformation, which is expressed as heterogeneous extinction, kink bands, and syntectonic and annealing recrystallization. The petrostructural patterns of olivine in harzburgite and dunite provide evidence for three stages of ductile deformation. At the first stage under deep mantle-crustal conditions, the ductile flow of ultramafic rocks developed mainly in a regime of axial compression, high temperature (>1000°C), and low strain rate (? < 10^?6 s^?1), which resulted in translational gliding along the (010)[100] and (100)[001] systems in olivine and enstatite, respectively, in combination with a subordinate role of syntectonic recrystallization. Consequently, the rocks acquired a medium-grained (mesogranular) microstructure. At the second stage, related to the thermal effect on ultramafics, the ductile flow developed under the settings of low strain rate (? < 10^?6 s^?1) and rising temperature (>1000°C). The translational gliding in olivine proceeded largely along (010)[100] and was accompanied by diffusion creep. As the temperature rose, ductile deformation gave way to secondary recrystallization of annealing, which facilitated the growth of olivine grains free of dislocations owing to absorption of individual grains oriented adversely relative to the compression axis and deformed grains saturated with dislocations. As a result, dunite and harzburgite with a coarse-grained porphyroblastic microstructure have been formed. The third stage of ductile flow was apparently related to their transport along deep-seated thrust faults under settings of intense shear deformations at a high temperature (～1000°C) and strain rate (? >10^?4 s^?1). The ductile flow in olivine resulted in heterogeneous translational gliding along (010)[100] and accompanied by intense syntectonic recrystallization with the formation of a porphyroblastic microstructure. Chromite mineralization in dunite is controlled by internal banding. Intense ductile flow facilitated the metamorphic separation of linearbanded Cr-spinel segregations. Thus, the results of a petrostructural study show that ultramafic rocks of the Kalninsky massif, ascending to the upper lithosphere, underwent both axial and shear ductile deformations in the mantle and lower crust, and these deformations controlled chromite mineralization.     

Structures,kinematic analysis,rheological parameters and temperature-pressure estimate of the Mesozoic Xingcheng-Taili ductile shear zone in the North China Craton

The NE to ENE trending Mesozoic Xingcheng-Taili ductile shear zone of the northeastern North China Craton was shaped by three phases of deformation. Deformation phase D₁ is characterized by a steep, generally E–W striking gneissosity. It was then overprinted by deformation phase D₂ with NE-sinistral shear with K-feldspar porphyroclasts forming a subhorizontal low-angle stretching lineation on a steep foliation. During deformation phase D₃, lateral motion accommodated by ENE sinistral strike-slip shear zones dominated. Associated fabrics developed at upper greenschist metamorphic facies conditions and show the deformation characteristics of middle- to shallow crustal levels. In some parts, the older structures have been in turn overprinted by late-stage sinistral D₃ shearing. Finite strain and kinematic vorticity in all deformed granitic rocks indicate a prolate ellipsoid (L-S tectonites) near plane strain. Simple shear-dominated general shear during D₃ deformation is probably of general significance. The quartz c-axis textures indicate prism-gliding with a dominant rhomb <a> slip and basal <a> slip system formed mainly at low-middle temperatures. Mineral deformation behavior, quartz c-axis textures, quartz grain size and the Kruhl thermometer demonstrate that the ductile shear zone developed under greenschist facies metamorphic conditions at deformation temperatures ranging from 400 to 500 °C. Dislocation creep is the main deformation mechanism at a shallow crustal level. Fractal analysis showed that the boundaries of recrystallized quartz grains had statistically self-similarities. Differential stresses deduced from dynamically recrystallized quartz grain size are at around 20–39 MPa, and strain rates in the order of 10⁻¹² to 10⁻¹⁴ s⁻¹. This indicates deformation of granitic rocks in the Xingcheng-Taili ductile shear zone at low strain rates, which is consistent with most other ductile shear zones. Hornblende-plagioclase thermometer and white mica barometer indicate metamorphic conditions of medium pressures at around ca. 3–5 kbar and temperatures of 400–500 °C within greenschist facies conditions. The main D₃ deformation of the ENE-trending sinistral strike-slip ductile shearing is related to the roll-back of the subducting Pacific plate beneath the North China Craton.     

