显微构造应用的可能性和局限性

结构的观察及其解释是研究岩石和对其进行分析的一个基本方法,它标志着岩石学的显微镜时代。偏光显微镜和旋转台是研究结构型式的基本工具。这些方法的一些成就有Sander(1930)对变形岩石所作的岩组(Gefügekunde)分析和F.K.Drescher—Kaden(1948)对花岗岩和片麻岩中的石英-长石的反应组构(Reakionsgefüge)研究,后者是研究静态生长结构的一个极好例子。     

变形矿物岩石显微构造研究的进展

变形矿物岩石的显微构造研究与组构分析,有助于阐明和恢复岩石变形过程中的环境条件和变形历史。因此,凡是与岩石变形有关的地质学问题,变形显微构造研究和组构分析都可以直接或间接地发挥作用。近年来,地学工作者越来越清楚地认识到,大型、中型、小型与微型构造之间存在密切的联系和成因上的相似性,也更加注意到结晶物质在变形过程中不     

大姚六苴砂岩型铜矿区构造岩矿物岩石学特征与地质意义

大姚六苴铜矿区是楚雄盆地典型的砂岩型铜矿床聚集区,矿床(体)在燕山期沉积成岩成矿作用的基础上,受到喜山运动构造-成矿作用的改造,构造控矿特征明显。基于矿床成矿地质特征与褶皱、断裂等构造变形分析,着重采用构造岩显微构造特征和构造岩石英脉ESR测年方法,研究了构造岩矿物岩石学特征及其地质意义,讨论了扩展构造岩矿物岩石学研究的途径。通过构造岩显微组构研究认为,显微构造存在NE-SW向、近EW向、NW-SE向和近SN向主压应力;含矿流体受构造动力的驱动,在紫红色砂岩蚀变为浅色砂岩的过程中伴随着硅化和碳酸盐化发生沉淀成矿。构造岩ESR测年结果反映该区经历了喜山运动早期(46.8±4.5~56.0±5.6Ma)、中期(32.4±3.0~42.3±4.1Ma)、晚期(23.5±2.4~29.3±3.0Ma)三期构造变形改造作用和热液活动。     

三维构造应力场的平面处理

天然变形体结构面或构造面的中心问题是它们的力学属性,当我们研究天然变形体结构面或构造面力学性质的时候,很自然追溯到岩石变形瞬间的立体应力状态(三维)与平面应力状态(二维)。     

岩石组构学研究的最新技术——电子背散射衍射(EBSD)

岩石组构分析是构造地质学研究的一项基础工作,对理解许多地质过程非常关键。岩石组构学的理论研究和测试技术手段都有很大发展,取得了许多重要成果。最近十几年来,装备在扫描电镜上的电子背散射衍射（EBSD）新技术日臻成熟,已经成为地球科学和材料科学组构分析的强有力手段。作为革命性的新技术,EBSD的量化显微构造数据在地质学研究中具有广泛的应用前景,例如相鉴定、变形机制、位错滑移系、结晶学优选方位（CPO）和变质过程研究等。本文介绍了池际尚教授在开拓我国岩石组构学教学和科学研究以及人才培养方面的重要贡献,同时阐述了EBSD的仪器组成、基本原理和应用范围及其与费氏台、X射线衍射、中子衍射和透射电镜优缺点的对比,并展示了该方法在大别-苏鲁超高压榴辉岩组构分析中的应用。     

断裂构造岩分类初探

断裂构造岩的分类,主要涉及其组构。不同的组构,反映不同的变形机制,并受应力大小、应力性质及岩石强度等所约束。本文根据教学需要,参阅前人的分类标准,结合对湖南桃林铅锌矿区断裂构造岩的薄片观察,提出断裂构造岩分类原则和分类方案。     

中部地壳剪切带花岗质岩石变形及其对于构造-岩浆关系的约束:以滇西点苍山为例

哀牢山-红河剪切带剪切时间的厘定至今存在较多的争议,争议的本质更确切地说是对于剪切带内及其附近剪切作用与岩浆作用认识的差异。点苍山杂岩是位于哀牢山-红河剪切带北端的一个杂岩体,由西部的深变质岩、东部的叠加退变质带和不同时代的花岗质岩石组成。为了正确厘定剪切前、剪切期(包括剪切前期和剪切后期)、剪切后花岗质岩脉,剪切作用过程中构造变形与岩浆作用之间的关系,同时对哀牢山-红河剪切带剪切时间进行新的约束,本文围绕点苍山杂岩开展详细的宏观构造解析、显微构造观察和组构分析,以查明岩体(脉)岩浆流动构造和晶质塑性变形构造,同时对同剪切岩脉开展锆石U-Pb学分析。结果显示,剪切不同阶段就位的花岗质岩石具有不同的宏观构造、显微构造与组构特征。现今所见岩石变形构造、显微构造和组构特点一方面取决于递进剪切变形作用过程中的时间早晚,另一方面还与它们在递进剪切变形作用过程中的构造位置有密切联系。获得两组同剪切年龄为28.54±0.15Ma和27.31±0.23Ma,其中前者为剪切早期阶段同就位的花岗岩脉,后者为剪切稍晚阶段同就位的花岗岩。研究揭示出就位较晚的岩脉(即后者)因其位于递进剪切变形的高应变带而具有较为复杂的变形构造、显微构造和组构型式,就位较早的岩脉(前者)因在递进剪切变形作用过程中位于低应变带而具有简单的变形构造、显微构造和组构型式,并仍然保留有岩浆结晶组构特点。哀牢山-红河剪切带在28.54~27.31Ma间持续发生着从早期阶段较高温(~700℃),向中期阶段中高温(550~600℃)和晚期阶段低温(低于400℃)环境的递进剪切变形作用。     

