中国大陆科学钻探（CCSD）主孔100-2000m区间磁化率的变异特征及其地质意义

对中国大陆科学钻探主孔100—2000m区间岩心样品磁化率与钻孔原位测井磁化率进行系统时比研究。结果表明,控制岩石磁化率的主要因素是岩性和退变质作用,其中蛇纹石化石榴石橄榄岩的磁化率最大,样品平均磁化率为86．277×10-3SI,正片麻岩,退变质榴辉岩,榴辉岩,副片麻岩次之,角闪岩的磁化率最小,样品平均磁化率为1．698×10-3SI。不同退变质程度榴辉岩的磁化率特征具有明显的差异:中-强程度退变质榴辉岩由于退变质过程所产生的磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿,其磁化率最大;随着退变质作用的进一步加剧,这些磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿被完全分解,导致完全退变质榴辉岩的磁化率最小;新鲜榴辉岩的磁化率介于两者之间。在该深度区间,约70％岩心样品磁化率与测井磁化率的比值小于4．0,其中以<2．0为主,相同岩性岩石(如榴辉岩,退变质榴辉岩和副片麻岩)磁化率的比值随深度变化较小。岩心样品磁化率和测井磁化率之间的欧氏距离位于3．0-6．4范围,且随深度变化不明显,如在100～600m和1500～2000m两个深度范围的欧氏距离分别为3．0-5．2和3．2～5．3,表现出相似的变化特征,显示了在此区间深度范围内,地层压力对磁化率的基本没有影响。     

大陆岩石圈流变学研究的发展现状与前景

板块构造登陆导致大陆动力学的兴起,但大陆动力学迄今在理论上尚无长足发展,究其原因是大陆构造的复杂性,这一复杂性取决于大陆岩石圈复杂的流变学结构(纵向分层和横向不均一)。因此,大陆岩石圈流变学研究是大陆动力学的核心,并成为发展大陆动力学、完善板块构造理论的关键研究领域,同时对构造地质学学科发展具有推动作用,并在资源形成和地震机理方面具有实际意义。本文在阐述了岩石圈流变学的发展与现状的基础上,较详细分析了大陆流变学的核心内容:大陆岩石圈流变学结构特征,大陆物质的本构方程及大陆流变学特性对大陆变形与构造演化的影响。本文还总结了我国开展大陆流变学的基础和条件,对未来研究进行了展望:1)形成常态的多尺度-多手段-多学科-多部门的联合研究;2)缩小量子力学和岩石/矿物流变结构研究间的差距; 3)从全球尺度物质流动着手,构建以流变学为基础的大陆动力学模型。     

西藏罗布莎地幔橄榄岩变形显微构造特征及其地质意义

地幔橄榄岩是罗布莎蛇绿岩的主要组成成分之一,通过显微构造特征可对其变形特征进行分析,确定流变学参数,探讨地幔橄榄岩的变形历史。以蛇纹石化程度较低的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为研究对象,橄榄石位错特征研究显示,本区橄榄石主要发育了低温常见的直线型自由位错,局部可见位错弓弯、位错环、位错壁等高温位错,反映罗布莎地幔橄榄岩变形以低温塑性流变为主,局部经历了高温塑性流变,主导变形机制为位错蠕变。橄榄石自由位错统计结果表明,二辉橄榄岩中的橄榄石自由位错密度为4.422×107/cm2,方辉橄榄岩中的橄榄石为9.137×107/cm2,变形过程中所受差异应力分别为65MPa和93MPa。橄榄石和斜方辉石显微组构测量采用了电子背散射衍射技术(EBSD),分析结果表明,橄榄石均发育A型组构,为浅部地幔常见的组构类型,该结果与金刚石、柯石英等超高压矿物所指示的形成深度不一致。     

Walker型28 GPa多面砧压机及其在地球科学中的应用

高温高压实验是除地球物理和地球化学方法之外, 研究地球深部物质和性质的重要手段之一.多面砧压机是广泛使用的高温高压实验设备, 主要用来研究上地幔温压范围内的实验岩石学和矿物相变动力学等问题.主要介绍中国地质大学(武汉)地球深部研究实验室新引进的Walker型28 GPa多面砧压机的原理和结构、压力标定方法和常用的压力标定材料, 并根据金属铋在2.55和7.7 GPa(25 ℃)的结构相变, 以及石英在3.2 GPa、1 200 ℃向柯石英的转变对多面砧压机18/12装置(八面体传压介质边长/碳化钨截角边长)进行了压力标定, 该装置可实现的最高压力和温度约为8 GPa和2 000 ℃.最后还探讨了高温高压实验在地球科学中的应用.      

