斜长石组构与下地壳各向异性

着重阐述了下地壳各向异性特征与成因,研究内容和方法,各向异性动力学意义,并强调指出斜长石在下地壳物理环境下的塑性变形过程中形成的组构或晶格优选方法（ＬＰＯ）是下地壳地震波各向异性之主因。     

造山带陆壳增厚的一个岩石学记录——以济南辉长岩及其包体研究为例

深部陆壳的生长及壳幔相互作用是地质学家们关注的一个问题。火成岩及其中的深源包体是研究壳幔深部作用的一个重要途径。文中以济南辉长岩及其深源包体的研究为例,揭示华北陆台地区造山带陆壳增厚的特征。济南辉长岩具造山带火成岩属性。辉长岩中首次发现的尖晶石单辉岩和石榴石单辉岩包体与中国东部新生代玄武岩中的辉石岩包体不同,其主要矿物为深绿辉石,以及钙铝榴石、钙长石、方解石等一些富钙矿物和镁铁尖晶石等。这些辉石岩包体并非来源于上地幔,对岩石组构、矿物组成以及矿物化学研究表明,辉石岩包体也不是从寄主辉长岩中直接结晶出来的。根据相平衡关系、矿物化学特征研究以及热力学计算表明,这种特殊类型的单辉岩包体来自大约５０～６０ｋｍ的深部陆壳,可能是下地壳富钙物质与岩浆底侵作用的产物。这些记录表明本区燕山期是一个增厚的陆壳。     

云南高黎贡山典型斜长角闪岩地震波速、各向异性及其晶格优选定向的研究

斜长角闪岩和角闪岩相变质岩石是大陆中—下地、岛弧深部地壳以及俯冲大洋地壳中最重要的组成岩石之一,查明目前地壳中斜长角闪岩的体积含量、空间分布及其应变状态对于深入研究大陆地壳的形成与演化过程极其重要.笔者等实验测量了云南高黎贡韧性剪切带典型变形斜长角闪岩7个关键性方向上的地震(P和S波)波速随静水围压(0～600 MPa)的变化规律,并利用电子背散射衍射(EBSD)技术测定了主要造岩矿物角闪石、斜长石和石英的品格优选方位,查清斜长角闪岩中地震波速各向异性与剪切波分裂的成因,确定斜长角闪岩中有限应变椭球与波速椭球的对应关系,为今后利用原地地震波速的各向异性调查地壳深部区域构造应变场提供必要的实验和理论基础.     

磁组构形成机理与动力学意义

岩石磁组构的形成机理:如火山活动、构造活动、流体活动引起磁性矿物的定向排列,改变了矿物或者部分矿物原生剩磁的排列方向(矿组构),定向排列的磁性矿物在当时地球磁场的影响下被重新磁化,赋予新的磁性特征,同时反映了当时矿物的动力学特征。磁化率各向异性可以很好用来分析、展示和恢复地球动力学过程,是研究地球动力学很好的方法和工具。     

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩暗色微粒包体成因研究

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩具有明显的岩浆混合特征。岩体中暗色微粒包体发育,主要为细粒闪长质岩浆包体,包体形态多样,与寄主岩呈截然、过渡关系。包体的矿物组合明显不平衡,如矿物具有定向排列的特点,斜长石发育自形环带并存在新、老两个世代,发育针状磷灰石。由电子探针对斜长石、角闪石和黑云母等矿物分析结果可知,寄主花岗岩和包体中各主要矿物含量基本一致。岩石地球化学特征研究显示,包体与寄主花岗岩关系密切,两者在稀土元素和微量元素方面也表现为明显的地球化学亲缘关系。这表明张广才岭南部早侏罗世花岗质岩石具有壳幔混合成因特征,暗色微粒包体是由较基性的地幔岩浆进入寄主岩浆中淬火结晶而成,花岗质岩浆的源区主要为新生的地壳物质。     

