初论韧性断裂构造形成时限的研究方法

韧性断裂构造形成时限的研究自提出以来得到了一定程度的发展,目前的研究方法主要有反应速率法、扩散速率法和应变速率法3种。最近的研究表明,对同一韧性剪切带,应变速率法和有限应变测量法所得构造形成时限均以10⁴a为数量级,并且均随着糜棱岩化程度的增加而逐渐减小;不同韧性剪切带的构造形成时限也均以10⁴a为数量级,其差异是由构造动力学条件不同引起的。利用应变速率法所得构造形成时限具有较好的内部一致性,这在一定程度上表明利用应变速率法测定构造形成时限是可行的。在超薄片厚度、不活动组份、糜棱岩化温度和最适用古应力计等的确定上目前仍存在争议。文中还对体积因子和糜棱岩化程度等对求算构造形成时限的影响以及构造形成时限的发展方向进行了深入讨论。构造形成时限研究整体来说仍处于探索阶段,目前只能达到半定量的程度,有待进一步的深入细致的工作,同时也有待于显微构造地质学、构造岩石学等相关学科的进一步发展。     

韧性构造地质事件时 限的确定——一种构造物理定年方法探索

韧性剪切带活动时限（持续的时间）的研究,可以为相关地质事件提供重要的制约条件。由 于直接测定韧性构造事件的时限尚没有一种成熟的方法,本文试图依据韧性剪切带中构造岩 及其应力矿物所反映的物理化学信息,以求得时限。现主要讨论构造应变速率法,具体的方 法和步骤：首先,通过计算差异应力求得流变速率;其次,通过计算体积因子来求算有限应 变;第三,应用有限应变量与流变速率来求得地质事件的过程时间。并以宿松韧性剪切带型 磷矿为例,获得韧性剪切带形成的时限为100±10万年。     

郯庐断裂南段主断裂韧性剪切带形成历时时限的探索

为求得此前未曾测得过的郯庐断裂韧性构造事件的过程时间 ,选定居于安徽省肥东县桴槎山隶属郯庐断裂南段主断裂韧性剪切带糜棱岩为研究对象。运用显微构造物理化学方法 ,首先测算形成糜棱岩的差异流动应力 ,以进行应变速率 ( ε)的求算 ;然后 ,用等浓度线法和晶胞参数法分别测算糜棱岩化过程中岩石体积应变量 (fV) ;再根据公式t =-lnfV/ ε ,计算出糜棱岩化过程时间 (t)。结果得出该糜棱岩带的形成时限为几十万年 (0 19～ 0 94Ma)的时间跨度 ,不同方法测定时限的精度差值在半个量级左右。     

确定变形温度和应变速率分形法的探讨——以郯庐断裂浮槎山构造岩为例

本文首次将分形法引入到对郯庐断裂浮槎山构造岩的分析上,经研究发现,郯庐断裂肥东浮槎山韧性剪切带构造岩动态重结晶石英颗粒边界具有统计意义上的自相似性和明显的分形特征。利用“周长-直径法”得出,随着样品糜棱岩化程度的增强,分维值逐渐增大,依次为1.204、1.213、1.222、1.229,动态重结晶石英颗粒粒径逐渐变小,依次相应为33.79μm、26.00μm、22.82μm、15.01μm,利用两种不同的求算方法进行比较分析,得出应变速率值逐渐增大,依次相应为4.837×10-13s-1、7.688×10-13s-1、9.682×10-13s-1、2.031×10-12s-1。研究区的岩石变形环境达到高绿片岩-低角闪岩相,形成温度为500℃左右。Kruhl温度计适用于该地区;而Takahashi应变速率计不适合自然界较深层次形成的韧性剪切带。     

辽西医巫闾山变质核杂岩拆离断裂带金矿成矿构造物理特征

本文通过对辽西医巫山变质核杂岩拆离滑脱带-韧性剪切带的动力变质温度、差应力、应变速率和成矿温度、压力和深度等方面的研究,进而探讨了该区金矿成矿的构造物理特征。利用声发射法得到区内7期历史最大主应力值;利用石英动态重结晶和亚颗粒法测量出区内变形岩石差应力值在13～48MPa之间;利用包裹体测温实测计算了排山楼金矿成矿温度在100～180℃、和210～346℃两个区间,岩石应变速率在10^-14s^4至10^-19s^4之间。阐明了金矿形成时的温压条件是该区岩石的形变-相变及成矿的决定性要素。     

