五莲拆离断层带动态重结晶石英颗粒的分形特征及流变参数估算

五莲拆离断层带中石英韧性变形明显,在野外主要表现为条带状、拔丝状,显微镜下主要表现为多晶石英条带,发育亚颗粒旋转重结晶和膨凸重结晶,剪切带经历了中低温条件下的变形,变形温度为300～450℃。利用分形方法对石英颗粒边界的研究表明,发生动态重结晶的石英颗粒边界具有统计学意义上的自相似性和明显的分形特征,亚颗粒旋转重结晶石英颗粒分维数介于1. 260～1. 319之间,均值1. 276;膨凸重结晶石英颗粒的分维数为1. 217～1. 297,均值为1. 256;根据石英粒径估算出亚颗粒旋转重结晶和膨凸重结晶作用变形阶段的古差异应力,分别为7. 84～21. 58MPa和18. 51～56. 65 MPa;基于分维值计算的应变速率计算公式,获得亚颗粒旋转与膨凸重结晶石英颗粒的应变速率分别为10-8. 4～10-7. 7s-1、10-10. 5～10-9. 7s-1;基于石英流变率计算,亚颗粒旋转重结晶的石英应变速率介于10-12. 88～10-11. 73s-1之间,膨凸重结晶的为10-13. 72～10-12. 46s-1。本地区韧性变形的应变速率大于一般性韧性剪切带应变速率,可能与拆离断层带的快速拆离伸展作用有关。     

北喜马拉雅穹隆带然巴韧性剪切带石英动态重结晶颗粒的分维几何分析与主要流变参数的估算

位于北喜马拉雅穹隆带东段的然巴构造穹隆外围发育环形韧性剪切带,带内岩石经韧性剪切形成各类糜棱状岩石。石英为带内变形岩中最为常见的造岩矿物,在不同的温度、应变速率下产生不同的显微构造,其中动态重结晶最为常见。重结晶新晶颗粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构,是应变和变形环境的天然记录。新晶粒分维几何统计分析表明:带内动态重结晶石英颗粒边界形态具有自相似性(1≤D≤2),表现出分形特征,分维数值为1.14～1.19,变形温度大约500℃。同构造变质环境属中——高绿片岩相;初步估算古应变速率可能低于10^-9.5S^-1;根据重结晶粒径估算变形古应力6.2～58.8MPa。     

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。     

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。     

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.      

郯庐断裂带肥东段烟头山及桃源地区构造变形特征研究

郯庐断裂带肥东段烟头山及桃源地区,发育多条左行韧性剪切带,岩性以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。通过详细的野外观测及室内分析发现：肥东北部烟头山及桃园地区几何学形态呈一背形构造,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,自核部向两翼岩性出露具有一定的规律性和对称性。古应力方向及运动学涡度研究表明：研究区内构造体主要受到近南北方向的挤压,涡度值W_k在0.73～0.90之间,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。对区内变形岩石展开精细化的构造变形分析,包括石英的分形特征、变质变形温度估计、差应力和应变速率的计算等,结果显示：区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,分维值D在1.111～1.187之间,变质变形温度集中在520 ℃～610 ℃之间,为高绿片岩相到低角闪岩相变质;韧性剪切带的差异应力Δσ介于18.493～95.266 MPa之间,应变速率ε范围在5.418×10^-15 s^-1～4.748×10^-11 s^-1之间。对比以上参数发现：韧性剪切带核部和背形转折端附近,岩石变形强烈,变质变形温度高,动态重结晶石英颗粒粒径较小,分维值较大,差异应力和应变速率也较大,远离剪切带核部和背形两翼则相反。本文从几何学、运动学特征以及显微构造变形分析等方面展开精细化研究,对进一步认识郯庐断裂带乃至大型韧性剪切带的构造样式和演化过程有着重要的意义。     

