新疆二台断裂带断层岩及古震源体特征

新疆二台断裂带是在早期的韧性剪切带（糜棱岩带）的基础上发展起来的．糜棱岩形成于地壳中１０～１２ｋｍ的岩石韧－脆性转换带．此后发生了岩石变形过程为韧性变形—韧性失稳—脆性断裂的地震活动，形成了二台断裂带，并伴有假玄武玻璃的产生．假玄武玻璃的分布范围长约６０ｋｍ、宽约３００ｍ，代表了古震源体的规模，其环境条件与糜棱岩的形成环境相同     

新疆二台断裂带断层岩及古震源体特征

新疆二台断裂带是在早期的韧性剪切带(糜棱岩带)的基础上发展起来的．糜棱岩形成于地壳中10～12 km的岩石韧-脆性转换带．此后发生了岩石变形过程为韧性变形——韧性失稳——脆性断裂的地震活动，形成了二台断裂带，并伴有假玄武玻璃的产生．假玄武玻璃的分布范围长约60 km、宽约300 m，代表了古震源体的规模，其环境条件与糜棱岩的形成环境相同．      

龙门山断裂带大地震孕震环境的岩石磁学证据

地震断裂带的孕震环境对于研究地震的发生至关重要.本文以汶川地震断裂带科学钻探2号（WFSD-2）钻孔岩心中的假玄武玻璃、碎裂岩及其围岩为研究对象,通过岩石磁学测试,并结合显微结构观察探讨龙门山断裂带大地震的孕震环境.WFSD-2岩心碎裂岩中的假玄武玻璃是龙门山断裂带曾经发生过大地震活动的岩石学证据,假玄武玻璃具有高磁化率特征,而碎裂岩的磁化率值与围岩相似,假玄武玻璃中的新生磁铁矿是其高磁化率值异常的重要原因之一.假玄武玻璃中较少量的新生磁铁矿暗示了假玄武玻璃的生成环境为含氧量较低的高温还原环境.大地震断裂的摩擦热是改变龙门山断裂带中假玄武玻璃岩石磁学特征的主导因素,流体作用较弱.无高磁化率异常的碎裂岩经历的温度小于300℃,推测假玄武玻璃的生成深度较深.WFSD-2岩心中20余层假玄武玻璃脉体证明映秀—北川断裂带是一条长期活跃的断裂带,龙门山断裂带上曾经发生了多次大地震断裂活动,这些大地震可能发生在深度较大、流体作用较弱的还原性孕震环境中.     

龙门山断裂带假玄武玻璃特征及断层弱化机制的探讨

与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻（WFSD-1、WFSD-2）岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详细的结构、构造及矿物成分分析.这些假玄武玻璃以断层脉和单个/网状贯入脉的形式产出,厚度由几毫米到数十厘米不等,与碎裂岩和超碎裂岩相伴生.显微结构观察发现假玄武玻璃中发育大量熔融特征构造,如港湾状熔蚀边、蜂窝状气孔构造、黏滞性流动构造以及针状、球粒状、羽状、纤维状、粒状等多种形态的微晶及微晶集合体,表明其为断层滑动摩擦熔融的产物,指示摩擦熔融润滑是断层滑动过程中最主要的弱化机制.同时热增压和机械润滑机制可能存在于断层滑动的不同阶段.此外,从野外和显微镜下都观察到假玄武玻璃脉具有浅灰、深灰、浅褐、棕褐色及黑色等不同的颜色,可能代表着不同程度的脱玻化作用,并且不同颜色有相互穿插交切关系,可能指示存在多期假玄武玻璃,也就是说,产生假玄武玻璃的大地震事件沿映秀—北川断裂带重复发生.最近的研究认为这些假玄武玻璃形成于晚三叠世时期地下~10—15 km深度.结合须家河组地层中发育的厚层断层泥和角砾岩,~180—280 m宽的映秀—北川断裂岩带是断裂长期活动演化的产物.作为龙门山地区最陡峭的地形边界,映秀—北川断裂带长期地震活动造成的地壳缩短加厚可能是龙门山快速隆升的主要原因.     