郯庐断裂安徽段桴槎山韧性剪切带的形成时限初探

测算全新世之前地质事件过程时间(需要精度万年级),没有现行可以采用的定年方法(误差精度百万年级),因此有必要探索构造地质自组织的时限定年方法(万年级)。本文以滨西太平洋构造系郯庐断裂带为实例,通过石英位错密度法测得差异应力σ分别为:糜棱岩化岩石为141.17MPa,糜棱岩为191.88MPa,超糜棱岩为223.31MPa;相应的应变速率分别为3.760×10^-13s^-1、7.705×10^-13s^-1和1.087×10^-12s^-1;体积因子f_v相应依次为0.7923、0.6340和0.5886;所得构造形成时限t依次为2.08×10⁴a、1.83×10⁴a和1.44×10⁴a。为检查精度,对同一剪切带不同应变强度样品进行系统内的比较分析,剪切带边缘样品的t值明显大于剪切带中心部位,在目前尚无地球化学方法可供借用检验的条件下,本文首次提出的自检验方法是一种提高精度的有效尝试。文中有关时限定年的系统讨论,是对以往时限定年的校正和总结,这有助于构造地质学定量化的发展,也是对构造年代学的一项补充。     

河北省构造应变场探讨

主要从构造应变场的概念出发，对河北省的构造变形进行板内构造的变形学研究，主要研究内容包括板内变形速度、板内变形量、板内变形时间及板内应变速率等问题。将印支晚期以来河北省的构造应变场划分为六期，利用271件火山岩和岩浆岩常量元素化学全分析资料进行了Sugisaki(1976)研究创立的石英指数公式计算，进而确定出板缘变形速度。构造应变场的基础仍然是纷繁复杂的构造变形(断层和褶皱)，构造现象的客观分析和正确认识对构造应变场研究至关重要。     

北京西山流动变形碳酸盐岩的微构造分析

本文提供一个可以与岩石力学变形试验相比较的碳酸盐岩天然流变实例。根据对变形岩石的构造微貌、应变特征、微构造相的系统分析,得出以下主要结论:（1）流动变形期的环境参数分别是:温度为250°～450℃C;压力为200—400MPa;差异应力为60—90MPa;在剪切带内可达110MPa;低应变速率(10^-13量级);（2）流变碳酸盐岩的典型组构是小圆环带的单斜对称型式。在剪切带内,可以无优选方位。岩石经受平面应变,略偏向拉伸应变,主压扁面与新生构造面理近于平行;（3）在中低温—中压,低应变速率的变形环境中,扩散作用是碳酸盐岩变形的重要机制之一。在强剪切带内,岩石进入第三蠕变阶段;（4）在褶叠层内部,应力、应变强度及应变速率的差异表明,分层差异剪切流动作为褶叠层的一种成因模型是可信的。     

湘东北连云山杂岩流变学特征研究

出露于湘东北九岭—幕阜山岭之中的连云山杂岩属于古元古代结晶基底岩系。利用野外构造解析、岩组、石英分形理论等手段, 对湘东北连云山杂岩的变形表象和变形机制进行了详细的观察和研究。结果表明: 连云山杂岩至少遭受了早期韧性剪切和晚期韧性再造两个阶段, 石英塑性流变以菱面滑移系的作用为主; 从早期构造片(麻) 岩到晚期韧性再造形成条纹条带状混合岩, 其应变速率从早期的中应变速率(10-8. 8s-1 ) 到晚期的低应变速率(10-12s-1 ) 是逐渐降低的; 岩石的塑性流动变形机制不仅反映了角闪岩相的中、上地壳形成环境, 而且表明“雪峰古陆”基底中更深层次的物质尚未抬升出来。     

龙门山南段五龙断裂带构造岩特征

龙门山南段五龙断裂带为一条２００ｍ～１０００ｍ宽的推覆韧性剪切带。断裂构造岩以糜棱岩和构造片岩为主;根据构造岩及其显微构造、超微构造特征,认为该断裂带为上盘相对向上剪切运动,自北西向南东推覆的产物;其形成深度为１６ｋｍ～２０ｋｍ,温度为４５０℃～５５０℃,压力为４５０ＭＰａ～５３０ＭＰａ,古差异应力值为１００ＭＰａ～１０６ＭＰａ,应变速率为１．３×１０－１０ｍ／ｓ;为高温、高应变条件下形成。     