不同温压下岩石弹性波速度、衰减及各向异性与组构的关系

结合岩石组构分析 ,阐述了岩石弹性波传播速度和衰减以及它们的各向异性与岩石组构之间的关系。在不同温压条件下对具有很强晶格优选方位的岩石样品的研究表明 ,随着围压的增加 ,波速和Q值均增大 ,但是在相互正交的 3个方向上 (垂直或平行于层理面及线理方向 )增大的速度并不相同 ,这与微裂隙的逐渐闭合密切相关。观测到的波速和Q值的各向异性具有不同的形成机理 ,波速各向异性主要与定向分布的微裂隙和主要矿物的晶格优选方位等构造因素有关 ;高围压下Q值各向异性与速度各向异性正好相反 ,可能是由于定向排列的矿物晶体沿不同方向其边界之间接触程度不同造成的。对岩石组构的研究不仅可以揭示岩体的变形机制、变形的动力学过程及其有关的热力学信息 ,还可以对宏观岩石的各种物理性质 ,尤其是力学特性 ,从微观机理上加以解释。文中特别强调了岩石组构分析对研究岩石物理性质的各向异性具有十分重要的意义。     

含熔体差应力状态下中下地壳岩石的变形结构与物质迁移

通过对辉长岩、麻粒岩、斜长角闪岩高温高压变形实验样品的研究,确立了含熔体差应力状态下中下地壳岩石共轭扇式变形模型的合理性,划分出垂直于轴向压应力定向和剪切定向两种变形组构。并通过对主要变形矿物、变形组构的识别,详细勾画了辉长岩、麻粒岩、斜长角闪岩3种典型中下地壳岩石的变形结构图式和变形机制。辉长岩为弥散带状变形结构,麻粒岩、斜长角闪岩为共轭扇式模型结构;中下地壳岩石的变形可能主要集中在流变性最强的一种或者几种组分上;变形集中化的过程,也往往是某些组分集中化的过程;变形不仅是造成岩石圈深部层次物化环境不均一性的重要因素,也是成矿的重要条件。     

西秦岭糜署岭岩体镁铁质微粒包体的特征及成因

糜署岭岩体的岩石组合为灰白色似斑状二长花岗岩-花岗闪长岩-石英闪长岩，其中镁铁质微粒包体十分发育。包体密集成群、成带状分布，个体大小悬殊且有定向性。有的包体具有细粒边，有的见冷凝边；包体与寄主岩石在成分、色率以及组构上多呈弱过渡关系，界线模糊；包体中发育斜长石异常环带及针状磷灰石，常有寄主岩石中的钾长石巨晶(捕虏晶)。这些特征提供了基性岩浆与酸性岩浆混合的证据，也为探讨本区中生代壳幔混合作用和地壳增生提供了信息。     

