大别造山带东部假玄武玻璃的成因

最近,在大别造山带东部广泛发现了假玄武玻璃出露点,这些假玄武玻璃主要沿NE-SW向断裂带或剪切带发育。某些假玄武玻璃内发育糜棱质条带。本文主要讨论了大别造山带东部假玄武玻璃的显微构造、岩石化学及稀土元素地球化学等特征,在此基础上阐述了发育在该地区的假玄武玻璃的成因。      

兰坪河西古元古界雪龙山岩群假玄武玻璃的发现

河西假玄武玻璃赋存于雪龙山—乔石深大断裂带的中梁子组黑云二长粗糜棱岩中,串球脉状,属地表发生高速断层运动的产物。     

假玄武玻璃的研究进展与现状

在国外有关假玄武玻璃（pseudotachylite)的研究已经有百余年的历史,在野外产状、显微镜观察和实验模拟等方面积累了丰富的资料。而国内在这方面的研究甚少。近年来,随着人们对“活断层”研究的深入,所谓有“地震化石”之称的假玄武玻璃也日益为研究者们所重视。假玄武玻璃通常认为是与地震断层有关的高应变速率条件下的产物。假玄武玻璃的研究对了解地震时地下深处断层带的变形机制等多方面具有重要意义。尤其是通过模拟假玄武玻璃形成时的相似条件（主要是力学机制和化学机制）,可以了解假玄武玻璃形成时断层剪切带变形历史。为了使国内对这一研究领域感兴趣的学者了解假玄武玻璃的形成过程及其所反映的意义,本文从假玄武玻璃的地质特征及成因等几个方面进行了总结,以飧读者。     

桐柏—大别造山带内与脆性—韧性剪切带共生的假玄武玻璃的发现及意义

在桐柏—大别造山带大河镇剪切带中首次发现与碎裂岩和糜棱岩共生的两种不同类型的假玄武玻璃。野外产状及显微结构的研究表明与碎裂岩共生的假玄武玻璃产出于以脆性破裂为主的断层浅部(<15km),而与糜棱岩共生的假玄武玻璃则产出于以韧性变形为主的断层深部(>15 km)。这两种类型的假玄武玻璃均含有熔解起源的自形微晶体,圆形或港湾状的碎片,流动结构和部分玻璃质基质。假玄武玻璃与碎裂岩和糜棱岩共生的现象说明在桐柏—大别造山带形成和隆起过程中同一断层剪切带内大地震重复发生。大河镇假玄武玻璃的研究可对大陆型大地震的发震机制及地壳浅部的脆性变形领域到深部的塑性变形领域的地震断层的破裂过程和力学性质的研究提供重要信息。     

假玄武玻璃及其形成过程和机制综述

对假玄武玻璃的概念和特征以及形成环境和产状作了综合性描述，并对其摩擦熔融成因进行了论证，对假玄武玻璃的形成过程和形成机制以及形成假玄武玻璃的地震断层的动力机制、活动方式和脉动性质进行了深入探讨；同时对母岩矿物性质和流体对假玄武玻璃形成的影响进行了分析，概述了假玄武玻璃形成过程中的化学成分变化，最后提出了有待进一步研究的几个问题。     

贺兰山群变质杂岩中假玄武玻璃的成因

贺兰山群变质杂岩是晚太古代的一套孔兹岩系，在其中发育了一条东西向延伸的假玄武玻璃岩带。其产状特征、碎斑的熔蚀结构、基质的长石微晶和球粒结构表明，它是由岩浆结晶而成。这种岩浆形成于古地震带中，与滑动面高速运动摩擦生热有关。岩浆是安山质的，熔融是过热非平衡状态下进行的，深融温度可达１４００℃以上，深度可能不足１ｋｍ。     