长乐-南澳韧性剪切带中糜棱岩变形微构造研究

 长乐-南澳韧性剪切带糜棱岩的显微变形机制有粒间滑动、粒内滑动、位错及其滑移和蠕变、应变的局部恢复等。石英丰富的韧性变形和位错特征以及长石的脆一弹性变形说明糜棱岩形成于绿片岩相条件,变形时的温度约为300-350℃。石英塑性变形处于重结晶一软化阶段和热加工一恢复阶段。由位错密度和动态重结晶颗粒粒径计算了差异应力和应变速率,分别为56.8-99.7MPa,(0.35-1.61)×10^-13s^-1和175.8-406.9MPa,(0.7-7.2)×10^-12s^-1,二者较大的差值表明糜棱岩是缓慢上升至地表的,这一结论与应变局部恢复现象一致。该韧性剪切带是闽粤沿海早白垩世末碰撞造山的产物。     

大山口剪切带大理岩糜棱岩的变形机制分析

大山口韧性剪切带是大别造山带"结晶轴带"内平行造山带延长方向的走滑型剪切带,其内发育的大理岩糜棱岩呈现了各种在绿片岩相变质条件下形成的显微构造,如碎斑构造、S-C组构、核幔构造等。糜棱岩化作用是以方解石颗粒粒度的减小为特征的,这一过程表现了大别造山带古老中地壳应变软化带和局部化带的岩石流变行为和物理状态。根据各种显微标志,并综合宏观特征,得出大山口剪切带总体为以右行剪切为主的走滑型剪切带,并被以正向滑动为主的近水平剪切带所改造。
作者在综合分析宏观及微观地质资料的基础上,初步建立了广水地区主要地质及变形事件序列,并指出:大别造山带三维空间上的变形及结构图象,主要是印支-燕山期陆-陆俯冲、碰撞造山运动的变形及造山期后的揭顶、塌陷等作用的综合结果。      

舒兰韧性剪切带应变分析及石英动态重结晶颗粒分形特征与流变参数估算

舒兰北东向韧性剪切带位于佳木斯-伊通断裂带(佳-伊断裂带)中南段, 剪切带内糜棱岩具有明显左行走滑特征, 片麻理产状近NNE向.糜棱岩中长石有限应变Flinn图解判别岩石类型为L-S型构造岩, 属拉长型应变.石英C轴EBSD组构分析表明, 石英组构以中低温菱面为主, 滑移系为{0001} < 110>.剪切带内糜棱岩的剪应变为0.44, 不同方法计算所得运动学涡度值均大于0.95, 指示剪切变形以简单剪切为主.综合矿物变形温度计、石英C轴EBSD组构、石英的粒度-频数图及Kruhl温度计综合估计该韧性剪切带变形机制以位错蠕变机制为主, 变质相为低绿片岩相, 发生韧性变形和糜棱岩化温度范围在400~500 ℃之间.糜棱岩内石英动态重结晶新晶粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构, 利用分形方法对其重结晶新晶边界研究表明, 这些晶粒边界具有自相似性, 表现出分形特征, 分形维数值为1.195~1.220.根据石英重结晶粒径估算差应力值为24.35~27.59 MPa, 代表了舒兰韧性剪切带糜棱岩化作用过程的差异应力下限.使用不同实验方法估算、比较和分析了该剪切带古应变速率, 认为该速率应为10-12.00~10-13.18 s-1, 与区域性应变速率10-13.00~10-15.00 s-1对比, 说明舒兰韧性剪切带的应变速率与世界上大多数韧性剪切带中的糜棱岩应变速率一致, 是缓慢变形的结果, 其形成可能与早白垩世伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲发生转向有关.      