透射电子显微术在显微构造研究中的应用

一、现状和进展自七十年代以来,由于蓬勃发展的物理冶金学和材料科学引进到构造地质学,位错理论以及位错观察技术的突破性的进展,透射电子显微镜和高温高压岩石变形实验技术的应用,给显微构造研究带来了新的活力,使显微构造与组构的研究从微观到超微观,从定性到定量,从单一的优选方位研究向各种类型的组构形迹(包括位错组态)的研究发展.特别引人注目的是,显微构造的研究不仅用来揭示变形岩石的形成环境,变形机制,而且还通过变形参数的测量,定量估算古应力的大小.就目前发展趋势来看,这种测定古应力的方法具有很大的理论意义和实践意义,已经引起国内外地质学家们的高度重视.此外,当前地质学中的物理冶金学方法的研究方向,也逐渐引起人们的兴趣和重视.因此,我们可以这样说:显微构造与组构的研究无论在深度和广度上都在迅速发展,预示不久的将来会有一次质的飞跃.     

构造地质研究中应用x光岩组方法需注意的几个问题

本文简述了x光岩组分析的特点和样品的选择,重点阐述了石英组构特征与岩石整体变形及石英矿物粒内变形的关系。在介绍石英x光极图转换成石英光轴图的方法之后,作者运用实例说明了将x光岩组方法与其它显微构造及组构方法(如费氏台岩组测量)结合起来,可获得更多的信息用于构造地质研究。      

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,     

Post-deformational annealing of calcite rocks

The evolution of microstructure and crystallographic preferred orientation (CPO) during post-deformational annealing was studied on three calcite rock types differing in purity and grain size: Carrara marble (98% calcite, mean grain size of 115 μm), Solnhofen limestone (96%, 5 μm) and synthetic calcite aggregates (99%, 7 μm). Samples were first deformed in torsion at 727 °C at a shear strain rate of 3 × 10^{− 4} s^{− 1} to a shear strain of 5 and subsequently heat-treated at 727 °C for various durations between 0 and 24 h. Microstructures and CPOs were analysed by optical microscopy, image analysis and electron backscatter diffraction (EBSD).All rock types deformed in the dislocation creep field at the same applied conditions, but their microstructures and CPOs after deformation and after annealing differed depending on starting grain size and material composition. In Carrara marble and in the synthetic calcite aggregate, a strong CPO developed during deformation accompanied by dynamic recrystallisation with significant changes in grain size. During annealing, widespread grain growth and subtle changes of CPO occurred, and equilibrated foam microstructures were approached after long annealing times. The CPO is the only feature in annealed samples indicating an earlier deformation phase, although it is not always identical to the CPO formed during deformation. In the more impure Solnhofen limestone, secondary phases on grain boundaries suppressed grain boundary mobility and prevented both the formation of a recrystallisation CPO during deformation and grain size modification during deformation and annealing.     

加载速度对强度和破坏机制的影响

岩体力学实验中,加载速度对岩体力学性质的影响是很重要的。许多岩体力学工作者,利用岩块和模型材料,进行了大量有关室内加载速度对岩体力学性质影响的研究,为室内岩块力学试验和野外原位岩体力学试验选取合理加载速度提供了依据。目前,基本上从应变速率和应力速率两方面去研究加载速度对岩体力学性能的影响。这两方面的研究都认为随着应变速率和应力速率的增加,岩块和岩体的强度、变形模量也相应增加,不同的是峰值强度以后的破坏后效不同。     

一种常见的岩体结构——板裂结构及其力学模型

岩体结构观念的提出对岩体工程地质和岩体力学的研究具有重要意义。岩体结构类型划分方案已经提出了许多,已有的岩体结构划分原则主要是岩体破碎程度。谷德振、孙玉科等曾提出过岩体结构基本单元是:结构面和结构体。1977年底谷德振教授曾提出过,碎碎带应作为一种岩体结构单元问题,没有引起人们的重视。     

温家山莲花状构造及其岩体工程地质力学特征

地质力学在工程地质学上的应用有着广阔前景。本文在分析温家山莲花状构造体系的基础上,应用岩体工程地质力学的方法,分析和讨论了该体系内岩体结构的形成、分布和力学特征及其岩体工程地质力学条件。     

