论韧性剪切带研究及其地质意义

系统研究韧性剪切带变形岩在天然强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序、微量元素迁移的动力控制、稀土元素配分变化和变形矿物晶体化学变异的应力制约等构成了当代韧性剪切带研究的前沿课题,也是当前糜棱岩岩石地球化学研究难点和精华所在。其研究成果将对动力成岩（成矿）机理的认识有重要的突破,具有重要的理论意义和潜在应用价值。对韧性剪切带及其变形岩石的研究现状和研究意义进行系统的综述,提出了未来韧性剪切带及其糜棱岩的研究方向和目标: ①系统研究糜棱岩中主要造岩矿物组合及其变形特征,计算剪切变形岩石的应力—应变参数,搞清韧性剪切带所处的应力应变环境;②系统研究韧性剪切带岩石在天然分强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序问题;③系统研究剪切变形作用过程中岩石化学组成的微量和稀土元素变化,讨论强变形条件下岩石中微量元素活化和迁移规律,深入探讨微量元素迁移的动力控制,包括稀土元素配分变化的应力制约以及应变矿物晶格化学变化行为及其对其寄主的变形岩石元素（组分）在应变过程中迁移变化的制约和影响;④从理论上探讨天然强剪切应变条件下岩石中组分活化、转移与应力（应变）的因果联系,为深入探讨韧性剪切带动力成岩（成矿）作用提供理论的科学依据,为探讨中、下地壳中韧性剪切带的形成和演化提供科学依据（如韧性剪切带金的富集）,同时为韧性剪切变形作用条件下成岩、成矿地球化学作用提供理论和实验依据;⑤现代分析技术如激光同位素原位分析以及激光ICP MASS分析技术对研究变形域内的岩石（矿物）的元素和同位素的活化迁移规律,对深刻揭示糜棱岩化过程中的元素活化迁移机制提供更高质量的地球化学证据具有重要的作用。     

龙滩水电站泥板岩剪切流变力学特性研究

利用岩石剪切流变仪,对龙滩水电站泥板岩进行了剪切流变试验,分析了泥板岩剪切位移随时间的变化规律,探讨了不同应力状态下剪切流变速率的变化趋势,讨论了岩石剪切强度随时间的变化规律。将非线性流变元件(NRC模型)与西原模型串联起来,建立了新的能够描述加速流变特性的岩石非线性流变模型。采用泥板岩剪切流变试验曲线,对建立的黏弹塑性剪切流变模型进行了辨识,获得了岩石黏弹塑性剪切流变模型的材料参数,流变模型与试验结果的比较显示所建模型的正确性与合理性。     

郯庐断裂带南段桴槎山韧性剪切带糜棱岩的变形条件和组分迁移系

本文对郯庐断裂带南段主干断裂典型的韧性剪切带进行了系统的剖析。从糜棱岩塑性变形的亚颗粒化、动态重结晶和矿物成分特征及岩石组分迁移变化等入手进行系统的研究工作，计算了岩石形成的温度、压力和流动应力和流变速率参数；模拟计算了岩石在剪切变形作用下的体积亏损及组分迁移的量值，探讨了变形－变质及流体的相关关系     

构造应力对元素分配的控制作用——以焦家金矿床为例

在成矿过程中,构造应力与元素的迁移富集有着密切的关系。本文以焦家金矿床为例,在分析矿区构造应力特征的基础上,通过代表性剖面研究,探讨构造差应力与成矿元素在空间及成因上的关系,认为构造作用和成矿元素的分配是同步发生的,构造作用不仅使断裂带内的岩石强烈破碎及糜棱化,而且促使岩石的物质组成重新分配与调整,使得分散的成矿元素发生活化、迁移。由于构造动力的控制作用,成矿元素在不同构造岩相带表现出了相似而略带差异的地球化学行为。      

吉林省四平山门银金矿成因机理及成矿模式

奥陶系上统矿源层残存在花岗岩内。矿源层历经三次花岗岩的高温、高压气热流体的渗透，其银、金元素迁移再富集，丰度约是同类岩石Ａｇ的７倍，Ａｕ的３倍。发育在上述地质体内的剪切带活动时产生的富温、高压及的气水热液萃取其银、金元素向邻侧低温，低压扩容空间迁移富集成矿。     

