苏南地区几条北西向断裂显微构造与组构的初步研究

地壳发生的一切变形都是地应力作用的结果。在构造应力作用下,组成地壳的岩石、矿物必然发生变形,这些变形也必然在岩石、矿物内遗留下各种构造形迹——显微构造;同时,矿物的形体方位和晶格方位也会产生相应的定向排列(优选方位)——组构。近年来,显微构造与组构的研究不仅用于地质构造的运动学和动力学研究,而且日益受到构造地质、地震地质和岩石力学的研究者们的重视。     

缅甸翡翠显微构造的研究

翡翠的显微构造是矿物在应力作用下发生脆性或塑性变形产生的各种变形形迹。常见的显微构造有显微裂隙、波状消光、带状消光、扭折带、变形纹、机械双晶、镶嵌构造、核幔构造及出溶条纹等。它们有着不同的特征。反映了不同的形成条件,涉及到不同的变形机制。     

地质力学基础知识讲坐 第七讲 岩石力学性质和模拟实验

一岩石力学性质自然界广泛存在的构造形迹,是地应力作用的结果.然而,室内岩石力学实验和野外地质现象表明,在同样形式的应力场中不同性质的(力学的、化学的、矿物的)岩层、岩体和地块,在构造方面的反映是不一样的;同样大小、同一方式的应力和加之于不同性质的地块上所产生的构造现象和构造特点可以完全不同.例如,一个地区受水平压力时,有些软弱的地层发生褶皱,而另一些坚硬的地层则发生破裂和矿物相变.这样即可得出,力的作用方式和被作用岩体的性质,是两个主要的因素.两者结合起来才产生某种构造现象.所以,在考虑地壳形变时,需要把这两个因素同时并重的加以考虑和分析才能从本质上掌握各种构造形迹的形     

变形矿物的显微构造及其研究方法

显微构造,顾名思义,即显微级的构造形迹。研究变形矿物的显微构造,就是在显微镜(或电子显微镜)下研究造岩矿物在应力作用下变形而遗留下来的痕迹。本世纪初叶,地质学者就对变形岩石的结构构造进行了探索和研究,以后,由桑德尔及其学生们的共同努力,     

地壳岩石与矿物的流变性研究综述

地壳岩石与矿物的流变性主要受温度的控制，其次是受其成分的控制。在深部地壳高温环境下，岩石和矿物的流变性较强，应变相对均匀分布。在浅部地壳中，它们的粘滞性及各自间的粘滞性比显著增强，而流变性减弱，应变逐渐集中于适合流变和变形的岩石与矿物。流变性的这种变化导致了露头各种构造形迹的变化，如皱、布丁和剪切带等，以及各种显微构造特征的变化（如：变形矿物、压力影和膝折等）。岩石与矿物的这种物性概念在地质学中的运用，实质是将构造变形样式的形成机理分析趋于定量化和综合研究。     

石英显微变形机制及流变学特征研究进展

石英是组成地壳的主要矿物之一,其物理性质与地壳的变形行为及流变学属性密切相关,因此石英的显微变形机制及流变学特征研究意义重大。随着石英显微变形机制及流变学属性实验学研究的深入,我们对石英在地壳变形过程中重要作用的认识也随之提升。本文从石英结构入手,对升温过程中石英主滑移系的转换进行了总结,并且升温过程中显微变形机制也发生了改变,对流变学内涵也不同,所以分述了石英的主要变形机制,及其流变学参数;由于应变局部化为地壳变形的研究热点,并且石英对应变局部化具有一定的指示意义,所以本文对石英在应变局部化过程中的表现进行了深入讨论。考虑到地壳变形的研究过程中,石英不常作为单矿物发生变形,所以本文对多相矿物的变形表现也进行了讨论。最后我们将简单介绍一些现今主流的石英显微变形机制的研究手段。     

构造物理化学的思路、研究和问题

构造物理化学是研究地壳物质受构造作用产生的物理和化学变化相互关联的领域。构造力可以分解为两部分一部分是均应力,指各向相等的应力,它叠加在原有压力之上,并且影响着各种化学反应的平衡,也是成岩、成矿和变质作用的影响因素。另一部分是差应力,固体中受外力作用普遍产生差应力,它引起地壳物质变形,产生各种构造形迹。构造物理化学特别关注构造作用产生或引起的压力、温度及其他的物理化学条件的变化,研究这些构造附加参量对各种化学平衡的影响,逐渐发展成为独立的学科研究领域。     

