神秘的109.4°——共轭变形带的夹角

塑性力学的滑移线理论、Watterson零伸长度理论和最大有效力矩准则均获得共轭变形带的夹角为109.4°。该值与黄金规则相容,然而,滑移线理论的预测值面对伸长方向,与实际不符。零伸长度理论所预测的109.4°,不能解释实际观察到的平面共轭剪切带。根据最大有效力矩准则理论,预测韧性变形域共轭变形带面对主压应力方向或瞬时最小伸长度方向的夹角为109.4°。迄今获得的全部野外观测值和岩石力学实验结果均位于该预测值的±20°范围内,证明最大有效力矩准则的有效性。最大有效力矩准则可解释或求解:1)折劈理的形成,2)大型低角度正断层和高角度逆冲断层的形成,3)地震反射剖面中的鳄鱼嘴构造,4)变质结晶基底的基本构造型式——菱网状韧性剪切带,5)拆离褶皱的形成,6)古主应力和相关的运动学涡度。     

最大有效力矩准则及相关地质构造

摩尔-库伦准则广泛用以说明断裂构造的形成,然而却不能解释自然界广泛分布的大变形。最近提出的岩石变形新理论——最大有效力矩准则,其数学表达式为Meff=0.5(σ1-σ3)L.sin2α.sinα。式中,σ1-σ3代表变形岩石的屈服强度,L为单位长度,α为σ1与变形带间的角度。该准则证明最大有效力矩出现在σ1轴左右54.7°方向,55°±10°区间力矩无显著变化,天然和实验的全部观测值全部位于该区间内。相关地质构造包括:膝褶带、伸展褶劈理、膏盐层中的屈服带、低角正断层、高角逆断层、结晶基底中的菱网状剪切带、地震反射剖面中的鳄鱼嘴构造和前陆盆地中的拆离褶皱等。据该准则可确定有关构造形成时的应力状态和运动学涡度,并扩展说明深俯冲超高压岩石的折返-出露机制。     

楼子店变质核杂岩韧性变形作用的40Ar/39Ar年代学约束

楼子店变质核杂岩以拆离系中韧性剪切与脆性拆离运动学不一致,有别于北美科迪勒拉变质核杂岩。构造分析表明,核杂岩两侧拆离系中韧性剪切具有统一的上盘向北东的剪切特征。采自核杂岩两侧韧性剪切带中的3个黑云母单矿物^40Ar／^39Ar年龄介于126～128Ma之间,西侧韧性剪切带中1个角闪石单矿物^40Ar／^39Ar年龄为134Ma,4个样品的坪年龄与对应的等时线年龄一致。角闪石和黑云母坪年龄记录的韧性剪切作用的时限为126～134Ma,并且显示出韧性伸展的特点。研究表明楼子店变质核杂岩两侧的韧性剪切带形成时间一致并具有相同的运动学,韧性剪切作用是核杂岩形成演化的一个重要阶段,这为核杂岩形成的韧性伸展阶段的约束提供了年代学证据。     

扬子地台西南缘高家村岩体成因：岩石学、地球化学和年代学证据

高家村岩体辉长岩-橄榄岩中矿物组合、矿物结晶顺序及岩浆成因角闪石的普遍出现,指示矿物结晶于富含水的岩浆体系.主量元素Al2O3、CaO与MgO呈明显的负相关关系,表明斜长石并非早期堆晶相.稀土元素含量为5.97×10-6～221.32×10-6,轻稀土元素相对富集,弱-中等程度轻重稀土元素分异,辉长岩-含辉石闪长岩无明显的Eu异常,而橄榄辉长岩-橄榄岩具有较明显的正Eu异常.微量元素中,辉长岩-含辉石闪长岩类具有明显的Nb、Ta、Zr、Hf和Ti负异常,Ba、Sr正异常,同时εNd(t)为0.59～1.86,低于同期的亏损地幔值,与岛弧基性岩浆特征类似.含辉石闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄结果822±8Ma,为新元古代.综合分析认为,高家村岩体应形成于受俯冲带流体改造的亏损上地幔部分熔融.     

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。     

扬子西缘新元古代侵入岩时代、成因及对构造背景的制约——地幔柱还是岛弧?

