大陆裂谷区幔源矿物橄榄石在不同应变阶段的位错构造及位错滑移系研究—以法

利用透射电子显微术（TEM）对两个新生代裂谷区的碱性玄武岩（法国中央地块克莱蒙菲朗及中朝板块北部河北万全）中漫源矿物橄榄石的位错亚构造进行研究，通过位错类型、衍射花样、柏格斯矢量b^→及位错滑移系的分析及计算，判断了深源包体从上地幔进入地壳的动力学过程－经历了高温（＞1000℃）蠕变、低温（＜600℃-800℃）应变及后期局部温度回阶段，确定了高温滑移系以{0kl}[100]及（001）[100]为主，并存在由（010）[001]及（100）[001]滑移系组成的高温位错网络，计算了低温应变的滑移系为（11）[001]及（010）[001]。     

平南幔源包体中橄榄石的显微构造研究及其意义

平南玄武岩中的尖晶石二辉橄榄岩包体的平衡温度为930~980℃, 平衡深度为59~74km, 包体中橄榄石的扭折带滑移系多为(010) [100], 但也有(001) [100]的滑移系类型; 斜方辉石的滑移系为(100) [001], 它们均为高温低应变速率下的滑移系, 说明该区的上地幔主要是在高温低应变速率条件下经历了塑性变形作用.橄榄石位错组态多样, 有自由位错、位错壁、位错弓弯、缠结、{110}滑移带, 反映了上地幔的塑性变形特征.根据位错壁的大小估算, 上地幔差异流动应力为24.5~42.1MPa, 流动速率为2.93×10-17~8.36×10-16s-1, 有效粘度为1.72×1023~2.80×1024 Pa·s, 特征与中国东部新生代上地幔较为一致, 反映同处于拉张环境.      

阿拉善地区超基性岩组构特征与超微构造分析

通过弗氏台及透射电子显微镜(TEM)手段,对阿拉善地区金川、野芨里、下盐路塘和小松山等超基性岩岩体主要造岩矿物——橄榄石的组构及超微构造进行了研究,两种手段所获得的结果基本一致。它们的位错组态均以位错列及多层结构为主,布氏矢量(?)以c[001]为主,滑移系为(010)[001]。这些特点与橄榄石晶体均以[001]取向,并形成高极密及(010)[001]组构类型相对应。根据有关橄榄石变形实验研究,它们都属于低温(<800℃)、高应变速率的滑移系。由此说明,是下地壳环境的产物。但岩体之间尚存在一定的差异,就其活动性而论,金川岩体成岩演化过程表现相对稳定,其余岩体则处于较为活跃的构造环境中,前者所受的构造应力较弱,而后者较强。这可能就是该区成矿情况有别的原因之一。     

石英单晶滑移系可动性与主应力(σ_1)取向的关系

本文通过一组c轴与主应力(σ_1)夹角ψ不同的人工合成石英单晶体定向样品的实验变形,研究了主应力取向对石英晶体滑移系开动的影响。研究表明,主应力取向对石英晶体滑移系的可动性有明显影响:在450—650℃温度,300—500MPa围压条件下,当ψ=0°时,石英滑移系不开动;ψ=90°时,(001)[100]、(011)[111]等底面或锥面的滑移系有微小动作;ψ=45°时,石英晶体滑移系可动性最好。在这种温度压力条件下,石英晶体的位错沿开动的滑移系运动是石英产生塑性变形的直接原因。     

西藏南部若干变质橄榄岩体橄榄石的组构特征

藏南变质橄榄岩的橄榄石组构可划分为三个主要类型:[100]、[010]和[001]组构。橄榄石[100]组构反映洋壳下部—上地幔上部的高温粘性流变和高温塑性流变,橄榄石[010]和[001]组构基本上是构造侵位阶段陆壳中低温塑性流变结果。变质橄榄岩中橄榄石组构转化具有明显的规律性,在岩体变形过程中,总的显示由高温的[100]组构逐渐转化为低温的[001]、[010]组构。高温塑性流变组构影响和制约低温塑性流变组构的发育,叠加变形有利于橄榄石[100]极密的加强和[100]组构向[010]、[001]组构的转化。     

甘肃金川二矿区岩体橄榄石组构特征研究

甘肃金川二矿区镁铁-超镁铁岩体中橄榄石具有明显的矿物定向排列特征。通过对岩体中二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩及含二辉石橄榄岩的造岩矿物橄榄石进行组构特征研究,发现均表现出"A"型组构特征,Nm[001]表现为在面理上的点极密,表明其滑移方向为[001]。结合Ng[100]、Np[010]组构特征,其滑移面应为(100)和(010),反映低温组构滑移系为(100)[001]或(010)[001],表明二矿区岩体橄榄石形成于地壳浅部低压、低应力状态下。由于二矿区岩体为金川矿床第二期含矿岩浆上侵产物,结合岩体所受的构造应力场的变化特征,可初步认定二矿区岩体中橄榄石定向排列的现象为成矿期构造的反映,且橄榄石光轴发生了自西向东的旋转,这也与李区域组构特征的研究相一致。     