古震源实体初步研究

古震源区地震断裂成因的假玄武玻璃显微构造、基质成分及其与区域构造演化关系的研究表明.随地壳抬升和相应的温度降低,在大约10～15km的深度上,长石质岩石先于石英质岩石从韧性转变为脆性性状,是导致韧性剪切带中局部应变不稳定和地震发生的主要原因。对地震断层岩石的多样性和地震成因的二相变形理论模型进行了讨论     

从断裂带构造认识断层滑移习性

对于地震物理学和断裂运动研究而言,探索断裂带构造和地震行为之间的联系是至关重要的。地震代表滑动行为的一个极端;摩擦熔融和假玄武玻璃为动力破裂过程中的局部滑动提供了野外证据[1-3]。无震滑动则     

华北地区韧性剪切带几种岩石的波速各向异性高温高压实验研究

对华北地区韧性剪切带几种代表上、中、下地壳深度的糜棱岩及其围岩在高温高压条件下进行纵波速度测定及各向异性研究．对实验样品的纵波速度测定得到以下结果：１．沿糜棱岩面理方向的纵波速度大于与面理垂直方向的纵波速度，差值为０．１５-０．３０ｋｍ／ｓ，各向异性为３％-５％；２．糜棱岩的纵波速度低于其围岩的纵波速度，差值为０．１０-０．４５ｋｍ／ｓ；３．中地壳角闪岩相糜棱岩的纵波速度各向异性高于上地壳绿片岩相糜棱岩和下地壳麻粒岩相糜棱岩的各向异性；４．地震波速各向异性与糜棱岩矿物优选定向有关．     

嫦娥五号月壤中富KREEP角砾岩及其意义

月球角砾岩为研究月壳的物质组成、冲击过程和演化历史提供了重要依据.本文重点研究了嫦娥五号(CE-5)月壤中一颗独特的表壤角砾岩(CE5C0000YJYX070GP, CE5C).它主要由玄武岩碎屑、单矿物碎屑以及冲击熔融碎屑(包括中钛玻璃、高铝玻璃和含晶体冲击熔融碎屑)组成,是CE-5样品中已知粒度最大且岩相组成最为复杂的角砾岩之一.综合借助扫描电子显微镜、TESCAN综合矿物分析仪、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等技术,对其中代表性碎屑的岩相学和矿物化学进行了详细研究.分析结果表明, CE5C是一颗月海-高地混合型表壤角砾岩,含有丰富的类KREEP组分(>20vol.%).这是首次在CE-5样品中发现如此高比例的类KREEP组分. CE5C中钛玻璃原岩为富铁(24.0wt.%)、中钛(5.5wt.%)类型玄武岩. CE5C高铝玻璃的化学成分特征与KREEP组分一致.结合着陆区区域地质背景, CE5C角砾岩可能起源于P58/Em4月海单元与东部邻近高地之间的混合区域.虽然CE5C代表性有限,但其中较多的外来类KREEP组分为理解CE-5着陆区的物质来源提供了重要视角. C...     

北京密云北石城断裂带的断层岩特征及其地震事件的可能证据

通过对北京密云北石城断裂带的野外和室内工作,该断裂带的断层岩可分为四种类型:碎裂岩类、糜棱岩类、假熔岩和断层泥。它们具有不同的矿物学、形变和组构特征,分别代表不同的成因机制。假熔岩和碎裂岩类断层岩的存在,可作为古地震事件的可能证据。前者是地震断层运动在断层面上摩擦增温,引起围岩中矿物的选择性熔化形成的。在该断裂带中可能发生不止一次的古地震事件。断层岩特征和产状表明,该断裂带经历了两种不同力学性质的运动,早期为韧性剪切;晚期为脆性破裂,并伴有地震发生     

月球高地陨石NWA 15528撞击历史及源区分析

中国嫦娥5号计划、美国Apollo计划以及苏联的Luna计划返回了具有重要科学意义的月球正面样品,但尚未返回月球背部样品,因此针对月背陨石的研究可以更好地理解月背撞击历史及演化特征.NWA 15528是一块新发现的月球长石质表土角砾岩陨石,研究表明其极有可能来自月球背面的长石质高地地体区域(FHT).对NWA 15528基质及角砾的岩相学,主量、微量元素和稀有气体(He、Ne、Ar)同位素研究表明:NWA 15528含有丰富的岩石碎屑和矿物碎屑,包括斜长质岩屑、麻粒岩质岩屑、撞击熔融角砾岩岩屑、玄武质岩屑、撞击玻璃以及矿物集合体等.斜长岩屑占比较大,其中结晶粒度较大且化学成分均匀的矿物可能来自深成侵入岩,如苏长/橄长质岩屑来自深部月壳,而其余橄长质岩屑、辉长质岩屑皆为高地来源.NWA 15528矿物的Sm浓度具有与第四组Apollo 16熔融样品相似的特征,表明NWA 15528具有典型的斜长质高地月球陨石成分.全岩化学成分与Apollo样品数据及全月遥感结果对比表明,NWA 15528与月球背面长石高地地体(FHT)和亚铁斜长岩(FAN)有很强的亲缘关系.稀有气体同位素组成显示为太阳...     