扬子西缘岩浆岩广泛发育,构成了"康滇地轴"的主体.新元古代岩浆岩尽管在地表上各杂岩体呈独立圈闭的形式出现,但主要的岩石组合与时代都可以对比.按侵入时序和岩石类型,可划分为辉长岩-闪长岩、英云闪长岩-奥长花岗岩和二长-正长花岗岩3个岩石组合系列.     

地幔中的超热柱

R.L.Larson发表在Geology(19,547—550,1991)上的文章提出,地球地幔在120Ma前可能经历了环流中一次强大的震颤,其影响结果在塔希提岛(Tahiti)“超隆”中仍然明显可见。Larson认为,这次震动或许与地核中的事件有关,它引起洋壳物质的突然喷发,甚至可能对当时的全球性气候变暖起了作用。     

最大有效力矩准则及其构造地质学意义

摩尔-库伦准则广泛用于解释断裂的形成。然而却不能说明自然界广泛存在的大变形。一新的变形理论——最大有效力矩准则(MEMC),其数学表达式为:Meff=0.5(σ1-σ3)Lsin2αsinα,式中σ1-σ3为相关岩石的屈服强度,L为单位长度,α是最大主压应力轴(σ1)与变形带间的夹角。该准则证明有效力矩的最大值出现在σ1轴两侧54.7°方向上,其大小在55°±10°区间内无显著变化、覆盖全部自然和实验数据。最大有效力矩准则的主要构造意义为:1可用以确定相关变形构造形成时的应力状态;2在涡度与应变速率保持恒定的条件下,确定相关韧性剪切带运动学涡度(…     

内蒙古阿拉善地区前寒武纪变质基底阿拉善群的再厘定

原划分的阿拉善群包含了时代、成因各异、构造样式有别、变质程度不同的变质地层和变形深成片麻岩体。作为一个岩石地层单元已不合适,应予解体并重新厘定。根据目前的研究,原阿拉善群可划分成3套变质地层单元和两个变形深成片麻岩杂岩。本区最古老的岩石地层单元为迭布斯格岩群,由深变质的变质表壳岩系组成,是区内的基底岩系。初步的锆石SHRIMPU-Pb年代学研究表明,它们形成于27亿年左右,属于新太古代。新建立的巴彦乌拉山岩组主要由变质火山岩组成,是区内的火山岩系。目前获得的年龄为2264Ma和2271Ma,属于古元古代。重新厘定的阿拉善岩群主要由变质碎屑岩和变质碳酸盐岩组成,是陆缘沉积岩系,形成于古元古代晚期或更晚。波罗斯坦庙英云闪长质-花岗质片麻岩杂岩,由早期的英云闪长质片麻岩和晚期的花岗质片麻岩组成。早期英云闪长质片麻岩形成于18亿年左右,晚期的花岗质片麻岩大致形成于古生代期间。毕及格台花岗闪长质片麻岩杂岩主要由角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩等组成,初步的同位素年龄测定结果显示它们的主期形成于8￣10亿年的晋宁期。     

扬子地台西缘结晶基底的时代

对扬子地台西缘结晶基底变质地层以及岩浆片麻岩中变质地层残片或包裹体中锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄研究表明,在康定地区辉长–闪长质片麻岩中,表壳岩包体—糜棱岩化的长英质片岩和宝兴地区黑云斜长角闪岩的年龄分别为816±8.6 Ma和826±13 Ma,代表了它们的原岩——酸性火山岩和火山凝灰岩的形成年龄;泸定地区变质岩层中长英质糜棱岩和斜长角闪岩的年龄分别为816±9 Ma和818±8 Ma,代表了中性火山岩和基性火山岩的形成时代;茨达地区斜长角闪岩和角闪黑云斜长片麻岩的年龄分别为830±7 Ma和827±10 Ma,代表了其原岩火山–沉积建造的形成时代。以上数据表明,所谓的结晶基底都是新元古代的产物,在形成时间上与盐边群、盐井群等褶皱基底的相一致,只是变质程度上略有差异。因此该区并不存在古老（太古宙—古元古代）的结晶基底。