滇西腾冲地块新生代火山岩中高温麻粒岩包体的发现及成因

腾冲地块芒棒乡新生代新近纪芒棒组火山岩的研究,发现粗面安山岩中含有较多麻粒岩包体,主要类型为长英质麻粒岩和二辉麻粒岩,直径一般为3~5 cm,略具定向排列构造,粒状变晶结构特征.长英质麻粒岩包体平衡温度和压力为:869~969 ℃,0.94~1.00 GPa,二辉麻粒岩包体平衡温度为:841~972 ℃,均显示为高温麻粒岩相变质;寄主岩粗面安山岩中斑晶结晶估算的温度和压力为:1 008~1 059 ℃,1.26~1.33 GPa,表明它们形成和起源于下地壳到上地幔顶部之间.二辉麻粒岩包体电子背散射衍射(EBSD)显微组构分析表明,斜方辉石(紫苏辉石)和单斜辉石(普通辉石)均具有明显晶格优选方位(LPO),斜方辉石和单斜辉石主滑移系分别为:(010)[001]和(100)[001]、(010)[001],变形机制为位错蠕变,说明麻粒岩包体经历了高温塑性变形变质作用.新生代新近纪火山岩中高温麻粒岩的发现和研究表明,腾冲新生代岩浆活动可能与印度板块和腾冲地块俯冲-碰撞造山后的伸展垮塌-拆沉和板片断离,以及随后的上地幔物质上涌减压熔融产生玄武质岩浆底侵,导致的下地壳发生高温变质及火山岩浆作用有密切关系.      

橄榄石位错构造及其上地幔流变学意义——以河北省大麻坪二辉橄榄岩为例

本文运用氧化缀饰法对大麻坪幔源包体的橄榄石位错进行了研究,其主要位错类型包括:[100]、[001]位错壁、亚颗粒构造、(010)位错滑动环、位错网、交叉滑移位错、{110}滑动条带构造。根据稳定态亚颗粒统计,其数值为15.53—25.72μm,平均为20.65μm,位错密度为20×10~6—90×10~6cm~(-2),相应的差异应力分别为48.4—70.8MPa和44—92MPa。     

北祁连山玉石沟地幔橄榄岩的流变特征及其板块动力学意义

北祁连山加里东期板块俯冲带的南缘的橄榄岩体,是时代为495～522 Ma的玉石沟蛇绿岩套底部地幔岩残片,主要由尖晶石相的方辉橄榄岩和纯橄岩组成,流动构造(包括叶理和线理)发育。强烈的构造重结晶作用使方辉橄榄岩呈典型的残斑结构,而纯橄岩则以粒状变晶结构为特征。橄榄石普遍发育平行(100)面的扭折带,根据扭折带测得橄榄石以(010)[100]高温滑移系为主。组构特征表明方辉橄榄岩的橄榄石Ng[010]沿与叶理面垂直的压应力方向优选方向,而纯橄岩则经历了强烈的旋转剪切流变。利用氧化缀饰法揭示出橄榄石的位错构造十分发育,包括高密度自由位错、倾斜壁、扭转壁(位错网格)、亚晶粒构造、位错弓弯和位错环等,表明岩石经历了在高温、高压、低应变速率状态下以位错蠕变和攀移多化为机制的     

变形石英位错的跑动机制及光性异常现象

在透射电子显微镜(TEM)下测得石英位错滑移面主要为基面和柱面,但本样品发现以三方双锥为滑移面的滑移系(1(?)1(?))[1(?)11]。石英位错壁组态多样,形成机制不同,本文讨论了影响波状消光程度的因素。正交偏光下变形石英2V角可达5°～10°。透射电子显微镜得到(0001)取向的两相邻(2420)面旋转Moirè图,本文认为光轴角的改变由((?)4(?)0)面旋转造成,每旋转0.01°,光轴角将发生5°左右变化。柱面的滑移与旋转可以解释石英C轴优选方位及位错优选方位的机制。     