青藏高原东南缘腾冲后碰撞粗面安山岩形成的深部岩浆过程:来自辉长质物质的启示

位于青藏高原东南缘的腾冲火山区发育大量的后碰撞高钾钙碱性岩浆岩(8Ma至今),形成了近连续的玄武岩-玄武安山岩-粗面安山岩-英安岩系列。在晚更新世(0.3～0.4Ma)粗面安山岩中发现了大量的辉长岩包体与辉长质矿物聚晶。辉长岩包体分为两类:I类为辉长苏长岩(直径2～4cm),主要由斜长石(50%～60%)、单斜辉石(20%～30%)和斜方辉石(5%～10%)组成,矿物间呈高角度接触的开放结构并包含少量的基质玻璃; II类辉长岩包体(直径2～12cm)主要由斜长石(40%～50%)与单斜辉石(30%～40%)组成,含少量铁钛氧化物(5%～10%),矿物间见少量的基质玻璃与微晶斜方辉石(粒径50μm)。矿物聚晶(粒径2～5mm)由斜长石(40%～60%)、单斜辉石(20%～30%)和斜方辉石(5%～10%)组成,矿物间呈高角度接触的开放结构,其间贯入基质玻璃。辉长岩包体、矿物聚晶与寄主粗面安山岩斑晶具有相同的矿物组成(斜长石+单斜辉石+斜方辉石);单斜辉石具有相似的微量元素组成特征;辉长岩包体全岩主量元素成分落在玄武岩-玄武安山岩-粗面安山岩-英安岩的演化序列中,它们与寄主粗面安山岩具有一致的Sr-Nd-Pb同位素组成。上述观测结果表明,辉长岩包体和矿物聚晶与寄主岩浆同源,它们均来自粗面安山质岩浆房。矿物温度与压力计算结果表明,辉长岩包体与矿物聚晶的结晶温度低于斑晶,形成深度位于粗面安山质岩浆房的中上部。这些具有开放结构的矿物聚晶与辉长岩包体可能代表粗面安山质岩浆喷发前形成晶粥的"碎片":矿物聚晶与I类辉长岩包体矿物间基质含量较高,矿物成分与寄主粗面安山质熔体(全岩成分)平衡,可能代表寄主粗面安山质岩浆形成的晶粥; II类辉长岩包体矿物间紧密程度较高,矿物与较演化的岩浆平衡,可能代表早期较演化的岩浆形成的经历压实作用的晶粥。粗面安山质岩浆的快速上升将这些晶粥破碎并以辉长岩包体与矿物聚晶的方式运移至地表。岩浆房中基性岩浆的补给是导致安山质岩浆喷发的重要诱发机制。     

西昆仑康西瓦西部早古生代侵入岩的岩浆混合作用

三十里营房以北广泛发育早古生代侵入岩，据岩性可分为中基性、中酸性和酸性3类。中基性岩以辉石闪长岩为主，暗色矿物中常见辉石，斜长石多为中长石。中酸性岩以石英闪长岩为主，岩石组构不均一，广泛发育深源暗色包体。这些包体多数与寄主岩石界线清楚，少部分呈现过渡关系，镜下可见不平衡矿物共生和反相矿物包裹的现象，显示出岩浆混合作用的特征。酸性侵入岩以中粗粒二长花岗岩为主，岩石中含有少量包体，包体的特征与中酸性侵入岩中的相同。中基性岩和酸性岩分别代表了该区寒武纪第一次地幔分异、陆壳垂向增生和晚奥陶世一早志留世西昆仑地区造山后去根的过程中，第二次基性岩浆广泛贯入，其热源又引发了下地壳物质大规模部分熔融生成大量的花岗质岩浆，造成陆壳第二次垂向增生。     

Seismic anisotropy of the crystalline crust: what does it tell us?

The study of the directional dependence of seismic velocities (seismic anisotropy) promises more refined insight into mineral composition and physical properties of the crystalline crust than conventional deep seismic refraction or reflection profiles providing average values of P-and S-wave velocities. The alignment of specific minerals by ductile rock deformation, for instance, causes specific types of seismic anisotropy which can be identified by appropriate field measurements.
Vice versa , the determination of anisotropy can help to discriminate between different rock candidates in the deep crust. Seismic field measurements at the Continental Deep Drilling Site (KTB, S Germany) are shown as an example that anisotropy has to be considered in crustal studies. At the KTB, the dependence of seismic velocity on the direction of wave propagation in situ was found to be compatible with the texture, composition and fracture density of drilled crustal rocks.     

Effect of fabric anisotropy on compressional-wave propagation in various metamorphic rocks for the range 20–700°C at 2 kbars

In all rocks investigated (peridotite, amphibolite, serpentinite, marble) the observed seismic anisotropy is primarily a consequence of preferred orientation of minerals and of the elastic anisotropy of the constituent minerals of the rocks. Generally the compressional-wave velocity decreases with temperature. The amount of velocity decrease, however, is different in the various rock types and even for different directions in the same anisotropic media. Fabric-induced seismic anisotropy is not drastically reduced with temperature. In the amphibolite, and especially in the serpentinite seismic anisotropy even increases with temperature. It is expected that the preferred orientation of minerals may have an effect on wave propagation even at great depths in the earth's crust and in the upper mantle.     