用动态重结晶石英颗粒的分形确定变形温度及应变速率

韧性变形岩石中动态重结晶石英颗粒边界形态具有自相似性，表现出分形特征。动态重结晶石英颗粒边界的分形维数随温度的升高而减小，随应变速率的增加而增大，可作为韧性变形温度及应变速率的标度计。适合重结晶石英边界分维值的计算方法有封闭折线法和面积周长法。鲁西青邑韧性剪切带中糜棱岩动态重结晶石英颗粒边界具有自相似性，分维值为1.228～1.326，初步估算出古应变速率为10     

大别超高压岩石中石英的组构和变形

通过对大别地区不同超高压岩石和同一超高压岩石中不同变形期次石英的变形特征的研究 ,探讨超高压岩石折返时的流变学特征和状态。运用野外构造解析、组构分析、透射电镜和应变分析发现 ,除榴辉岩中静态重结晶石英外 ,其它超高压岩石中石英均发生了强烈的塑性变形 ,波状消光、变形纹、变形条带等极为常见。石英石榴岩中石英交叉滑移位错的发育 ,说明经历了高温位错蠕变 ,其代表的差异应力为Δσ =78.92MPa。石英脉的变形是超高压岩石折返到中地壳以后的角闪岩相退变峰期产物 ,其差异应力为Δσ =2 5 .2MPa。超高压二云母片岩中石英典型的糜棱结构代表的差异应力为 :Δσ =5 9.6 1MPa。大别超高压岩石可能是在构造应力比较低的情况下区域隆升的结果     

西藏阿里札达韧性剪切带特征及其X光岩组分析

文中简述了西藏阿里札达盆地的地质背景、区域地层和札达韧性剪切带的基本特征。采用X射线衍射法对札达韧性剪切带中的石英、方解石和白云母等三种矿物,进行了X光岩组分析,确定了韧性变形岩石的组构特征、韧性剪切带的属性和变形岩石的应变类型,以及韧性剪切带形成时的温压条件。研究表明,韧性变形岩石均具不对称组构,反映韧性带属于南盘(下盘)俯冲型韧性剪切带,韧性变形是在高温、高压、低应变速率条件下发生的,处于>10km的地壳深度,岩石应变类型以压扁应变为主。     

辽西兴城—台里韧性剪切带北段变形特征

辽西兴城—台里地区发育系列花岗质岩石,强烈构造变形特征均显示其具有韧性剪切带的特点。对剪切带北段进行详细宏微观构造解析,结合岩石变形强度差异性分析、有限应变测量、石英C轴EBSD测试以及古差异应力值估算等研究,结果表明剪切带内花岗质片麻岩和眼球状花岗质片麻岩具有NEE向左行剪切变形特征,变形岩石为S-L构造岩,应变类型属于平面应变,古差异应力值介于30~40 MPa之间。长石-石英矿物温度计以及石英C轴EBSD组构指示剪切带以中低温变形为主,温度在400℃~500℃,属绿片岩相变质,具中-低温韧性剪切带特征。韧性剪切带内普遍存在变形分解现象,弱变形带内岩石残斑含量较高,眼球状构造和S-C组构较为发育;强变形带岩石残斑含量较低,剪切面理较为发育,糜棱面理发育较弱或者不发育。     

中国大陆科学钻探主孔1200米构造柱及变形构造初步解析

在利用成象测井资料准确地恢复岩心空间位置的基础上，建立了位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探主孔岩心1200m精细构造柱。划分了由榴辉岩与超镁铁质岩组成的第一岩性-构造单元及由副片麻岩夹榴辉岩与超镁铁质岩透镜体组成的第二岩性-构造单元，自上而下岩石的面理产状由向东陡倾变为向南东缓倾。第一岩性-构造单元的榴辉岩与超镁铁质岩是毛北榴辉岩杂岩体的组成部分，在榴辉岩中发现以南北向拉伸线理及由北往南的剪切指向为特征的超高压变质岩早期变形举止。位于第二岩性一构造单元下部(770-1130m深度)300多米厚的韧性剪切带是地表出露的毛北韧性剪切带在孔下的延伸，剪切应变及石英组构分析表明，在伴随的退变质角闪岩相一绿帘角闪岩相一绿片岩相的转换过程中，剪切应变由自SE往NW的“逆冲”转为NW向SE的正向滑移。结合钻孔围区地质，重塑了上部由毛北榴辉岩杂岩体与副片麻岩围岩组成的轴面向SE倾斜的同斜倒转褶皱系，以及下部为韧性剪切带的构造模型。钻孔验证了VSP地震反射剖面中850-1200m深度的强反射层与韧性剪切带相吻合。结合苏鲁超高压变质地体的折返构造的研究，提出该构造模型的成因与折返阶段超高压变质地体的斜向上的挤出及后折返阶段的穹隆形成有关。