豫西双龙剪切带假玄武玻璃的成因及地质意义

假玄武玻璃是发育在古地震断层带中的一种断层岩,是古地震断层快速滑动的化石记录。目前关于假玄武玻璃的成因还存在争议,有摩擦熔融成因和摩擦碎裂成因2种观点。豫西双龙剪切带是位于秦岭造山带核部的一条韧性剪切带,发育了一系列动力变质岩,后期地质作用在其构造薄弱面上形成了呈简单脉状、平行剪切面发育的假玄武玻璃。假玄武玻璃的出现说明秦岭群曾经历高应变速率的构造运动,即古地震事件。通过对该区假玄武玻璃的镜下观察、粉晶X射线衍射、扫描电镜及石英的EBSD组构等研究,对其成因进行了探讨,结果显示秦岭群核部的假玄武玻璃为摩擦碎裂成因。     

大别造山带东部假玄武玻璃的显微构造特征及其意义

最近,在大别造山带东部发现了广泛的地震成因假玄武玻璃,这些假玄武玻璃主要呈简单脉状沿NE-SW向走滑断裂带或剪切带发育,后者大多与郯庐断裂带平行并穿切了包括白垩纪花岗岩在内的地质体。某些假玄武玻璃内发育由暗色石英条纹构成的糜棱质条带。本文通过普通光学显微镜和扫描电镜观察分析,详细研究对比了不同断裂带内部发育的假玄武玻璃及其围岩在显微构造特征上的差异及联系。根据岩石的组构特征,证实所发现的这些假玄武玻璃主要是由母岩的超碎裂岩化形成的,但在点1发育的假玄武玻璃基质的扫描电镜影象特征上,沿某些残斑矿物(钾长石、斜长石、黄铁矿)的边缘可以看到些许代表摩擦熔融成因的熔蚀状港湾结构,说明假玄武玻璃形成过程中曾经发生了程度较低的局部熔融作用。肉眼所见到的糜棱质石英条纹在显微镜下证实为早期的糜棱面理。同时,岩石组构的叠加显示,含假玄武玻璃的断裂带及假玄武玻璃本身普遍具有多期性,且晚期构造产物(或假玄武玻璃)总是较早期产物(或假玄武玻璃)碎裂岩化作用更加强烈,说明先期存在的构造软化带在控制假玄武玻璃形成过程中起着非常重要的作用,即构造带抬升过程中伴随的多期构造及细粒化是形成假玄武玻璃的基础。岩石的变形序列总体上显示为韧性-韧脆性-脆性的演化过程,从而证实了这些假玄武玻璃总体上形成于造山带抬升过程,而不是早期的俯冲过程。     

汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义

富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化（热增压机制）,从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震（M_W 7.9）中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后,我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔（WFSD-1）732.6m深处的断层泥中发现了厚度约2mm的假玄武玻璃（凝固的摩擦熔融物）。该假玄武玻璃形成的位置极浅,且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看,断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示,该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成,基质中发育众多不规则的微裂隙,并可见流动构造。化学成分分析显示,其基质富Ba且被重晶石（BaSO₄）小细脉切割,为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变,且龙门山地区大地震复发周期为3000~6000年,因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震,即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验,证实了在钻孔732m深度发生地震滑动的条件下确实会产生假玄武玻璃。因此WFSD-1钻孔732.6m的假玄武玻璃被认为是汶川地震的产物,代表了汶川地震主滑动带位置。这是首次在自然界中发现浅部含水断层泥摩擦熔融形成假玄武玻璃的实例,不仅对认识汶川大地震的发震机制、断层强度、应力迁移与破裂传播具有重要意义,而且有助于我们认识断裂带内浅部脆性区域的力学属性、岩石变形环境和变形机制,促进对地震滑动机制和破裂过程的认识。

     