高黎贡剪切带变形花岗质岩石中的长石细粒化和岩石流动特性

以高黎贡剪切带中发育的变形花岗质岩石为研究对象,主要通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、阴极发光仪(CL)和电子背散射衍射(EBSD)对其显微构造、组构以及矿物成分进行了精细的测试分析,重点针对岩石中的长石细粒化和流体制约因素进行了深入讨论.研究结果表明:(1)高黎贡剪切带中的变形花岗质岩石随糜棱岩化程度的增强,呈现出两个明显的端元变形岩石类型,即Ⅰ型-条带状花岗质糜棱岩和Ⅱ型-条带状超糜棱岩.(2)在Ⅰ型和Ⅱ型岩石中,主要矿物组合均为钾长石、斜长石、石英、黑云母和(或)白云母.然而其中Ⅰ型岩中矿物的成分含量为:钾长石(残斑为主)斜长石石英±黑云母;Ⅱ型岩中矿物的成分含量为:细粒化的斜长石钾长石石英±黑云母.(3) EBSD组构结果显示无论是Ⅰ型-条带状花岗质糜棱岩,还是Ⅱ型-条带状超糜棱岩,条带状石英在Y轴方向形成最大c轴0001主极密的结晶学优选定向,表示以柱面a滑移系发育为主;而Ⅱ型-条带状超糜棱岩基质中的石英单颗粒在X轴方向形成最大c轴0001主极密的结晶学优选定向,指示了柱面c滑移系.(4)Ⅱ型-条带状超糜棱岩基质中分布的钾长石矿物变形是以(100)[010]滑移系的发育占主导地位的位错蠕变动态重结晶,斜长石矿物呈现较弱的EBSD组构,表现出颗粒边界为主的滑移超塑性流动特征.值得注意的是从Ⅰ型-条带状花岗质糜棱岩到Ⅱ型-条带状超糜棱岩中,变形长石残斑主要为钾长石.在角闪岩相剪切变形过程中钾长石呈现出明显细粒化以及矿物相、矿物成分和结构的转变,表现为钾长石矿物残斑被细粒化斜长石和石英颗粒取代并伴随着流体作用.钾长石残斑的强烈细粒化进一步形成高应变局部化的超糜棱岩和整个岩石的超塑性流动.     

利用气孔大小分布和玻璃地球化学研究约束墨西哥波波卡特佩特火山脱气过程

波波卡特佩特火山爆炸式喷发活动是对周围人口稠密地区的一个严重威胁,因此在短时间内认识喷发类型（从爆炸式到熔岩盾形成）指标的变化是非常重要的。本次研究,我们给出来自波波卡特佩特火山5次主要普林尼武喷发（大约23～1．2ka）、2001年部分熔岩盾坍塌时的小喷发和1997年4次喷发（5月11日、6月14日、15日和30日）产生的原生碎屑中气孔大小分布（VSD）和基质玻璃成分分析的结果。对基质玻璃主元素的分析（WDS—EPMA）可以估计出喷发的岩浆进入不平衡（晶体和岩浆之间）的深度,通过利用Blundy和Cashman（2001）的石英一钠长石一正长石三元系计算平衡压力来获得。利用CSD软件通过气孔大小分布分析定量解释原生碎屑（浮岩或火山渣）结构来建立岩浆上升时的物理变化和喷发条件之间的关系。原生碎屑内气泡化的程度和类型也与喷发的类型和持续时间有关,特别是可用来识别气孔结构的变化,这种变化代表了从爆炸式到熔岩盾喷发的转变（Manganand Sisson,2000;Adamsetal,2006）。本次研究给出了波波卡特佩特火山比早期认为的更为复杂的岩浆存储历史,这对该火山目前的研究是一个重要的贡献。     

利用气孔大小分布和玻璃地球化学研究约束墨西哥波波卡特佩特火山脱气过程

波波卡特佩特火山爆炸式喷发活动是对周围人口稠密地区的一个严重威胁,因此在短时间内认识喷发类型(从爆炸式到熔岩盾形成)指标的变化是非常重要的。本次研究,我们给出来自波波卡特佩特火山5次主要普林尼式喷发(大约23~1.2ka)、2001年部分熔岩盾坍塌时的小喷发和1997年4次喷发(5月11日、6月14日、15日和30日)产生的原生碎屑中气孔大小分布(VSD)和基质玻璃成分分析的结果。对基质玻璃主元素的分析(WDS-EPMA)可以估计出喷发的岩浆进入不平衡(晶体和岩浆之间)的深度,通过利用Blundy和Cashman(2001)的石英-钠长石-正长石三元系计算平衡压力来获得。利用CSD软件通过气孔大小分布分析定量解释原生碎屑(浮岩或火山渣)结构来建立岩浆上升时的物理变化和喷发条件之间的关系。原生碎屑内气泡化的程度和类型也与喷发的类型和持续时间有关,特别是可用来识别气孔结构的变化,这种变化代表了从爆炸式到熔岩盾喷发的转变(Mangan and Sisson,2000;Adams et al,2006)。本次研究给出了波波卡特佩特火山比早期认为的更为复杂的岩浆存储历史,这对该火山目前的研究是一个重要的贡献。     