第二讲 结构面力学性质的鉴定

鉴定结构面的力学性质,是地质力学工作的基础和先行步骤,只有正确地鉴定结构面的力学性质,才能对构造体系作出中肯的分析,从而解决生产实践中提出的各种问题。一构造形迹与结构面我们在野外经常见到的岩层褶皱、断裂、节理、劈理等地质构造现象,都是岩石在地应力的长期作用下形成的各式各样永久形变的形象,并且留下来相对位移的踪迹。地质力学把这些形象和踪迹,叫做构造形迹。可见,构造形迹指的是次生构造,主要是岩块、地块中的各种形变现象。构造形迹的规模有大有小,大者如几十乃至几百公里的大型拗折、断裂带,小者如显微镜下所见矿物晶格受地应力作用而形成的某些联晶面、岩     

加拿大Abitibi 绿岩带Donalda金矿近水平含金石英脉的显微构造分析及其对成矿流体动力学的指示

位于加拿大Abitibi 绿岩带南部的Donalda 金矿床主要由近水平的、与剪切带近垂直的含金石英脉组成,矿脉厚度0.3~0.5 m,含大量与脉壁平行的条带,指示多期次裂隙扩张和矿物沉淀。原生石英 c轴方位测量显示石英生长方向垂直于脉壁,指示断裂属张性,矿物沉淀属空间充填。显微裂隙、细脉及流体包裹体面 (FIPs) 的方位测量指示原生矿物受到了近直立的最大主压应力(σ1) 作用,与区域性的、近水平的南北向挤压应力不符。这一矛盾现象可用流体压力在超静岩和静水压力之间周期性变化及近水平断裂的周期性张开与闭合来解释。当流体压力大于静岩压力时,断裂张开,原生矿物沉淀,而当流体压力减小时,断裂上盘往下垮,两盘突出的矿物碰撞、碾压形成与脉壁平行的变形条带。由于断裂两盘岩石不是沿整条断裂都互相接触,两盘相顶部分承受的垂直应力大于水平方向的挤压应力, 这就解释了为什么显微构造指示近直立的最大主压应力(σ1)。这个流体构造模式支持断层阀模式,并且无须改变区域应力场就可解释脉体内局部主压应力的变化。     

选择性溶蚀过程中位错效应的定量测定研究

本文简述了位错强化的选择性溶蚀(DESD)作用的微观机理。位错首先是用来测定静态显微构造的。结构动能学方面的评述揭示了位错显微构造与计算的相同数量级的位错密度反映的能量变化相对应,因而可引入溶蚀作用的确切动能表达法。位错强化的溶蚀作用是最有效的显微结构,它组成了自由位错密度的一个极大梯度值。本文介绍的位错动力学原理指出DESD的显微构造与相对较低的同源温度和应力相关。因此,DESD显微构造以及有利于DESD机理产生的条件可以出现在地壳不同的深度范围内,并且取决于矿物集合体类型。目前对任何单矿物DESD边界条件的精确测定是有困难的,主要由于实验中缺少恰当参数,比如位错活动应力。用来估计位错活动应力的实验在本文中也将作简单介绍。DESD和由弹性应变控制的溶蚀两者的宏观结构差异可通过计算机模拟来定量研究,它主要依据由DESD和弹性机理引起溶蚀处的粒径大小来确定。     

华北克拉通南部前寒武纪重大地质事件构造响应的GIS统计分析——以中条-豫西地区为例

位于华北克拉通南部的中条-豫西地区记录了华北克拉通复杂、多阶段构造演化历史。其中,前寒武纪时期经历了新太古代末期(2550~2350Ma)地壳增生、古元古代(2350~1850Ma)活动带和早中元古代(1800~1600Ma)多期裂解活动,是研究区构造-岩浆活动最为剧烈的阶段。丰富的构造事件形成多层构造层,并发育大量构造形迹。本文依据GIS数据统计分析断裂切穿地层单元年代新老关系的规律,即构造运动的发生时间晚于构造形迹切穿的所有地层单元时代;如果构造形迹的发育被某一地层单元所限制,则表明构造运动的发生早于该地层的结束时间,并结合构造形迹的样式、规模、方位、强度和构造建造特征来解析构造作用性质,探讨构造演化,挖掘前寒武纪不同构造演化阶段形成的主体构造形迹的数字特征。在本项研究中,首先提取研究区内切穿Ar构造单元并限制在Pt地层单元内的构造形迹,代表前寒武纪时期的主体构造形迹特征。其次,运用GIS技术提取Pt1-Pt2期间不整合面,删去切穿不整合面的构造形迹,进一步筛选出Ar-Pt2期间主体构造形迹并统计其走向和长度,进而初步确定了Ar-Pt2期间的主要构造方位特征是NEE/NWW/近SN向。最后,依据构造形态、构造建造特征和地球物理场特征,结合区域构造演化史确定不同构造层主体构造方位特征,代表了不同构造演化阶段形成的主体构造形迹。其中,新太古代末期形成的主体构造形迹的方位特征是NE/NW向;古元古代构造层主体构造形迹的方位特征是NEE/NWW向;早中元古代构造层主体构造形迹的方位特征是近EW向。     