西藏羌塘裂谷带假玄武玻璃的发现及其岩石学特征与构造意义

假玄武玻璃是地震过程中断层滑动产生摩擦熔融并快速冷却的产物,被誉为"地震化石",记录了断层带内地震发生时的物理-化学过程的相关信息,是认识断裂活动历史的重要物质组成。本文以青藏高原腹地羌塘地块SN向正断层——东依布茶卡断层中的假玄武玻璃和碎裂岩等为研究对象,借助偏光显微镜、扫描电镜、粉末X射线衍射分析、原位XRF分析等多种方法对其进行了详细的结构、构造、矿物成分及化学元素分布的分析。野外调查表明该断裂带中假玄武玻璃呈深灰-褐色,与超碎裂岩和碎裂岩相伴生,以断层脉、注入脉和网状脉的形式产出,厚度由几毫米至一厘米不等。显微结构观察显示,假玄武玻璃中残留有摩擦熔融形成的特征构造,如石英的港湾状熔蚀边、蜂窝状气孔构造以及局部发育的长柱状微晶、束状微晶集合体等,指示其为断层滑动摩擦熔融的产物。此外可见假玄武玻璃作为碎屑出现在碎裂岩和角砾岩中,且后期的碎裂岩中包含早期形成的碎裂岩的角砾等,这些特征表明在该断裂带内大地震事件多次重复发生。以该地区正断层初始活动时限13.5Ma、碎裂岩和假玄武玻璃形成深度为10km以下计算,这些断裂岩石从地下深部折返的速率至少为~0.74mm/yr。目前国际上鲜有报导正断层形成的假玄武玻璃,这是我们首次在羌塘地块SN向裂谷正断层中发现熔融成因的假玄武玻璃,对认识区域地震活动及断裂带演化过程具有重要意义。     

新疆阿勒泰地区的洪水特性

受洪水补给来源和阿尔泰山山势影响,阿勒泰地区洪水发生时间比新疆其他以高山永久积雪和冰川融水补给为主的河流偏早。因此,从认识洪水特性、预防洪水灾害角度出发,对阿勒泰地区洪水发生机制、时空分布和变化特点进行分析研究是很有必要的。利用阿勒泰地区各主要河流1960~2011年历年洪峰、冬季和汛期降水、气温和700hPa高空温度资料,对洪水发生机制、时空分布和变化特点进行分析。结果表明:(1)本区洪水类型有融雪型洪水、融雪与降水混合型洪水和暴雨型洪水;(2)洪水与冬季积雪和汛期气温、降雨有关;(3)汛期过程相对短,主汛期发生时间以5月下旬至6月中旬期为主;(4)洪水挟沙能力强,汛期含沙量占年含沙量近90%;(5)暴雨洪水多发生于阿勒泰地区的中东部区域河流上;(6)全区洪水具有同步性,洪水年际变化相对小。     

新疆阿尔泰诺尔特地区金矿成因

阿尔泰诺尔特地区的金矿床(点)主要赋存于下石炭统红山嘴组.区内断裂发育,加里东晚期、华力西中晚期及燕山期花岗岩分布广泛.该区的地壳演化经历了基底陆壳、拉张型过渡壳、汇聚型过渡壳、新陆壳及新陆壳在中生代的发展等阶段.对地层含矿性、元素地球化学特征、成矿流体性质、微量元素及同位素特征等的研究表明,区内金成矿物质主要来源于下石炭统.金成矿为燕山期南北向挤压、构造活化动力学背景下的产物,属于与岩浆活动有关的中低温热液成矿.     

新疆诺尔特地区化探特征及成矿潜力分析

新疆阿尔泰诺尔特地区经历了前泥盆纪基底陆壳演化期、上叠盆地发育期、上叠盆地的关闭期和造山后期4个阶段;在地质演化过程中伴随着一系列成矿作用。区域化探资料显示,区内下石炭统中—酸性火山岩出露区以Au、Pb、Zn、Cu为特色的化探综合异常带规模大,强度高,化探异常浓集中心明显,在部分异常区内已经先后发现多处金、铜、多金属矿床、矿点和矿化点。区域构造演化富集了成矿元素,特别是下石炭统红山嘴组火山岩为金、铜、铅、锌矿源层,燕山期岩浆活动对矿源层中的成矿元素进一步富集,并在构造有利部位成矿。本文通过研究区区域成矿条件和区域化探异常特征分析,指出诺尔特地区具有较大的找矿潜力。     

