构造流变计

根据构造形迹和应变式反演岩石流变性质的方法称为构造流变计,或简称流变计。目前提出的流变计主要有应变折射、能干层褶皱香肠构造、残斑翼尾样式。应变折射、能干层褶皱和香肠构造流变计已进入量化阶段。构造流变计 可用于研究不同尺度地质体的流变结构,也可用来研究地质体的流变学演化,具有很好的发展前景。     

鱼嘴构造流变计研究与基于流变学的分类方案

如同膨缩型香肠构造一样,鱼嘴石香肠构造是存在岩石流变性差异的能干层与基质在纯剪切作用机制下形成的构造形迹。在深入研究鱼嘴构造形态与能干层基质流变性差异的基础上,运用物理模拟的方法,模拟出不同形态的鱼嘴香肠构造,反演出能干层基质粘度比与香肠形态之间的关系,进而得出一种关于鱼嘴香肠构造的经验流变计。 认识到鱼嘴构造的纯剪切作用机制及其平面应变的特点,通过对香肠现有的几何参数的测量和计算以及对香肠构造演化初始阶段几何参数的恢复,在合理假设的理想状况下,推导出鱼嘴构造的应变差折射流变计。 鱼嘴构造是流变行为下应变的结果,因此这种构造行迹不仅有几何学意义,更折射出流变学意义。在模拟实验与野外考察的基础上提出了一种基于流变学与剪切作用机制的鱼嘴构造分类方案。     

菱形石香肠简单剪切成因模式及其构造流变计

菱形石香肠虽常被作为指示剪切作用的标志,但其形成过程和流变学意义并未完全清楚。纯剪切模式作为一种已被认可的成因模式表明菱形石香肠也可能在简单剪切作用下形成。本文从石香肠与基质的流变差异出发,提出了菱形石香肠的简单剪切成因模式,建立了简单直观的平面模型,即方形石香肠置于方形基质中,后将其简单剪切变形分解为旋转和纯剪变形两步,并利用有限变形几何学知识,计算出理论的菱形石香肠剪切角和层面转动角,其与有限元数字模拟的实验结果还是较接近的。进一步的理论分析给出了利用菱形石香肠几何学参数(剪切角和层面转动角)求取石香肠与基质粘度比的方法,即菱形石香肠构造流变计,并运用它在湖北铁山地区获得石香肠的粘度是基质的4.76倍,菱形石香肠构造流变计扩展了香肠构造流变计的适用范围,提供了在野外快捷测算岩石粘度比的途径。     

安徽青阳地区早古生代地层的韧性变形及形成机制

安徽省青阳地区早古生代地层普遍发生了较强烈的韧性变形，主要变形形迹有：滑脱断层、顺层劈理、小型韧性剪切带、流变褶皱、石香肠等，显微构造分析也显示岩石的韧性变形、强烈的构造置换作用．岩石的构造变形达中－下部构造层次上部，其形成机制为重力滑覆成因．     

岩石圈HPE热弱化与陆内构造变形

大陆内部变形在很大程度受制于大陆岩石圈流变侧向不均一性,而温度(地热梯度)是影响地壳和地幔岩石流变性质的主导因素。由热引起的地壳/地幔岩石材料的热弱化是弱化的主要途径,为陆内变形准备了物质条件。在构造外力(板块相关的或非相关的)的作用下,这些受到热弱化的岩石材料极易发生变形,导致岩石圈内部的造山带和变形带的形成。文章试图在广泛的国内外文献搜集和综合分析基础上,介绍由生热元素(heat producing elements)聚集产生的地壳/地幔(岩石)热弱化以及随后地幔下降流构造力作用造成的大陆内部应变局部化和陆内构造变形。这些地幔下降流是由大陆岩石圈地幔重力(瑞利 泰勒型)不稳定性发育引起的。     

石香肠构造研究进展

100多年来，石香肠构造的研究取得了巨大的进展。出现了骨节状石香肠、不对称鱼嘴构造、复合石香肠等新的构造样式。在石香肠构造形成理论研究上，关于断裂石香肠构造形成的理论推导、肿缩石香肠构造形成的流变参数的限制、多层石香肠构造在大地构造研究中的应用、石香肠构造控矿以及石香肠构造流变计的研究已经展开并取得了较大进展。理论研究的深入和应用研究的拓展还需要借助其他学科的研究成果。     

骨节状石香肠构造应变计初探

考虑两期纯剪切变形成因的骨节状石香肠。假设骨节缝处香肠层的厚度近似等于香肠层的原始厚度,再根据等面积法原理恢复骨节状石香肠层的原始长度,求得石香肠层的拉伸有限应变,并采用物理模拟方法对骨节状石香肠等面积法进行了检验,误差范围分别为3.23%,2.84%,3.94%和6.82%。将该种方法应用于湖北铁山含骨节状石香肠岩石的有限应变测量,得到石香肠层的伸长有限应变值为33.80%~48.22%。再利用矩形断裂石香肠对骨节状石香肠应变测量结果进行检验,取得比较一致的结果。并将两期构造变形的岩石有限应变进行了分离。     