大理岩常规三轴压缩下强度和变形特性的试验研究

通过在伺服试验机上对中、粗颗粒大理岩进行常规三轴试验,基于试验结果,研究了两种颗粒大理岩的强度和变形特性。结果表明,低围压时岩样内部材料并未均匀化,岩石表现为应变软化特性;而高围压时岩样内部材料强度由低到高逐渐屈服,变形趋于均匀,岩石出现塑性流动特性。岩石的峰值应变与围压显著成正线性关系;中颗粒和粗颗粒岩样之间确实存在差异,但内摩擦系数可以表征材料力学性质,与粒径没有关系;岩石残余强度对围压的敏感性显著高于峰值强度。     

方解石多晶集合体的高速率简单剪切变形实验研究

本文介绍了方解石多晶集合体在高应变率(373S^-1到1507S^-1)下简单剪切变形实验,结果表明,破裂形式和应变率有关,随着应变率的增加,从晶间微破裂为主变为晶内微破裂和粉碎为主。     

南天山北缘麻粒岩残迹与辉石相韧性变形研究

对新疆北部南天山北缘蛇绿混杂岩带中麻粒岩的岩石学、矿物学、岩石化学、矿物化学、稀土元素地球化学特征及辉石相韧性变形构造的研究表明,榆树沟麻粒岩的共生矿物组合为透辉石-次透辉石-紫苏辉石-石榴石-斜长石,属基性岩类暗色麻粒岩,以低硅高钙为特征,稀土总量低,轻稀土与铕弱亏损,反映高温高压熔融环境和岩浆分异差的特点。麻粒岩及超镁铁岩中的辉石经历了强烈的韧性剪切变形作用,不对称辉石残斑系、动态重结晶辉石亚颗粒集合体、辉石变形双晶纹、鱼尾构造、核幔构造等显微韧变构造广泛发育。宏观和微观运动学分析揭示了一期从南向北的推覆构造。麻粒岩的形成与早古生代大陆地壳拉伸作用有关,辉石相韧性变形则与早古生代末南天山边缘海的挤压关闭和推覆逆冲有关。     

Cataclastic deformation of geological materials in matrices of differing composition: I. Pebbles and conglomerates

Spheres and clylinders of various rock types were embedded in a matrix of crushed rock and the combined samples were then deformed by applying uniaxial compressive loads of up to 4.5 MN. Under these conditions, large confining pressures are built up in the centre of the samples; thus the granular matrix is compressed into relatively hard rock and the objects experience flattening and stretching strains of up to 30%. The rock types used for the objects ranged from weak sandstone and shale to very strong quartzite; matrix materials were crushed adamellite, marble and a marble—salt mixture. The experiments were designed to investigate the relative deformation of the objects and the composite samples and, in particular, the effect of the ductility contrasts (or complete differences) between the objects and the matrix.Spheres and cylinders with a length/diameter ratio of unity are called “pebbles” in the paper. They experience a homogeneous flattening during compression and the ductility contrast controls the load at which yielding occurs and the relative rates at which a pebble and the surrounding matrix deform. The changes in shape of pebble and sample are related linearly and the slope of the straight line graph gives a quantitative estimate of the ductility contrast ; in this way a table of ductility contrasts for the various rock types has been constructed and the relative responses of different pebbles in a granular matrix are nicely illustrated in an artificial deformed conglomerate.Cataclasis is the dominant mode of deformation and much of the large finite strain induced into the objects occurs at surprisingly low applied loads. This suggests that deformed pebbles in natural rock need not necessarily have deformed as a result of tectonic pressures but could have changed shape during diagenesis of the host rocks.     

Single-layer folding in marble and limestone: An experimental study

Folding experiments have been carried out on single-layers of Carrara marble and Solnhofen limestone at a confining pressure of 275 bars, temperature of 400°C, and strain rates of 5.5×10⁻⁷ to 8.2×10⁻⁷. The marble and limestone layers were embedded in a rock-salt matrix and in a matrix of a mixture of 60% fine-grained halite and 40% fine-grained calcite, respectively, and deformed to different percentages of bulk shortening. Aspect ratios of the layers varied between 11.25 and 15. The stress-strain relationship reveals that strain increased with a very small increment in compressive stresses, once folding was initiated.With progressive deformation the bulk strain is compensated by folding along one fold hinge. The resulting folds are concentric and a combination of class 1a, 1b and 3 type. The changes in the arc length, layer thickness, limb dip and wavelength with progressive folding in marble layers, are discussed.The microstructure and texture of the folded marble and limestone layers have been investigated optically and by means of an X-ray texture goniometer. The inner fold arc exhibits a strong preferred orientation, whereas in the outer fold are the preferred orientation is poorly developed. Differences in the fabric in medium-grained marble and fine-grained limestone layers have been attributed to the difference in mechanism of deformation.     

河北夏家沟震旦纪页岩中可提取有机质的研究

前寒武纪占了地球地质历史的八分之七,其地层中有机质的研究,是一个十分重要的领域。它主要包括两个方面的意义:一方面在于追踪地球早期历史的生物演化,企图为了解地球上生命起源和早期生命的特点提供信息;另外在于对前寒武纪、特别是晚前寒武纪地层中石油的兴趣。六十年代,G. Eglinton和M. Calvin提出了“化学化石”的概念。“化学化石”也叫做分子化石或“地球化学化石”。