扬子地台西缘康定群的再认识：来自地球化学和年代学证据

康定群(康定杂岩)在扬子地台前寒武纪地质研究中具有非常重要的意义,但对其具体的形成时代存在不同认识。本文选择位于德昌茨达—大六槽之间康定群咱里组中斜长角闪岩、斜长片麻岩和花岗质片麻岩进行了较为系统的岩石学和地球化学研究。斜长角闪岩的主、微量元素主要具有N-MORB特征,一个斜长角闪岩样品的地球化学特征介于E-MORB和OIB之间,而斜长片麻岩地球化学具有岛弧岩浆特征。斜长角闪岩的εNd(t)为 3.65~ 12.65,具有亏损地幔岩浆特征,综合分析认为其形成于弧后盆地环境,与盐边群类似。斜长角闪岩和斜长片麻岩的离子探针(SHRIMPⅡ)定年结果表明,康定群玄武岩的形成时代约为830Ma,为新元古代,同时经历了约700Ma的变质作用。本文研究不支持扬子地台西缘存在新太古代—古元古代的古老结晶基底,同时研究表明扬子地台西缘新元古代为岛弧环境。     

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.     

用动态重结晶石英颗粒的分形确定变形温度及应变速率

韧性变形岩石中动态重结晶石英颗粒边界形态具有自相似性，表现出分形特征。动态重结晶石英颗粒边界的分形维数随温度的升高而减小，随应变速率的增加而增大，可作为韧性变形温度及应变速率的标度计。适合重结晶石英边界分维值的计算方法有封闭折线法和面积周长法。鲁西青邑韧性剪切带中糜棱岩动态重结晶石英颗粒边界具有自相似性，分维值为1.228～1.326，初步估算出古应变速率为10     

三维参照变形及应变相研究评述

三维参照变形和应变相是最近构造地质学领域中取得的重要进展,三维参照变形是理想化的三维变形分类,每一参照变形是共轴级分（拉伸、压扁或纯剪）和与其垂直的简单切组分同时作用的产物,三种可能的面理取向和三种可能的线理取向的不同组合构成六咱应变相,三维参照变形和应变相研究证明糜陵面理未必平行剪切带,可与剪切带斜交,甚至垂直,线理未必与剪切方向一致,可与剪切方向斜交,甚至垂直,出现横向面理时,剪切指向标志位于该面理内,出现横向线理时,剪切指向出现在与线理垂直的ａｃ面理内,三维变形分析不公可解决三维分析难以解释的横向面理和线理,而且可确定共轴组分的类型及其与单剪组分的结合方式。     

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。     

扬子地台西缘新元古代TTG的厘定及其意义

对原划为新太古代古元古代康定杂岩的雅江桥片麻状奥长花岗岩、花滩奥长花岗岩和磨盘山花岗岩的地球化学分析表明,其具有低Mg#、Na2O>K2O,轻重稀土元素强烈分异,无或略具微弱的负Eu异常,低YbN、Cr、Ni、V、Nb、Ta、Ti,高Ba,Sr变化较大,与TTG类似。雅江桥奥长花岗岩的SHRI MP锆石U-Pb年龄测定结果为778±11Ma。初步认为本次工作所选的康定杂岩为形成于新元古代的TTG花岗岩。结合TTG的形成环境和前人研究成果,认为扬子地台西缘新元古代花岗岩是板块俯冲环境体制下玄武质洋壳部分熔融的产物。     

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。     

呼和浩特变质核杂岩伸展运动学特征及剪切作用类型

叠加于大青山晚侏罗世大型推覆体之上的呼和浩特变质核杂岩具有与经典变质核杂岩相似的几何形态和构造组成.核杂岩表现为多重拆离,南翼主拆离断层系控制了山前坡地地貌,北翼拆离系发生褶皱并呈分叉状.糜棱状岩带中的线理、面理和拆离断层面及其擦痕等构造要素产状协调一致,宏观同向伸展褶劈理(C‘)产状与拆离断层一致,少数已扩展为断层;显微C‘具有与宏观C‘相似的特点,为同向伸展褶劈理扩展为低角断层提供了显微尺度依据.运动学标志,如不对称褶皱、不对称布丁、不对称眼球、S-C组构、石英条带斜交面理以及C‘等,指示核杂岩拆离系发生了褶皱并且具有相同的上盘向南东的剪切运动.     

山东新泰孟家屯岩组锆石特征及其年代学意义

本文借助于离子探针技术(SHRIMPⅠ)，对孟家屯岩组的石榴子石石英岩、含十字石石榴黑云母片岩、斜长角闪岩，以及孟家屯岩组的围岩条带状黑云斜长片麻岩(原岩为英云闪长岩)等进行了锆石年代学测定，并结合阴极发光和背散射电子图像反映出的锆石形态和微区特征，得出不同锆石微区的年龄。经分析有几组年龄值，分别为：2742Ma和2717Ma，2695Ma，2642～2620Ma。结合笔者其他的研究分析，它们分别代表孟家屯岩组源区岩石年龄、英云闪长岩的侵入年龄、变质作用年龄。在此基础上，较为完整的论述了孟家屯岩组演化历史。本文的同位素年代学资料为鲁西孟家屯岩组最新的资料，尤其是首次获得了孟家屯岩组准确的源区岩石年龄，并且准确地限定了孟家屯岩组的形成时代。对研究孟家屯岩组，以及泰山岩群和整个鲁西的地质演化历史有重要的意义。