新疆阿尔泰阿勒泰组沉积时代及其形成环境

阿勒泰组变质碎屑岩局部夹变质火山岩广泛分布于南阿尔泰的冲乎尔、克兰和麦兹盆地,其沉积时代和构造环境对于研究阿尔泰造山带的演化过程有重要意义。阿勒泰组碎屑锆石的年代学研究表明,碎唐锆石年龄主要集中在417-383 Ma和507-445 Ma,并出现少量元古宙和太古宙碎屑锆石。少数锆石年龄为380-354 Ma,与阿勒泰组凝灰岩和流纹岩年龄一致(376~354 Ma)。综合研究认为阿勒泰组时代为中-晚泥盆世(382-354 Ma)。阿勒泰组长石石英砂岩分选性和磨圆度较差,为近源沉积,物源岩石主要来自泥盆纪火山岩,其次是晚寒武一早奥陶世火山岩和奥陶纪花岗岩。长石石英砂岩样品具有高的La/Sc(3.9-6.3),La/Y(1.0~1.6),较低的Sc/Cr(0.2~0.4)比值,类似于大陆岛弧相关环境碎屑沉积物,结合Th-Co-Zr/10和Th-Sc-Zr/10以及La-Th-Sc判别图,认为阿勒泰组形成于与岛弧相关的构造环境(弧后盆地),为研究阿尔泰造山带泥盆纪构造演化提供了重要证据。     

新疆富蕴可可托海—二台断裂带中假玄武玻璃及其围岩的年代学研究

发育在新疆富蕴可可托海—二台断裂带中的假玄武玻璃是古地震断裂快速滑移形成的构造岩。地质产状、显微构造研究表明,这些假玄武玻璃主要由发生重结晶的玻璃质熔融体形成。假玄武玻璃基质的全岩40Ar/39Ar阶段升温方法主阶段和KAr年龄分别为282.8±3.8 Ma和276.4±7.4 Ma。假玄武玻璃所在母岩（黑云母花岗岩和钾长花岗岩）的锆石U-Pb年龄分别为390.4±1.0 Ma和396.3±0.1 Ma,表明二台断裂带中的假玄武玻璃是在二叠世早期形成的,也说明二台断裂带古地震活动至少可以追溯到晚古生代（早二叠世早期）。尽管二台断裂带是现今仍然活动的地震构造带,但目前所见到的假玄武玻璃是早二叠世时期古地震活动的产物。1931年的富蕴80级地震仅仅是沿着二台断裂带发生的多次构造活动的一次活动,与假玄武玻璃之间没有成因上的联系。     

新疆哈尔里克山石城子地区钠铁闪石花岗斑岩岩墙的发现及构造背景示踪

在新疆哈尔里克山石城子地区新发现了一套侵位于晚古生代后碰撞二长花岗岩中的钠铁闪石花岗斑岩岩墙群。该类岩墙具斑状,斑晶以条纹长石和反条纹长石为主,基质矿物组成为正长石、钠长石、石英、钠铁闪石和霓石,为钠铁闪石花岗斑岩。主量元素特征显示为高硅、高碱,低铝、低镁和低钙;稀土元素总量较高,轻重稀土分馏明显,显著富集轻稀土元素;稀土元素配分模式曲线呈明显右倾的"V"型,Eu亏损强烈;微量元素特征显示为高10~4 Ga/Al、Zr和Zr+Nb+Ce+Y,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti,富集Th、U、Zr和Hf;岩石学、地球化学特征显示其为碱性A型花岗岩。正ε_(Nd)(t)(4.13~4.75)和年轻的Nd模式年龄(t_(DM2)),指示其源区为亏损地幔来源的新生陆壳物质。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果显示岩墙的结晶年龄为晚二叠世(259.7±4.5Ma),围岩中捕获的老锆石年龄集中在2168~2635Ma和1677~1973Ma两个峰期,说明哈尔里克山地区可能存在前寒武纪古老基底,但已被新生陆壳物质改造。结合区域地质背景认为,哈尔里克山地区晚石炭世-早二叠世,为后碰撞伸展阶段;晚二叠世,进入陆内伸展阶段。     