韧性剪切带中物质组分迁移集散的一种可能机制

<正> 韧性剪切带中物质组分迁移集散的一般解释是:由于岩石破碎变形,带内流体活动增强;在水—岩作用过程中,流体与变形岩石之间产生物质组分交换和重新分配。但各元素发生迁移的一个前提条件是:在韧性剪切作用的物化条件下,其地球化学性质是活泼的。本文对武夷山隆起带黎川茅店韧性剪切带中物质组分的迁移规律进行了初步研究,结果表明,P_2O_5、Fe_2O_3、灼失量和V、     

构造动力成岩成矿作用的实验研究

采用高温高压岩石蠕变实验装置,对实际的岩石进行高温高压变形实验,通过观察和测试样品组构和成份的变化,考察一定温压条件下,岩石的构造变形所带来的物质组分的迁移和聚集,探讨构造动力控制成岩成矿作用的机理。实验结果表明:伴随构造变形,物质组分迁移 主要可归纳为三种类型:1)塑性或韧性流动;2)扩散与化学反应;3)热液携带。在实验后的样品中观察到:黄铣矿通过韧性流动沿韧性剪切带,韧性挤压带和韧性扭曲构造带的迁移和富集;斜长石和黑云母发生矿物成份和矿物相的转化。在实验变形过程中,Cu,Pb,Zn等成矿元素易于活化迁移,从高压区迁向低压区,K,Na,Ca,Mg等成岩元素也易活化迁移,但规律不明显,Fe,Co,Ni等元素对花岗岩样品不易活化迁移而对矿石样品则易迁移。上述实验结果对探讨成矿规律具有非常重要意义。     

岩石流变力学的研究现状及其发展方向

从岩石单轴压缩流变试验、多轴压缩流变试验、拉伸断裂流变试验、岩体及结构面的剪切流变试验、以及流变试验中的各种影响因素等来评述岩石流变试验的研究进展。同时从经验模型、元件模型、损伤断裂模型、基于内时理论的流变模型以及弹粘塑性模型等来对岩石流变本构模型的发展进行了回顾。最后, 指出复杂应力路径下岩石的非线性流变、水力-应力耦合情况下的岩石流变、考虑各向异性的岩石流变等方面是今后需要进一步深入研究的问题。      

赵家堡子金矿矿床成因及其找矿标志

赵家堡子金矿位于猫岭-卧龙泉金矿化集中区,是典型的中低温热液矿床。通过区域变质作用,使岩层中的Au、Ag等成矿元素活化,随着变质热液运移到有利的构造部位初步富集;通过应力作用,使岩石发生塑性变形,形成了北西向的韧性剪切带。同时,使Au、Ag等成矿元素再次活化转移、富集;通过后期构造岩浆的大面积侵入,形成了叠加在韧性剪切带之上的北西向韧-脆性断裂和北东向的脆性断裂,同时宏大的热源使地层中的Au再次活化、迁移、富集,同岩浆所带来的大量成矿物质一起在有利的构造部位富集成矿,是本区金矿的主要成矿阶段。     

北淮阳构造带老湾金矿区构造与成矿作用的关系

通过对北淮阳构造带内老湾金矿区构造变形过程中的物质迁移、流体变化及其与成矿关系的初步研究,提出老湾金矿是一受韧性剪切带控制、与岩浆作用有关的构造蚀变岩(-岩浆热液)型金矿床。在龟山—梅山断裂带的韧性推覆、右行走滑、脆性变形3阶段过程中,金元素随差应力和流体变化存在不同的变化。在韧性变形阶段,水/岩比值相对较低的变质热液作用使金元素发生初步富集;在脆性变形阶段,岩浆活动和强烈的水 岩相互作用使金元素富集成矿。因此老湾金矿区构造蚀变岩型金矿床是一经历了早期韧性变形(低水/岩比值)和晚期脆性变形(伴随岩浆活动、高水/岩比值)两阶段金元素富集的成矿过程的产物。     

西藏邦铺矿区花岗岩剪切流变本构研究及其开挖边坡长期稳定性分析

岩体的破坏主要是沿着破坏面滑移的压剪破坏,对西藏邦铺矿区花岗岩岩样进行不同法向应力下的剪切流变试验。通过分析其剪切流变试验曲线,并基于Burgers模型,引入了一种改进非线性牛顿体黏壶,进而提出了一种改进的Burgers剪切流变模型,并利用该流变模型辨识的参数,应用于西藏邦铺矿区开挖边坡长期稳定性分析。结果表明：（1）改进的Burgers剪切流变模型,能够很好地拟合岩石流变的3阶段,对加速流变阶段的拟合结果很理想,具有较好的实用性;（2）开挖边坡稳定性分析时,考虑流变长期作用后,开挖边坡中部台阶区域位移变大,应力也发生变化,应加强该区域的支护和预警措施。     