甘肃北山红柳沟基性-超基性岩体岩石成因及成矿条件

甘肃北山红柳沟基性-超基性岩体位于塔里木板块北缘北山裂谷带, 岩体侵位于敦煌岩群,主要岩石类型有辉长岩、橄榄辉长岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄角闪苏长岩、橄榄辉长苏长岩、二辉橄榄岩、橄榄辉石岩和辉石岩等。橄榄石Fo介于66.97%~82.92%之间,属贵橄榄石,斜方辉石En成分范围为68.49~77.65,属古铜辉石;单斜辉石En成分范围为45.85~48.81,主要为斜顽辉石和透辉石;斜长石An为58.70~72.69,以拉长石为主;角闪石以普通角闪石为主。岩体母岩浆Mg^#值为0.59~0.62,属于高镁拉斑玄武质岩浆,岩浆演化过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石的分离结晶作用,主要分离结晶矿物受单斜辉石和斜方辉石的控制,岩浆上升侵位过程中遭受到下地壳物质混染。从构造环境、母岩浆、岩体类型、岩浆分异程度、同化混染等方面综合分析认为红柳沟岩体具有形成铜镍硫化物矿床的较大潜力。     

岩石各向异性实验研究及对工程勘探的影响

以不同的砂岩和大理岩为标本,对岩石的各向异性在应力应变关系、波速、动静杨氏模量、动静泊松比、抗压强度等方面的各向异性问题进行了测试和研究。通过实验得到岩石标本在平行层理和垂直层理方向上述物理性质存在着的差异情况和变化规律,分析和探讨了岩层的各向异性对工程勘探工作带来的影响情况。指出地壳介质的岩体各向异性对地球物理勘探来说是不能忽视的,尤其是各向异性会导致横波分裂,影响横波勘探的精度,但同时也有助于了解岩体中裂纹结构的信息,做出工程事故的准确预报。     

东天山四顶黑山层状岩体地质特征及成矿潜力分析

东天山黄山岩带因发育众多镁铁质-超镁铁质岩体和岩浆铜镍硫化物矿床而备受地质学者关注。四顶黑山岩体位于该岩带最东端,具有层状岩体特征;岩石类型有单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄辉长岩、辉石角闪岩、辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩,主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、透辉石、普通角闪石和斜长石,岩体分异较好,蚀变较发育。通过矿物显微结构特征观察以及计算得出:四顶黑山岩体中橄榄石最先结晶,其开始结晶温度大约在1419℃左右;古铜辉石和透辉石在橄榄石之后开始结晶,结晶温度分别在1100℃左右和900～1100℃之间,两矿物相在岩石中可以共存。岩体中橄榄岩相、苏长岩相发育,以及贵橄榄石+古铜辉石的矿物组合特征,表明岩体具有形成铜镍(铂)矿床的有利条件。     

Quantification of flow patterns in sheared tonalite crystal-melt mush: Application of fractal-geometry methods

Fractal-geometry-based analysis techniques offer simple and efficient ways for analyzing magmatic fabrics that are otherwise difficult to describe quantitatively. This study shows an application of two different methods on flow patterns observed in a syntectonic magmatic body injected into the lower crust. XZ and YZ rock cuts are scanned, and the scans are automatically transferred to binary patterns of mafic and felsic minerals. These are analyzed by boxcounting as well as the modified Cantor-dust method. Box-counting leads to characterization of the entire patterns, proves their fractality in two different scale ranges, and yields information about magma mingling and grain-aggregate forming processes. The modified Cantor-dust method quantifies the anisotropy of pattern complexity and represents a potentially powerful method for determination of shear sense during magmatic flow. Both methods represent useful tools specifically for analyzing diffuse magmatic fabrics and for connecting field-related studies with analyses on the microscale.     