大别山超高压岩石的流变学研究

本文利用野外构造解析、透射电镜、岩组等手段,对大别山地区超高压岩石的变形表象及变形机制进行了详细的观察和研究,从而动态地建立了超高压岩石折返的PTtD轨迹。结果表明:超高压石榴橄榄岩经历了高温和低温两种变形,其中橄榄石中发育高温[001](100)和中低温[010](100)两种滑移系。超高压榴辉岩中绿辉石的位错构造发育,位错密度为4.98×10~7/cm~2。绿辉石亚颗粒的特征显示存在颗粒边界迁移和扩散蠕变。绿辉石的组构测定表明,绿辉石晶内塑性流动形成了[001]极密,该极密平行于线理,属L型收缩组构。组构对称型显示本区榴辉岩以共轴变形为主,由于应变分解,部分地区含非共轴成分。付林图解表明,绿辉石和石榴子石的变形均属于收缩型椭球,拉伸型应变,这与绿辉石组构测定结果一致。石榴子石位错密度为3.54×10~7/cm~2,部分地区的石榴子石发育动态重结晶及核幔构造等,形成榴辉岩相糜棱岩。另外根据不同超高压岩石中石英的位错密度或亚颗粒大小,计算了超高压岩石折返时各个阶段的应力大小。     

红河-哀牢山剪切带角闪岩中角闪石变形特征及地震波各向异性

角闪岩作为中下地壳的重要物质组成,其岩石和矿物的变形行为及力学强度表现直接制约着中下地壳力学属性与状态,因此开展对其中重要组成矿物角闪石的变形行为和地震波各向异性研究,具有重要地质意义.以红河-哀牢山剪切带中出露的变形角闪岩中角闪石为研究对象,其中显微构造分析表明,变形角闪岩分别呈现出粗、中粒条带状糜棱岩和细粒条带状超糜棱岩.分别对这3种变形岩石中的角闪石矿物颗粒进行了EBSD晶格优选定向分析和地震波各向异性计算,结果表明3种变形角闪岩中的角闪石呈现出不同取向及典型晶质塑性变形特征,(100)[001]主要滑移系发育,同时发育不同程度的(010)[001]和(110)[001]次级滑移系.我们认为在剪切变形过程中,角闪石双晶滑移和解理面滑移共同作用致使角闪石细粒化.从粗粒到细粒条带状角闪石,随着角闪石颗粒粒度减小,角闪石中AV_p也有逐渐变小的趋势,表明角闪石变形行为、形态优选定向及晶格优选定向共同影响着地震波各向异性.     

大别山双河超高压硬玉石英岩显微组构特征及其流变学意义

硬玉石英岩是大别—苏鲁超高压(UHP) 变质带内重要超高压岩石类型之一, 其变形机制和动力学背景参数(应变、应力、应变速率) 对于全面了解超高压造山带的形成和演化有非常重要的意义.对大别山双河地区超高压硬玉石英岩3个样品中的主要组成矿物硬玉和石英进行显微组构和透射电镜(TEM) 的初步研究.晶格优选方位(LPO) 测量成果表明: 硬玉组构类型与绿辉石相近, 为L, LS型; 石英组构类型主要为单斜对称.TEM研究表明硬玉滑移系以(100) [001]、(110)[001]及(110)1/2[110]为主.石英中位错发育, 滑移系以(0001)[1120]底面滑移为主, 代表硬玉石英岩折返过程中经历的区域性剪切作用      

宁镇、茅山山脉微观构造变形及变形环境的探讨

宁镇,茅山山脉褶皱逆冲一推覆构造带的构造岩类型主要为碎裂岩系列,其次为糜棱岩系列。主要超微构造为位错构造。经计算,区内印支、燕山期古差应力值约为90~100MPa,应变速率为:3.1x10~(-14)≤(?)≤2.0x10~(-10)。构造变形环境为低温、高压、高应变速率环境,微观机制主要为位错滑移。     

福建明溪大洋窠幔源包体橄榄石的位错结构特征

本文介绍了采用透射电子显微镜观察研究福建明溪大洋窠上第三系玻基玄武岩中的包体橄榄石的位错结构。研究表明,该地幔源包体橄榄石中存在位错壁、自由位错、位错弓弯和位错环等,它们是该橄榄石在上地幔的高温低应力条件下发生复杂蠕变的产物。根据该地包体橄榄石中自由位错密度(统计值为2.0×10~8cm~(-2)和共生辉石的化学成分,估算出福建明溪大洋窠玻基玄武岩中幔源包体的变形条件为:温度(T)为1070℃;压力(P)为2480MPa;深度(Z)为79.3km;流变应力(σ_1-σ_3)为136MPa;流变速率(ε)为7.6×10~(-13)s~(-1);粘稠度(η)为0.8×10~(20)poise。     