基于透射电镜的香肠构造流变计研究

采用透射电镜(TEM)对采自奥地利东阿尔卑斯和北京西山的香肠构造中的香肠体和相应基质的样品进行了超微构造分析。结果表明细粒基质中的位错密度较粗颗粒香肠体中的位错密度明显低很多。故认为香肠体的变形机制以位错蠕变为主,而基质的变形机制则以扩散蠕变为主。这从一个侧面为香肠构造流变计的这一假设提供了超微观研究的依据。     

滇西勐海西定地区南段组褶叠层构造及其研究意义

滇西勐海西定地区,在大地构造上位于西南“三江”造山带南段昌宁-孟连结合带东侧的双江-澜沧俯冲增生杂岩带内。该区分布有一套晚古生代的浅变质碎屑岩系--南段组(DCn)。该套地层既显示层型面状构造型式,又发育有顺层片理、顺层掩卧褶皱、粘滞型石香肠及顺层韧性剪切带等构造形迹,具明显的分层剪切变形、横向构造置换和顺层固态流变特点,构成较典型的褶叠层构造。本文对其构造变形特征进行了系统分析与总结,结合区域构造背景研究成果认为,南段组褶叠层构造总体形成于昌宁-孟连古特提斯洋闭合后同碰撞造山收缩挤压背景下的伸展剪切机制。同时指出,南段组是经过构造改造重建而形成的构造地层单元,应称其为南段岩组;现今露头剖面所见南段岩组岩性组合及厚度只代表改造后构造地层的岩性组合特征及褶叠层的露头厚度,不能完全代表南段组原沉积地层的韵律组合及沉积地层厚度;应按构造地层单位进行划分、填图和研究。褶叠层构造作为浅变质岩区一种普遍的构造型式,是对岩石变形组合特征的客观认识,其构造型式、形成机制、形成层次以及形成时间的研究对分析造山带构造演化过程和深化大陆动力学机制的认识具有科学意义。     

浅变质岩区褶叠层构造与地层划分

作者认为,鉴于浅变质岩部分或大部分经受了固流态变形作用的改造,它既保存有残余(原生)构造,又有后期新生的流变褶皱(褶叠层)及韧性剪切变形,并引起岩石组构的调整和构造置换。因此,提出采用“以岩性分层为基础,以构造解析为主导”的工作方法。换句话说,就是要遵循构造地层学准则,以便查明岩层的正常叠覆关系,正确建立浅变质岩区的填图地层单元。本文根据浅变质岩区的基本构造型式——褶叠层构造,进行详细解析的基础上,提出了如何划分和对比地层的一些基本方法。     

基于透射电镜的香肠构造变计研究

采用透射电镜（TEM）对采自奥利地利东阿尔卑斯和北京西山的香肠构造中的香肠体和相应基质的样品进行了超微构造分析。结果表明细粒基质中的位错密度较粗颗粒香肠体中的位错密度明显低很多。故认为香肠的变形机制以位错蠕变为主，而基质的变形机制则以扩散蠕变为主。这从一个侧面为香肠构造流变计的这一假设提供了超微观研究的依据。     

鄂东南铁山不对称骨节状石香肠构造基质层中的应变测量与分析

鄂东南铁山是亚洲首个发现骨节状石香肠构造的地区。以该区不对称骨节状石香肠构造为研究对象,利用惯量椭圆法对其基质层进行有限应变测量,获得真应变差、运动学涡度等相关参数及有限应变椭圆长轴展布方位的分布图。对所获数据资料研究表明:该不对称骨节状石香肠构造基质层的应变受其能干层控制,有限应变值与其离能干层的距离趋于负相关,且与其矿物颗粒粒径呈负相关,在平行于石香肠构造伸展方向上基质层有限应变分布不均;石香肠体附近与之相近规模的变形构造可使其相应基质中的应变分布紊乱;该不对称骨节状石香肠构造是由早期平行于层面简单剪切叠加晚期平行层面伸长、垂直层面压缩的纯剪切作用形成。与不对称鱼嘴状石香肠构造对比研究表明,两者基质层中简单剪切与纯剪切的分布均分别与其相对增厚与减薄区段对应,而两者形态的不同主要与石香肠体不连续处充填物的能干性不同有关,再次表明两者均是较好的岩石流变学标志。     

北京西山流动变形碳酸盐岩的微构造分析

本文提供一个可以与岩石力学变形试验相比较的碳酸盐岩天然流变实例。根据对变形岩石的构造微貌、应变特征、微构造相的系统分析,得出以下主要结论:（1）流动变形期的环境参数分别是:温度为250°～450℃C;压力为200—400MPa;差异应力为60—90MPa;在剪切带内可达110MPa;低应变速率(10^-13量级);（2）流变碳酸盐岩的典型组构是小圆环带的单斜对称型式。在剪切带内,可以无优选方位。岩石经受平面应变,略偏向拉伸应变,主压扁面与新生构造面理近于平行;（3）在中低温—中压,低应变速率的变形环境中,扩散作用是碳酸盐岩变形的重要机制之一。在强剪切带内,岩石进入第三蠕变阶段;（4）在褶叠层内部,应力、应变强度及应变速率的差异表明,分层差异剪切流动作为褶叠层的一种成因模型是可信的。     