地幔转换带520 km地震不连续面及其成因

前人研究表明410 km和660 km地震不连续面分别由橄榄石向瓦兹利石相变和后尖晶石相变引起。但对520 km地震不连续面(简称D520)的研究相对较少,对其成因的解释还存在很大争议。橄榄石中瓦兹利石-林伍德石相变以及CaSiO₃钙钛矿的出溶反应被广泛认为是D520的相变成因。辉石相变为尖晶石+斯石英组合也曾被认为是D520的可能成因。1 400 ℃条件下对MgSiO₃辉石相变的实验研究,结合前人对橄榄石相变的研究成果,计算了方辉橄榄岩在1 400 ℃、18 GPa条件下因辉石-瓦兹利石+斯石英和瓦兹利石-林伍德石相变引起的密度增量和波速增量,发现俯冲方辉橄榄岩中辉石的相变对520 km深度的密度增量和波速增量有很大的贡献,有助于形成D520。此外,在探讨D520的成因时应综合考虑地幔转换带中温度,水以及矿物间Fe、Mg、Ca等主量元素分配等因素的影响。      

大别山超高压榴辉岩流变强度——评论与答复

1　评论在阅读了《地球科学》2 0 0 1年第 6期中金振民等[1 ] 的关于榴辉岩高温高压下流变实验的文章后 ,觉得有几个问题值得向作者请教 .( 1 )实验样品是否达到了晶体塑性变形的稳态蠕变状态 .确定流变强度的重要标准是实验样品是否达到了稳态蠕变状态 .虽然 ,从应力 /应变曲线看 ,多数样品似乎达到了平坦的曲线 ,但从该文中所附的显微照片 (原文图 2 )看不出反映稳态流变的构造特征 .变形前后的显著变化有 :①粒度明显增大 ,绿辉石和石榴石的粒度达 1 0 0～ 1 5 0 μｍ ,为原样品的2～ 3倍 .(中、英文版的同一ＧＢ1 92照片所注的比例尺相…     

利用超高压变质岩的P波速度估算地下岩石的热导率

岩石热导率是了解地球内部热传导过程的重要参数之一, 但热导率的测量在室内和野外都比较复杂.如何利用容易获得的岩石物理参数(如超声波速度) 来估算岩石的热导率就显得非常重要.通过对中国大陆科学钻探(CCSD) 主孔655件样品热导率和超声波速度的相关分析, 把样品分为新鲜榴辉岩、退变质榴辉岩、副片麻岩和正片麻岩4类, 并分别建立了利用岩石P波速度估算热导率的计算方程.回归计算表明, 榴辉岩热导率和P波速度之间的相关性较大, 相关系数在0.7左右, 片麻岩显示的相关系数比较小, 在0.4~0.5之间.鉴于样本数量较大, 这种结果足以表明热导率和P波速度之间可以用给定的线性关系来表达.为了检验获得的方程, 在CCSD主孔中选取典型的岩性单元, 利用测得的P波速度估算相应的热导率, 结果显示估算值和实测热导率平均值非常接近, 表明利用P波估算岩石热导率的方程是可行和实用的, 为本区和相似地区大地热流和热结构计算提供了热导率的计算方法和依据, 因而具有重要的岩石物理学和地球物理意义.      

结晶岩中天然气异常的地震响应

通过对中国大陆科学钻探主孔地质及地震反射资料的综合研究,发现甲烷、二氧化碳与氦等气体异常与三分量地震反射带有关,在水平分量剖面上尤其明显．然而,在甲烷等气体异常存在的井段,结晶岩石的孔隙度仅为1％左右,难以说明产生地震响应的原由．主孔岩心地震波速测量结果表明,尽管结晶岩的孔隙度低,其中微裂隙含气会引起地震波速（尤其是S波速度）与饱水岩样相比明显降低,导致充气结晶岩石产生明显的地震响应．据此可以预测,如果中地壳部分岩石因水岩作用孔隙度提高并且充有天然气,中地壳顶部天然气会聚于孔隙度提高的结晶岩中的几率将大于地壳．由于这种会聚会引起低渗结晶岩石S波速度明显降低,地震方法将来可用于探测中地壳的天然气床．     

西南印度洋洋盆演化和岩浆地球化学印迹

西南印度洋中脊(SWIR)平均扩张速率约为14 mm/yr,是全球洋中脊系统的重要组成端元,因其具有慢速-超慢速扩张特征,引起全球科学家的广泛关注。基于前人对SWIR的综合研究成果,从构造和岩浆作用两个角度出发,系统地回顾了SWIR的形成和演化历史,探讨了岩浆的分布特征和地幔不均一性成因。SWIR的形成始于冈瓦纳大陆的裂解,中段洋脊区域(26～42°E)是印度洋最早开启的窗口,历经多次洋脊跃迁和扩展作用形成了斜向扩张展布,多分段的构造格局。地幔热点在冈瓦纳大陆裂解过程中扮演了关键角色,并对SWIR的洋底地貌和岩浆作用具有显著影响,其中Bouvet和Marion热点在SWIR的西段和中段岩浆均留下了地球化学印迹。SWIR西段岩浆除却Bouvet热点影响之外表现出与大西洋-太平洋型玄武岩相似的同位素地球化学特征。在SWIR中段,39～41°E附近的岩浆具有显著的DUPAL异常特征,与冈瓦纳大陆的初始形成、裂解紧密相关。受俯冲改造的中—新元古代的造山带岩石圈地幔拆沉是造成SWIR中段地幔不均一性的重要根源。在SWIR东段,46～52°E区域内的局部岩浆组成异常,推测具有大陆地壳物质混染的成因。而在Melville转换断层以东,洋脊形成时间最晚,玄武岩的地幔源区受到了富集组分的交代作用,其同位素组成与相邻的中印度洋中脊(CIR)和东南印度洋中脊(SEIR)地幔源区具有亲缘性。     

《作者来信》

中国科学（D辑）编辑部:贵刊中文版2001年第31卷12期第969～976页发表了我们的文章,题目为《大洋深俯冲流变性质及其地球动力学意义——来自地幔岩高温高压实验的启示》,该文利用了“Geology”2001年29卷第