岫玉的地震波速、各向异性、弹性力学性质及其构造地质意义

为了研究水化岩石圈地幔和地幔楔的地震波速、各向异性及其与蛇纹石化程度及应变状态的关系,作者实验测量了8块叶蛇纹岩(采自辽宁的岫玉)标本在不同构造主方向(X,Y和Z)上的纵、横波速度随围压(0~600 MPa)的变化规律,详细研究了叶蛇纹石在塑性变形过程中通过(001)[010]位错滑移形成很强的晶格优选定向和高达21%的纵波速度各向异性与24%的剪切波分裂的特征,发现高温叶蛇纹岩与低温利蛇纹岩具有截然不同的地震波性质,例如,在围压600 MPa下,高温叶蛇纹岩的Vp=6.73 km/s、Vs=3.74 km/s,Vp/Vs=1.80,而低温利蛇纹岩的Vp=5.10 km/s、Vs=2.32 km/s,Vp/Vs=2.20。前人利用低温蛇纹石化橄榄岩的波速数据解释温度高于300℃的水化地幔楔和岩石圈地幔的地震波速不可避免地要低估研究区域内蛇纹石化的程度和水含量。本研究查明叶蛇纹岩的地震波性质及其各向异性特征亦为解释全球大洋板块俯冲带乃至青藏高原地区的剪切波分裂资料提供了新的思路。     

西昆仑康西瓦韧性走滑剪切带的两类剪切指向、形成时限及其构造意义

详细的野外观察和显微构造研究表明，西昆仑南缘康西瓦韧性走滑剪切带主要由宽7km的孔兹岩质糜棱岩组成．具有早期自西向东的右行走滑剪切、后期自东向西的左行走滑剪切的剪切应变特征。韧性剪切带孔兹岩质糜棱岩中典型造岩矿物的晶格优选方位的电子背散射（EBSD）测量结果表明，钠长石具（010）[001]或（100）[001]滑移系，矽线石具{hk0}[001]滑移系，均反映了高温（〉650℃）和中-高温（650-550℃）的应变特征。差应力作用下的变质生长与剪切所致的刚性旋转进一步增加了矽线石的组构强度。然而。石英却具形成于中温→中低温→低温环境（〈550℃）的{10T0}〈a〉→{10il}〈a〉→{0001}〈a〉3组滑移系，均指示自东向西的左行剪切指向，EBSD组构的结果与野外剪切应变的判断一致。Ar／Ar同位素年代学及锆石SHRIMPU-Pb同位素定年结果表明，右行韧性走滑作用形成于加里东期（445～428Ma），继后的左行走滑作用主要经历了3次明显的构造热事件（250Ma、203Ma和101-125Ma）。在白垩纪时期。阿尔金左行走滑断裂和康西瓦左行走滑断裂连接成一条连续的巨型（长度2200km）走滑构造带．同时康西瓦走滑断裂和铁克里克逆冲断裂之间的挤压转换域的形成制约了青藏高原西北缘塔里木南部前陆盆地的发育。     

碧溪岭超高压石榴橄榄岩的流变学研究

从组构、位错、滑移系及古应力计算等方面综合研究了大别山超高压石榴榄榄岩的流变学特征（１）对橄榄岩中单斜辉石和斜方辉石的且构分析表明,碧溪岭地区超基岩经历了塑性变形,形成了ＬＰＯ组构：碧溪岭超基性岩的变形特征既淡类似于蛇绿岩,也不完全等同于幔源包体,它有十分独特遥变形的图象。（２）利用费氏台可观测到的滑移系有如下两种：「００１」（１００）为中高温滑移系,「０１０」（１００）为低温滑移系,低温滑移系和     

天然金刚石同生位错的同步辐射X射线貌相研究

利用同步辐射白光透射貌相术研究了辽南天然金刚石的晶体缺陷。采用作者提出的计算晶体缺陷空间取向的方法计算了金刚石中位错的取向。晶体中所有位错均起源于晶核，并且柏氏矢量都平行于[1^-01]。多数位错并非位于{111}面内。位错所在晶面属于[1^-01]晶带，并且多数与{211}或{110}面近于平行。位错线平直，部分有拐折。所有位错均为混合位错。位错走向与生长面近于垂直，多数与＜111＞夹角较小。所有位错均为同生位错，形成后未发生滑移。晶核在形成期曾受到较大应力作用造成较大的晶格畸变。晶体内部未出现生长带，反映晶体成长过程中环境未发生大的变化。形成晶体的碳质来源不均一，反映了中元古代华北陆台下地壳岩浆成分的不均一性。     

西准噶尔萨尔托海蛇绿岩中尖晶石二辉橄榄岩中橄榄石的位错构造及其意义

西准噶尔萨尔托海蛇绿岩中的尖晶石二辉橄榄岩的形成温度约为1100℃,压力1.6GPa。氧化缀饰和透射电镜观察,揭示了橄榄石的位错密度为2.5×10⁸/cm²,(100)位错壁间距为10μm 左右。计算得到的古应力为115—154MPa,应变速率为2×10¹¹,古生代大洋上地幔粘滞度为2.37×10¹⁹P,与新生代大洋上地幔比较,古生代大洋上地幔有低粘滞度和高应变速率的特点。