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,     

利用鱼嘴构造恢复岩层初始厚度的初步方法

作为一种由于岩石能干性差异而形成的构造形迹，鱼嘴构造对于研究岩石变形和岩石流变性质具有独特的意义。基于此，根据其发育程度，将鱼嘴构造划分成 A、B、C、D、E5种基本类型，研究了鱼嘴构造的形态特点以及鱼嘴的周缘长度与岩层初始厚度之间的关系，利用物理模拟的手段，模拟出 B、C、D、E4种类型的鱼嘴构造，相应地得出了利用这 4类鱼嘴构造恢复岩层初始厚度的系数 K 1、K 2，K 3，K 4并成功地运用于实际岩石能干层初始厚度恢复。     

鱼嘴构造在相邻能干层能干性估测中的应用

      利用不同类型鱼嘴状石香肠构造恢复能干层原岩的初始厚度,并进一步分析原岩发生在应变椭球Z轴方向和X方向 的线应变,以应变差折射流变计的方法为基础,推导出一种求相同基质中相邻能干层粘度比的估测方法。以湖北大冶铁山 地区采集的两块鱼嘴状石香肠标本为例进行了应用尝试,得到大理岩基质中两层不同的角岩鱼嘴状香肠体的粘度比分别为 3.07和0.75。     

淮北海孜煤矿断层与层间滑动构造组合型式及其形成机制

煤矿中煤层断层与层间滑动构造(简称层滑构造)发育普遍,可出现不同形式的组合。进行煤层断层与层滑构造及其组合型式的研究,对分析区域构造变形史、查明和预测煤层赋存规律、研究煤的耗散流变、煤层气的开发以及预防煤与瓦斯突出都具有重要作用。本文以淮北矿区海孜煤矿为例,在现场观测的基础上,分析总结了7、8、9和10煤层的断层与层滑构造的组合型式,并探讨了其形成机制。由于7、8、9和10煤层及顶、底板岩层组合的差异,不同煤层构造变形有较大区别。由于海孜煤矿岩层和煤层经历了多次构造活动,断层和层滑构造间产生了不同的空间组合,具体表现为3种型式:断层与层滑构造的同期扩展、断层与层滑构造组成块体及断层与层滑构造间的相互切割和限制。煤层的构造组合型式在很大程度上取决于构造应力作用、含煤地层的岩石力学性质和应变环境等。     

岩石古流变性质的构造研究进展

岩石古流变性质研究是大陆动力学研究的一个重要方面。岩石古流变性质研究的一个发展方向是通过比例模型,建立流变参数与构造变形几何参数之间的定量关系,再利用天然岩石构造变形几何参数的定量测定,反推在形成这些变形时所处物理化学条件下的岩石流变参数。对利用露头尺度地质构造的定量测量研究岩石古流变性质的方法与进展做了重点介绍。     

浅论伸展构造在基岩中的表现型式

伸展构造在基岩中的表现,取决于其形成时的变形相及岩石的变形行为,可以归纳为五种主要型式:高角度正断层系组成的地堑或盆岭式构造;剥离断层;岩层的普遍变薄与糜棱岩化;相对强硬层的香肠化和缺失;褶叠层的普遍存在。文中比较详细地讨论了剥离断层与冲断推覆构造的差异及糜棱岩的识别,尤其是对碳酸盐糜棱岩识别的主要标准。     

大别—苏鲁区UHP变质岩构造学及流变学演化

在大别—苏鲁区的30个关键位置,对UHP/HP变质岩进行详细构造解析、大比例尺(1∶10000)制图并在区域尺度上进行观察和对比,以便揭示它们的构造几何学、变形条件和流变学演化。初步的研究结果指出,广泛出露的UHP/HP榴辉岩相岩石形成一个巨大的UHP/HP变质带,提供了一个观察中朝与扬子克拉通之间三叠纪大陆深俯冲-碰撞带过程的窗口。观察的显微构造及组构指出,UHP/HP变质带内岩石变形机制,无论是在榴辉岩相阶段还是在榴辉岩相后阶段,都是以塑性流变为主,其力学行为和组构特征都受组成矿物的强度、强度差等流变学特征,以及变形物理环境如压力、温度、应变速率、差异应力和流体含量等的制约。在俯冲/碰撞带内的变形分解作用于岩石圈不同层次及不同的构造阶段都曾发生,而且,在不同尺度上,应变局部化形成具高应变的剪切带网络,且一般显示典型的布丁-基质或碎斑-基质构造及流变学型式。根据构造、岩石、变质作用及地质年代学资料,借助于岩石圈流变学基本原理,提出一个大别—苏鲁区UHP/HP变质岩石流变学演化的工作模式,它涉及早期扬子与中朝克拉通间三叠纪(~250~230Ma)大陆深俯冲/碰撞、UHP/HP变质岩形成,相继深埋岩石的多期折返。特别强调UHP/HP岩石向地壳表层的折返,主要是构造过程,地面侵蚀作用是次要的。