构造应力对焦家金矿床的成矿控制

通过对典型金矿成矿动力学研究 ,探讨了成矿元素活化、迁移、富集的规律 ,认为 :( 1 )早期的韧性剪切活动使断裂带处于高应力、高能量区 ,原有的物质平衡被破坏 ,成矿物质重新分配 ,Au、 Ag等成矿元素并没有在此发生富集 ,反而发生贫化 ;( 2 )晚期的韧脆性—脆性活动使断裂带处于一个相对低应力、低能量的开放环境 ,Au、Ag等成矿元素随成矿流体从围岩或深部运移到断裂带 ,并在此富集成矿。     

大别造山带东缘韧性剪切带中构造岩的构造地球化学分析

安徽省桐城市挂镇（挂车河镇）地区出露郯庐断裂系（北北东-北东向）和大别构造系（近东西向）的韧性剪切带,变质温度分别为400 ℃～450 ℃和600 ℃～700 ℃,均发育镁铁质和长英质构造岩,是研究不同变形条件下岩石中元素活化迁移规律的理想对象。质量平衡计算表明长英质剪切带在韧性变形过程中,大别构造系体积基本不变,郯庐断裂系体积亏损且随变形程度的增强而增加,镁铁质性剪切带在脆-韧变形过程中体积增加。长英质构造岩的稀土和微量元素变异远弱于镁铁质构造岩,长英质构造岩基本继承了原岩的特征而镁铁质构造岩与原岩的差异显著,长英质和镁铁质混合的构造岩主要显示镁铁质组分的迁移规律。长英质构造岩的元素迁移种类和迁移率与变形程度和变质温度正相关,其中体积亏损变形的郯庐断裂系表现为重稀土中等迁出、中稀土几乎未迁移和轻稀土微弱迁入,等体积变形的大别构造系为稀土元素迁入,轻稀土、中稀土和重稀土的迁移率依次增加。镁铁质构造岩的稀土元素迁移表现为轻稀土强烈迁入和重稀土中等迁出。体积变化不是元素变异的主因,在原岩和矿物蚀变制约的基础上,元素迁移受到岩石流变分异作用和热液渗流作用的双重作用,低温时以渗透流体作用为主,而高温时岩石流变分异作用增强。     

大陆动磁变化对成矿元素富集的影响——以吉林夹皮沟矿集区为例

多次交变的应力引起岩石磁性的变化称之为动磁。本文以吉林夹皮沟矿集区为例,通过磁力与成矿元素之间吸引或排斥关系,应力与岩石磁化率和应力与岩石剩余磁化强度等变换规律,探求大陆动磁变化对成矿元素富集的下列影响。1)当铁矿层或磁铁石英岩层褶皱时,金元素易在磁铁矿含量高、动磁强度大的部位(即褶皱转折端或两翼)富集。2)对非铁磁性介质,构造透镜体中的含金性既与低压区有关也与高压区有关,两者共性是沿磁能加大的方向有利于金元素的富集。对含矿围岩则相反,岩石磁性强、弱与岩石含金量呈反比。3)流体内非铁磁性物体动磁的变化对成矿元素富集的影响,主要表现在物体的总力—位移—剩磁—运行轨迹—成矿元素分异和富集的对应关系上。4)大陆动磁频度变化对成矿元素富集的影响,反映为同一构造带大陆碰撞频度与动磁强度呈反比,元素富集不明显;而不同方向构造叠加的频度与动磁强度呈正比,有利于元素富集。这些影响将拓宽和加大大陆动力学与成矿作用间的研究内容和深度。     

剪切蚀变与物质迁移及金的富集——以胶东矿集区为例

运用定量计算和计算机模拟与传统地质学相结合的方法, 研究胶东矿集区中剪切构造变形和围岩蚀变与物质迁移及金矿富集的相互关系.结果表明, 在剪切-蚀变作用过程中, 各种物质组分发生了不同程度的迁移, 存在较大的流体/岩石比值, 体积应变为增加型.成矿作用发生的最主要原因是剪切挤压-拉张构造作用引起的成矿元素活化→运移→富集.成矿早期, 形成以包体金为主的贫矿石; 成矿晚期, 形成含裂隙金和多金属细脉的富矿石.      