长石显微变形机制研究进展

岩石的变形机制研究一直以来都是构造地质学研究的主题,特别是基于矿物变形的显微构造研究是流变学研究的基础。从近地表到下地壳,岩石的变形从脆性破裂逐渐过渡至韧性蠕变,这些变形过程会被记录在岩石中,形成相应的显微构造。一般来讲,从低温低压至高温高压的变形环境,单一矿物的显微变形机制经历从微破裂、到矿物的溶解-沉淀、到位错蠕变、到动态重结晶作用、到颗粒边界滑移或扩散蠕变等的连续转变,它们之间的转换往往是过渡并且相互影响的,通常也会耦合发生。长石是地壳中含量最丰富的造岩矿物,因此长石的变形行为会直接影响地壳的流变学性质,研究长石的显微变形机制对理解地壳流变学特性至关重要。长石还是一种非常特别的矿物,主要分为斜长石和碱性长石两个端元,由于它们所属晶系的不同,有着差异的变形行为,然而这两个系列的长石在一定的温压条件下又是可以相互转化的,这些物理差异性和化学行为的复杂性造就了长石非常复杂的显微变形特性。本综述从岩石的显微变形机制讲起,随后概述了长石的显微变形特征,尝试归纳不同温度条件下长石的显微变形表现,对比斜长石和钾长石的异同,总结不同显微变形机制对长石结晶学优选方位的影响,最后简单介绍了一下国际上显微变形研究方法和技术的进展。     

新疆西准噶尔地区不同时期应力场分析及其地质意义

根据区内超基性岩显微构造(晶组)分析,划分出相对稳定的上地幔构造环境(前古生代)、相对活动的上地幔构造环境(早古生代晚期)和强烈活动的下地壳构造环境。经对不同构造环境下应力场在时间和空间上的具体分析证明,应力场具有较明显的差异。总的趋势是由老到新、由下向上应力值均逐渐增大。在岩石矿物的组构特征上亦相应地表现出密集度增高、优选方位逐渐增强。应力方向随时间的迟早而变化,早期者为由北向南推挤,晚期者为由西北向东南推挤,最后形成弧形断裂推覆构造。该构造对于研究本区矿产的形成具有一定意义。     

新疆西准噶尔地区不同时期应力场分析及其地质意义

根据区内超基性岩显微构造(晶组)分析,划分出相对稳定的上地幔构造环境(前古生代),相对活动的上地幔构造环境(早古生代晚期)和强烈活动的下地壳构造环境。经对不同构造环境下应力场在时间和空间上的具体分析证明,应力场具有较明显的差异。总的趋势是由老到新、由下向上应力值均逐渐增大。在岩石矿物的组构特征上亦相应地表现出密集度增高、优选方位逐渐增强。应力方向随时间的迟早而变化,早期者为由北向南推挤,晚期者为由西北向东南推挤,最后形成弧形断裂推覆构造。该构造对于研究本区矿产的形成具有一定意义。     

中国庐山第四纪沉积砾石的显微构造系统及地质环境动力学分析

经过多年的区域地质调查和第四纪环境演变的分析, 对庐山芦林盆地大校场谷口剖面松散沉积物中变形砾石进行岩石显微构造学的研究。发现变形砾石内部存在特殊的微裂隙组构, 呈现出错裂-横裂-劈裂-爆裂-复裂-应力矿物等的复杂组合, 其结构面特征反映出显微构造形迹的力学性质是互为转变的。通过物理模型分析和试验变形比对等综合材料证明, 变形砾石是遭受了既密集、又分散、还具有同时发生作用的长时期的多边界外力条件及平衡力系, 内部形成破裂其应力传递过程和性质改变与变形形迹转变及其做功连续扩展, 是由低于疲劳极限的具有脉动性作用微弱应力造成的。地球陆表过程和地质环境要素及其动力学机制的研究认为, 只有第四纪晚期地质事件的低温、低应力及其分散密集的多颗粒平衡力系的缓慢长期及间歇脉动作用的边界条件才能满足、符合及形成这种特殊的岩石变形构造, 为中国东部山地可能遭受第四纪冰冻环境及冰川作用提供了新的科学证据。     