大阜山金红石矿床含矿岩体的岩石学特征及其地质意义

大阜山以赋存金红石矿床而闻名,主体为基性变质岩体,以榴闪岩为主。主要矿物石榴子石、角闪石、斜长石、金红石等主要经历了3个发育期次,不同期次具有不同的产状特征。根据野外地质、岩石学、元素地球化学研究分析,结合区域地质背景资料,认为含矿岩体原岩为辉长岩,具正铕异常,低温中高压环境下变质而成。受扬子板块向华北板块俯冲后快速折返的影响,含矿岩体经历了退变质过程,金红石矿床形成。因此,金红石矿床是变质原岩(辉长岩)在区域变质作用下,经构造演化等综合作用的结果。     

应变软化在甘肃红柳河辉长质糜棱岩形成中的作用

本文论述的辉长质糜棱岩发现于甘肃北山红柳河蛇绿岩套中。在简单说明了糜棱岩的地质背景及特征、描述了变形岩石的显微构造特征之后，重点对糜棱岩形成过程中的应变软化机制作了论述。探讨了软化岩的存在、组构调整、粒度缩小，长石的动态重结晶，水以及主导变形机制的不断调整与转化等应变软化机制，在应力作用下使岩石逐步软化过程中所起的作用，得出这种糜棱岩是在拆离剪切作用下，应力在蛇绿岩中的软化岩石辉长岩中集中，从而形     

Experimental and texture-derived P-wave anisotropy of principal rocks from the TRANSALP traverse: An aid for the interpretation of seismic field data

A representative suite of deformed, metamorphic rocks from the TRANSALP reflection seismic traverse in the Eastern Alps was studied in the laboratory with respect to elastic properties and whole-rock texture. Compressional wave (P-wave) velocities and their anisotropies were measured at various experimental conditions (dry, wet, confining pressure), and compared to the texture-related component of anisotropy. Here ‘texture’ refers to crystallographic preferred orientations (CPOs), which were determined by neutron texture goniometry. In gneisses and schists P-wave anisotropies are mainly controlled by the microcrack fabric. In marbles and amphibolites CPO contributes very significantly to anisotropy. At 200 MPa confining pressure the degree of anisotropy is between 5% and 15%, depending on rock composition and/or CPO intensity. Special emphasis was also put on discussing possible effects of fluids on seismic velocity and anisotropy. Distributions of water-filled microcracks and pores are distinctly anisotropic, with maximum contribution to bulk rock velocity mostly parallel to the foliation pole. Decreasing P-wave velocity and increasing anisotropy of immersed samples may be explained by crack-induced changes of the elastic moduli of bulk rock. The main conclusion regarding interpretation of TRANSALP data is that strong reflections in the deep Alpine crust are probably due to marble–gneiss and metabasite–gneiss contacts, although P-wave anisotropy and boundaries between zones of ‘dry’ or ‘wet’ series may contribute to reflectivity to some extent.     

中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩石弹性波速度：对地震深反射的约束

在常温常压条件对中国大陆科学钻CCSD主孔岩心的700样品进行了弹性波速度测量，并建立了主孔2000m的波速(Vp和Vs)连续剖面，为检验地球物理模型的合理解释提供了岩石物理学方面的宝贵资料。主孔中新鲜榴辉岩纵波速度(Vp)最大(7.86km／s)，正副片麻岩波速最小，又分别为5.53km／s和5．71km／s，榴辉岩的波速随着退变质作用的增强而明显减小。主孔2000m总平均Vp速度为6．2km／s，它与地球物理探测方法获得的大别-苏鲁造山带上地壳具有6.2-6．3km／s高速层结论是一致的。大部分岩石具有明显地震波各向异性。水饱和度使岩石纵波(Vp)速度和剪切波速度(Vs)分别增加19％和6％，而使Vp的各向异性降低3％～4％。不同岩性界面的反射系数(Rc)是产生地震反射的主要原因。金红石榴辉岩与片麻岩之间具有很高的反射系数(0.24-0．31)。韧性剪切带中糜棱岩化片麻岩和面理化榴辉岩使岩石各向异性和反射强度明显增加。岩石微裂隙与主孔原位波速变化有密切关系。饱水岩石速度(Vp和Vs)可以代表CCSD主孔原位状态的地震波速度。上述成果为本区地震反射体成因提供了重要的岩石物理性质约束。