长春东南劝农山地区早二叠世范家屯组岩石变形组构及流变学特征

劝农山地区位于长春市东南部,处于佳-伊断裂和西拉木伦河缝合带交汇处.详细野外调查发现,该区曾遭受强烈韧性剪切变形,剪切带内岩石普遍糜棱岩化,主要由下二叠统范家屯组（P₁f）钙质糜棱岩与侵入其中的燕山期花岗质糜棱岩组成,变形程度处于初糜棱岩至糜棱岩之间,多具有糜棱结构.岩石应变类型主要为压扁型应变,偏一般压缩,为L=S型构造岩,指示其形成于挤压型剪切带的构造环境.多种宏微观韧性剪切变形标志,指示明显的左行剪切运动.电子探针方解石-白云石地质温度计、方解石和石英EBSD组构特征、方解石e双晶形态以及石英长石变形行为等均显示岩石具有低温塑性流变特点,变形环境不超过绿片岩相.剪切带内应变速率偏高,应变集中带应变速率最大,在10-6.95~10-8.89之间,远离强变形带应变速率在10-9.25~10-12.17之间,糜棱岩化作用过程中差异应力下限应大致为51.27~65.46 MPa,代表剪切带糜棱岩化作用为低温中等强度应变,在稍快的应变速率条件下形成.压溶扩散和双晶滑移为劝农山韧性剪切带变形初期的主要变形机制,随着递进变形,逐渐以双晶滑移和晶内滑移为主,递进变形晚期,局部强变形域内发生了粒间滑移.劝农山韧性剪切带形成与早白垩世中晚期伊泽纳崎板块NNW向高斜度斜向俯冲于欧亚大陆之下有关,是佳-伊断裂带左旋走滑事件的局部表现.      

茅店韧性剪切带中物质组分的迁移、集散初探

本文以武夷山隆起带中段茅店韧性剪切带为例，通过镜下观察和化学分析，对韧性剪切带中两个系列的糜棱岩与其相应的原岩在矿物成分和化学组分等方面进行了对比分析，以探讨构造形变过程中物质成分的迁移、集散规律。同时，对惰性组分的集散机制进行了初步探讨。     

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     

江西武功山东区大型韧性剪切带的显微构造特征

武功山东区存在一条大型韧性剪切带。鞘褶皱倒向以及旋转变形构造(如S-C面理组构、旋转碎斑系、雪球构造和粒内显微破裂构造等)显示此剪切带为由南向北逆冲推覆性质。砾石、黄铁矿还原斑和石英斑晶的有限应变分析表明剪切带西段和东段岩石分别以收缩型椭球和压扁型椭球变形为特征。剪切带的主要变形时代是早古生代,可能与早古生代华夏陆块和扬子陆块之间的碰撞造山作用有关。     

延边地区古洞河韧性剪切带变形特征及变形时代

古洞河韧性剪切带位于兴蒙造山带东段南缘,其变形特征和时间对探讨延边地区晚古生代-中生代构造演化具有重要意义.鉴于此,对该韧性剪切带进行了锆石U-Pb年代学和显微构造解析,以期限定韧性剪切带变形时间和特征.研究结果显示,古洞河韧性剪切带具有多期变形的特征,晚期变形糜棱叶理倾向为西,倾角较缓,线理倾伏向为南西,具有由南西向北东方向右行逆冲的特征.其分形维数值为1.159~1.214,Flinn参数K值为0.19~0.31,Kruhl温度计显示变形温度为450~550℃,石英动力重结晶粒径估算的差应力值为16.83~20.09 MPa,古应变速率为10-12~10-14 s-1.古洞河韧性剪切带花岗质糜棱岩锆石U-Pb年龄为192±2 Ma,晚期变形时代应为早侏罗世,形成应与早侏罗世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关.      

夹皮沟剪切带化学成分演化研究

野外地质填图及室内工作表明,夹皮沟剪切带可以划分为早期韧性剪切带(>2500Ma)和晚期脆—韧性剪切带(2000～1600Ma).韧性剪切作用是在角闪岩相条件下形成,以位错、扩散蠕变变形为主,体系内岩石成分与体积基本保持不变,为封闭体系,与矿化关系不密切.脆—韧性剪切作用形成一系列片糜岩,岩石以微破裂及溶解—沉淀变形为主,体系内岩石成分与体积都发生变化,为开放体系,与矿化关系密切.韧性及脆—韧性剪切带的基础岩石是长英质片麻岩,但脆—韧性剪切带被韧性剪切带所限定,并在韧性剪切带基础上形成.