超高压变质岩矿物中的显微构造缺陷:来自TEM和FTIR研究的证据

超高压变质矿物的某些显微构造缺陷可能指示了岩石短暂和快速抬升过程。文中报道了中国大别山双河地区超高压硬玉石英岩矿物显微构造缺陷的透射电镜(TEM)和Fourier变换红外光谱(FTIR)的研究结果。用TEM研究方法,在硬玉石英岩中硬玉包裹体内发现了亚微米级天然蒙钠长石(MA,C2/m)、高钠长石(HA,C)和低钠长石(LA,C)三种多形变体。表明岩石在折返过程经历过高温变质作用(>930℃),以及退变质过程的快速冷却;在石英包裹体内发现了纳米级柯石英和石盐子矿物,提供了柯石英转变为石英以及峰期变质条件下高盐流体存在的证据。"名义上无水矿物"(NAMs)的结构水(OH/H2O)是以缺陷形式赋存于矿物结构中。FTIR分析结果显示硬玉、石榴石、金红石和石英中结构水的平均含量分别为1000×10-6、(900~1600)×10-6、>2000×10-6和<4×10-6,硬玉石英岩全岩含水量为(490~600)×10-6,表明在高压-超高压变质作用过程中,地壳或原岩中的水可以通过这些NAMs携带到地球深部。该类显微构造缺陷可能是大陆碰撞造山带在高应变速率下的局部弱化和深部断层作用的结果。     

学习和运用地质力学 第六讲 构造体系的复合与联合

从上一讲我们知道,地壳在漫长的地质时期经历了多次构造运动,随之产生许多复杂的、不同类型的构造体系。即使在同一地区也常常可以看到先后有几个不同构造体系发生。由于各次构造运动的应力作用方式不同,所造成的构造体系类型也不同,它们之间必然产生极其复杂的关系。各个构造体系除了按照自己一定的分布规律展布以外,还常常受已有构造体系的牵制,部分迁就、利用或者改造、破坏已有的构造形迹,甚至将早期构造体系的某些     

解读变形岩

岩石变形既可以产生单个的宏观型构造,例如:破裂、断层、褶皱以及板块构造,也可以在岩石中产生中小尺度的构造形迹。变形岩石的组构取决于遭受变形的沉积岩或火山岩的特征或取决于矿物颗粒的或被改造的岩石碎屑的优选方位。      

通过构造岩鉴别岩石动态重结晶的机制

岩石如书,包含着丰富的地球演化信息。通过破解这本天书,地质学家得以了解发生在地球内部的地质过程。构造岩中的显微构造是“写在岩石中的变形过程”。通过显微构造观察,可以了解岩石矿物的变形机理。以天山造山带内发育的糜棱岩为具体实例,介绍了中、下地壳层次变形岩石动态重结晶的机理及形成的相关显微构造的特点。由于构造岩均是经历过重结晶作用的产物,显微观察只能揭示变形矿物重结晶的机制。在中、下地壳层次,矿物动态重结晶的主要机理分为3种（从低温到高温）：膨胀鼓出(BLG,又称膨凸)、亚晶粒旋转(SGR)和高温颗粒边界迁移(GBM)。这3种方式形成各具特色的显微构造：BLG形成近等粒交叉舌状构造;SGR产生定向排列的拉长新颗粒条带;而GBM造成典型的具不规则状颗粒边界、大小悬殊的新颗粒组合、颗粒内部波状消光不明显的显微构造。除了温度条件外,应变速率对动态重结晶机制也有明显的影响。在显微构造观察过程中,详细、全面应该是最重要的原则。     

辽东鞍山齐大山韧性剪切带运动学解析及形成机制

关于太古宙早期地壳演化构造机制的争论已经持续了数十年,其焦点主要集中于水平构造还是垂向构造两大经典构造模式的探讨.对于早期地壳构造演化方面的研究,将会有助于我们更好地理解早前寒武纪的地球动力学机制.本文对华北克拉通东北部鞍山地区花岗-绿岩带内齐大山韧性剪切带的构造变形特征进行了详细的解析,揭示了该区新太古代垂向构造作用样式.研究结果表明,齐大山韧性剪切带内花岗质岩石长英质矿物塑性拉长特征明显,条带状构造发育,面理向NWW方向陡倾,不对称组构特征和矿物拉伸线理产状指示向NWW的陡倾正滑移剪切作用.变形岩石中的长英质矿物均发育中低温显微变形特征,石英C轴电子背散射衍射（EBSD）组构分析揭示石英以菱面＜a＞和底面＜a＞滑移系为主,岩石经历了中低温非共轴变形.根据矿物的变形行为以及石英的结晶优选方位推测变形温度约为400~500℃,岩石变形特征以位错蠕变为主.有限应变分析结果表明,靠近铁矿带方向,构造岩类型由L=S构造岩过渡为LS构造岩,岩石应变强度呈明显增强趋势.运动学涡度测量结果显示齐大山韧性剪切带内大多数岩石样品的W_k值大于0.75,岩石形成于以简单剪切作用为主的一般剪切作用.对比花岗-绿岩带西侧的白家坟韧性剪切带,显示二者均具有相向的陡倾正滑移运动学特征,表明新太古代时期鞍山地区地壳构造演化模式以垂向构造作用为主.