郯庐断裂带肥东北部文集地区构造岩类型与构造变形分析

位于郯庐断裂带中南部的肥东地区是郯庐断裂带内韧性剪切带出露的主体区域之一。本文从肥东北部文集地区的构造岩组成及其变形入手,通过详细的野外观测、室内显微构造变形分析来确定该地区构造变形的几何学形态及其涡度、有限应变、分维度、差异应力、应变速率等参数。研究区主要出露角闪岩相肥东变质杂岩,构造岩以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。根据极摩尔圆法得到的运动学涡度值为0.729~0.870,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。几何学形态上,肥东北部文集地区构造整体呈一背形展出,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,物质及变形强度等方面均表现出一定的规律和对称性。研究区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,其分维值D在1.143~1.208之间,且自背形核部向两翼,颗粒粒径增大,分维值减小。差异应力Δσ介于17.86~55.18MPa之间,应变速率ε值在1.960×10^-13~7.330×10^-12s^-1之间,且背形核部差异应力和应变速率较两翼大,呈近似对称性分布。通过对比以上构造参数可以发现,区内差异应力和应变速率表现出一定的正相关性,自核部向两翼二者均呈减小趋势;动态重结晶石英颗粒则与应变速率呈负相关性,即核部颗粒细小、两翼增大。本文从几何学、运动学以及显微构造变形分析等方面对该区构造变形展开精细化研究,借此来分析肥东北部地区郯庐断裂带的构造形态和运动学特征,这对进一步认识郯庐断裂带的演化过程及构造模型的建立有着重要的意义。     

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。     

辽南地壳韧性剪切变形中的分形及自组织

本文在研究了辽南地壳的韧性剪切变形特征的基础上，详细研究了发育于韧性剪切带中的剪切褶皱、韵律变质分异层理、Ｓ－Ｃ组构、不对称旋转碎斑系及石英动态重结晶颗粒的大小分布及其边界的分形特征和自组织现象。给出了石英动态重结晶颗粒的大小分布及其边界的分形维数，探讨了韵律变质分异层理和剪切生热的成因关系。     

胶东新城金矿床控矿构造变形环境：显微构造和EBSD组构约束

新城金矿床是典型的"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿,矿体形态和规模都严格受到断裂破碎带控制,是探讨复杂构造-流体耦合成矿系统控矿构造变形环境研究的理想选区。断裂破碎带中构造岩既是构造变形行为的载体,也是相应变形环境的受体。论文在新城金矿详细露头构造解析的基础上,系统采集该矿床控矿断裂破碎带定向构造岩样品,进行显微构造和EBSD组构分析。研究区构造岩显微构造特征主要表现为韧性变形和脆性变形。韧性变形有波状消光、带状消光、亚晶粒、动态重结晶、核幔构造、丝带构造、碎(残)斑系、扭折带、变形纹、机械双晶、蠕英结构、云母鱼等;脆性变形有书斜构造和显微裂隙等。长石(残)斑系、扭折带、变形纹、蠕英结构和石英颗粒边界迁移动态重结晶、丝带构造等矿物变形特征表明断裂带成矿前以高温韧性变形为主;石英波状消光、亚晶粒、亚颗粒旋转和膨凸动态重结晶、方解石机械双晶、长石显微裂隙充填物等矿物变形反映成矿期兼有中低温韧性变形和脆性变形;压剪性穿晶裂隙则反映出成矿后主要是低温脆性变形。根据差应力、应变测量和EBSD组构分析,将新城金矿床控矿构造变形环境可以分为3个构造期:成矿前在NW-SE向挤压作用下发生韧-脆性左行剪切变形,600~700℃,差应力61.37~111.09MPa,应变测量轴比a/c为2.295~3.978,动态重结晶石英颗粒边界分维值为1.466~1.599,反映矿区为高温中高压高应变带变形环境,应变速率较大;成矿期为NW-SE向逐渐NEE-SWW向转变的挤压作用,发生压剪性脆性变形,200~500℃,差应力65.91~135.68MPa,应变测量轴比a/c为1.403~2.204,动态重结晶石英颗粒边界分维值为1.321~1.378,反映矿区成矿期为中低温中高压低应变带变形环境,反应速率较小;成矿后在NWW-SEE向挤压作用下发生压剪变形,150~300℃,反映低温低压脆性变形环境。     