高温高压下成矿元素运移聚集模拟实验

通过不同温度和压力下岩块受力变形的模拟实验,证实了岩块受力变形导致成矿元素的迁移和富集,发现了高温高压下不同元素在同一温压条件下和同一元素在不同温压条件下具有不同的迁移和富集规律。实验表明,构造应力对许多内生金属矿产的形成、矿产中成矿元素的分带现象等都具有十分重要的作用。      

滇东南地区微细粒金矿成矿讨论

基于滇、黔、桂"金三角"区微细粒型金矿地质特征及地质背景,立足于因果关系的分析方法,以区域地层、构造、岩浆作用、变质作用、岩石地球化学特征、金赋矿层位、容矿岩石、不整合构造、蚀变作用等作为基础,对金矿物质来源、成矿物质迁移、富集条件展开了讨论,类比推理了古风化壳对岩石中的微量成矿元素的初始富集及在成矿中的作用.     

藏东洛隆纳县多弄地区辉绿岩初步研究

初步分析了纳多弄地区辉绿岩的岩石地球化学特征。研究区辉绿岩为钙碱性系列,总体低TiO2。部分样品Sr元素相对亏损,中等负Eu异常,大离子亲石元素(LILE)相对富集,轻稀土(LREE)相对富集,而其余样品无Sr,Eu异常,无大离子亲石元素(LILE)及轻稀土(LREE)富集。据岩石地球化学对比结果,认为其兼具MORB与OIB特征。结合班公湖-怒江洋盆构造演化历史,纳多弄辉绿岩应是班公湖-怒江洋盆向南的俯冲作用在冈瓦纳北部陆缘形成的弧后扩张盆地环境的产物。     

韧性剪切带内的流体与岩石相互作用研究进展

构造变形与流体联合控制成矿作用的机制是矿床学界关注的热点问题之一。作为大陆岩石圈中的应变局部化带,剪切带中一般都渗透着大量流体,流体与岩石的相互作用及其化学效应和物理效应,导致了矿物化学不平衡和组分的迁移,引起岩石化学成分重新调整。文章通过对韧性剪切带内的流体作用、剪切带内的成分与体积变化、剪切变形与成矿模拟实验总结,讨论了剪切变形过程中的力学-化学作用、剪切构造应力和流体在构造成岩成矿过程中的行为。因此,要加强构造应力对温度、岩石物理性质、地球化学相平衡和水岩体系的相关参量方面影响的综合研究。      

岩石拉伸剪切破裂试验研究

岩石拉伸剪切破裂是一类特殊应力状态条件下的破裂形式,属于同时受垂直于破裂面的法向拉应力和平行于破裂面的剪应力作用的复合破裂模式。在研制的DSC-800电液伺服测控岩石拉伸剪切试验仪的基础上,进行了大量花岗闪长岩和砂岩的拉伸剪切试验,开展了配套的破裂断口三维激光扫描、扫描电子显微镜（SEM）、岩石物理力学性质试验、颗粒流离散元（PFC）数值模拟等相关试验,利用分形理论研究了岩石拉剪破裂面特征,研究了岩石拉剪-压剪全区破裂准则、剪切速率对岩石拉剪破裂强度的影响,采用颗粒流离散元研究了岩石拉剪破裂过程。研究结论如下:（1）岩石拉剪破裂面的宏观与微观分形维数即粗糙度随着拉应力的增加而增大;（2）岩石的微观断裂形式是拉伸破坏和剪切破坏的结合。当拉应力较小时,岩石的微观断裂形式主要表现为剪切破坏,并且随着拉应力的增加,岩石的拉伸破坏形式表现得更加明显;（3）岩石在拉伸剪切区的破裂拉应力与剪应力成线性负相关关系,在拉伸剪切应力区的岩石破裂线斜率比压缩剪切区大,岩石在拉伸剪切应力条件下比压缩剪切应力条件下容易破裂;（4）在岩石拉伸剪切条件下,剪切速率与剪切强度成非线性反相关关系,随着剪切速率的增加,岩石拉剪破裂面粗糙度增加;（5）建立了岩石拉伸剪切PFC数值试验模型,模拟了岩石拉伸剪切破裂过程中的力链演化以及剪切速率对拉剪破裂面粗糙度的影响,获得了与实验室试验一致的结果。