新疆阿尔泰巴特巴克布拉克铁矿床成矿作用研究

巴特巴克布拉克铁矿床赋存于上志留-下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中, 近矿围岩为石榴子石矽卡岩、角闪斜长变粒岩和浅粒岩。矿体总体顺层分布, 呈似层状、透镜状及不规则状, 空间上与矽卡岩密切相关。流体包裹体研究表明, 矽卡岩阶段形成的石榴子石中发育纯气体包裹体、气体包裹体、液体包裹体、含子矿物包裹体及熔融包裹体; 退化蚀变阶段发育液体包裹体和少量气体包裹体; 石英-硫化物阶段主要发育液体包裹体、含液体CO₂的三相包裹体及少量纯气体包裹体、气体包裹体和含子矿物包裹体。矽卡岩阶段均一温度变化为217 ℃~499 ℃, 在255 ℃出现峰值, 盐度(NaCl_eq)变化为8.68%~22.65%; 退化蚀变阶段均一温度变化为181 ℃~432 ℃, 在225 ℃出现峰值, 盐度变化为12.85%~22.65%; 石英-硫化物阶段均一温度变化为140 ℃~482 ℃, 在155 ℃出现峰值, 盐度变化为0.18%~42.40%。石榴子石、石英和方解石的 δ¹⁸ O_SMOW 变化为1.8‰~7.1‰, δ¹⁸Ο_Η2Ο为 -4.79‰~4.57‰, δD_SMOW 为 -128‰~-84‰, 表明矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水, 混合少量大气降水; 石英-硫化物阶段大气降水所占比例明显增加。方解石δ¹³ C_V-PDB 变化为 -3.2‰~-2.0‰, 表明流体中的碳来自深部或地幔。     

阿尔泰克因布拉克铜锌矿区二云母正长花岗岩成岩时代及地质意义

克因布拉克铜锌矿床矿区二云母正长花岗岩产于阿尔泰南缘额尔齐斯构造带北侧冲乎尔火山沉积盆地中,铜锌矿的形成与该花岗质岩浆期后热液活动有密切关系.LA-MC-ICP-MS U-Pb法测定其成岩时代为(278.6±3.5)Ma(MSDW=2.8),是海西晚期岩浆活动产物.结合矿区石英脉中黑云母Ar-Ar坪年龄(245 Ma)和阿尔泰南缘二叠纪晚期—三叠纪时期区域变形、变质作用特征限定铜锌矿成矿时代为早—中二叠世.综合前人研究成果认为,二云母正长花岗岩形成于后碰撞造山环境,与大规模区域性剪切作用有关,可能在地壳伸展拉张作用晚期,由于幔源岩浆的底侵作用,导致康布铁堡组中变质沉积岩发生部分熔融,后经结晶形成.     

洋脊俯冲及其在新疆阿尔泰地区存在的可能证据

本文综述了洋脊俯冲的研究历史与现状,论述了与洋脊俯冲相关的各种构造运动、岩浆活动以及成矿特点。同时,系统总结了阿尔泰南缘已报道的可能与洋脊俯冲有关的证据,如埃达克岩和富铌玄武岩、玻安岩、苦橄岩、A型花岗岩、双峰式火山岩、阿拉斯加型杂岩、酸性岩墙群等特殊的岩石类型,以及可能与洋脊俯冲相关的变质变形作用,认为洋脊俯冲模式可以合理的解释阿尔泰南缘的这些岩石组合以及变质变形作用。此外,分析了晚古生代阿尔泰南缘洋脊俯冲的时空分布,阐述了洋脊俯冲对中亚造山带陆壳增生及成矿的意义。     

新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的重新厘定

区域地质及野外地质剖面研究表明, 新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的东、中、西3段岩石组合和变质变形及含矿性等方面存在显著差异, 有必要对其重新划分厘定。分布于西段克兰及麦兹盆地的康布铁堡组(D₁k), 通过古生物化石及年代学资料确定其时代为早泥盆世, 实测地质剖面显示为一套浅变质酸性火山岩及火山碎屑岩夹正常碎屑岩, 自下而上可划分为4个岩性段: 笫1岩性段(D₁k^a)以云母片岩为主; 第2岩性段(D₁k^b)为钙质片岩、钙质砂岩、变凝灰质砂岩; 笫3岩性段(D₁k^c)主要为变酸性流纹岩、凝灰岩; 第4岩性段(D₁k^d)以变流纹岩、流纹质火山碎屑岩为主。而分布于东段青河地区、中段(南部)富蕴地区的康布铁堡组, 实为一套混合岩化变质岩系, 其时代缺少年代学资料限制, 应从康布铁堡组中解体出去, 依据进一步变质作用及年代学资料重新划分、命名。