延边地区古洞河韧性剪切带变形特征及变形时代

古洞河韧性剪切带位于兴蒙造山带东段南缘,其变形特征和时间对探讨延边地区晚古生代-中生代构造演化具有重要意义.鉴于此,对该韧性剪切带进行了锆石U-Pb年代学和显微构造解析,以期限定韧性剪切带变形时间和特征.研究结果显示,古洞河韧性剪切带具有多期变形的特征,晚期变形糜棱叶理倾向为西,倾角较缓,线理倾伏向为南西,具有由南西向北东方向右行逆冲的特征.其分形维数值为1.159~1.214,Flinn参数K值为0.19~0.31,Kruhl温度计显示变形温度为450~550℃,石英动力重结晶粒径估算的差应力值为16.83~20.09 MPa,古应变速率为10-12~10-14 s-1.古洞河韧性剪切带花岗质糜棱岩锆石U-Pb年龄为192±2 Ma,晚期变形时代应为早侏罗世,形成应与早侏罗世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关.      

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.     

江西武功山东区大型韧性剪切带的显微构造特征

武功山东区存在一条大型韧性剪切带。鞘褶皱倒向以及旋转变形构造(如S-C面理组构、旋转碎斑系、雪球构造和粒内显微破裂构造等)显示此剪切带为由南向北逆冲推覆性质。砾石、黄铁矿还原斑和石英斑晶的有限应变分析表明剪切带西段和东段岩石分别以收缩型椭球和压扁型椭球变形为特征。剪切带的主要变形时代是早古生代,可能与早古生代华夏陆块和扬子陆块之间的碰撞造山作用有关。     

湘东北连云山杂岩流变学特征研究

出露于湘东北九岭—幕阜山岭之中的连云山杂岩属于古元古代结晶基底岩系。利用野外构造解析、岩组、石英分形理论等手段, 对湘东北连云山杂岩的变形表象和变形机制进行了详细的观察和研究。结果表明: 连云山杂岩至少遭受了早期韧性剪切和晚期韧性再造两个阶段, 石英塑性流变以菱面滑移系的作用为主; 从早期构造片(麻) 岩到晚期韧性再造形成条纹条带状混合岩, 其应变速率从早期的中应变速率(10-8. 8s-1 ) 到晚期的低应变速率(10-12s-1 ) 是逐渐降低的; 岩石的塑性流动变形机制不仅反映了角闪岩相的中、上地壳形成环境, 而且表明“雪峰古陆”基底中更深层次的物质尚未抬升出来。     

东天山康古尔韧性变形带韧性挤压变形特征:以哈密黄山东地区为例

东天山康古尔断裂带和雅满苏断裂带之间石炭纪沉积-火山岩系中发育一条东西向韧性变形带，具两期性质不同的韧性变形，早期韧性挤压性质，晚期右行韧性剪切.对早期韧性挤压变形的宏观构造（糜棱面理、糜棱线理、对称石香肠构造、不对称褶皱等）和显微构造（压力影构造、布丁构造、动态重结晶、不同类型砾石变形特征等）特征做了详细的研究.糜棱岩中砾石有限应变Flinn图解判别岩石类型为L-S和SL型构造岩，三轴应变量的测量均揭示了一般压缩和少部分的平面应变类型.石英亚颗粒旋转重结晶及少量边界迁移重结晶，长石塑性变形、部分膨凸重结晶等变形特征；石英C轴组构揭示中温柱面 < a>和菱面 < a>滑移为主，后期叠加底面 < a>滑移.因此，推测早期韧性挤压变形温度范围在450~550℃.综合区域地质资料，康古尔变形带早期韧性挤压变形形成于300~290 Ma，塔里木板块和中天碰撞闭合后陆内南北挤压环境下.