北京地区碳酸盐糜棱岩和碳酸盐假熔岩碳氧同位素组成的初步研究

北京地区部分碳酸盐糜棱岩和碳酸盐假熔岩碳氧同位素组成的测试结果表明,碳酸盐岩在发生塑性变形时其δ13C、δ18O值均有不同程度的降低。同位素证据表明,碳酸盐糜棱岩的形成温度较低,并具有缓慢冷却的生成环境;碳酸盐假熔岩具有高温淬冷的同位素地球化学特征,它的形成可能与发震断层的迅速破裂过程有关。研究断层面附近产出的碳酸盐岩的稳定同位素组成对确认古地震事件是有意义的     

东太平洋海隆13°N附近枕状玄武岩中斜长石微斑晶和玻璃边缘的热液蚀变:SEM和EDS研究

海底热液流体-岩石相互作用可从岩石中淋滤出元素,形成成矿流体,进而能对近海底水体的化学组成产生影响.本文使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了东太平洋海隆13°N附近,取自一个拖网站位(103°57.62′W,12°50.55′N,水深2480 m)的枕状玄武岩中斜长石微斑晶和玻璃边缘的热液蚀变特征.结果表明,斜长石微斑晶和玻璃的边缘呈现出轻微的化学蚀变,而枕状玄武岩样品内部的辉石和橄榄石微斑晶没有受到热液流体的影响.进一步,可以将斜长石微斑晶和玄武质玻璃边缘的化学蚀变分别划分为5和4种类型.斜长石微斑晶和玻璃边缘中热液蚀变所导致的化学变化意味着枕状玄武岩表面发生的热液流体-斜长石微斑晶和/或玻璃相互作用的程度不同.如果热液流体-斜长石微斑晶和/或玻璃相互作用的程度相对较弱,则Si,Al,Ca和Na呈现出由斜长石微斑晶和/或玻璃内侧向外扩散的趋势,并导致这些元素分别在斜长石微斑晶和玻璃的边缘外侧聚集.在热液流体-斜长石微斑晶和/或玻璃相互作用程度相对较强的期间,Si,Al,Ca和Na也由斜长石微斑晶和/或玻璃内侧向外扩散,但这些元素在斜长石微斑晶和玻璃边缘的含量均相对较低.基于斜长石微斑晶和玻璃边缘的化学变化,可估算出在热液流体和海底枕状玄武岩相互作用期间,导致斜长石微斑晶边缘中Si,Al和Fe含量的变化率分别达到10.69%,17.59%和109%.类似地,玻璃边缘中Si,Al和Fe含量的变化率则分别达到9.79%,16.30%和37.83%.     

月球富钛玄武岩喷发对月球生热元素丰度的约束

近几十年来,对月球的遥感观测以及对月岩样品的分析揭示了月海玄武岩、镁铁质月球玻璃等的时间和空间分布特征,其被认为与月幔的热化学演化密切相关,并且引出了许多解释模型.本文考虑月球结晶末期在上部形成的致密的钛铁矿层和下部的月幔,由于密度原因钛铁矿层发生倒转,之后受热上涌产生玄武质岩浆等的演化过程,从热化学演化的角度为月海玄...     

浅层断裂韧滑流变的实验分析

选取湘中浅层花岗岩和不同颗粒度的岩石进行高温高压糜棱岩成岩实验,获得其形成的温压条件和微观变形.再同断裂带中所产生的天然韧滑流变糜棱岩一起做TEM观察测试,计算出人工糜棱岩位错密度、流变应力和应变速率分别为3.20×109/cm2,139.32MPa和6.39×10-10S.这与天然糜棱岩的有关数据基本处于同一数量级.以此成岩模拟实验为基础,通过干湿样品实验比较、原岩化学分析以及同法国中央地块、江苏连云港等中深层次糜棱岩的综合分析对比,初步确定浅层岩石流变变化的有关参数,也说明了岩石圈垂向深度流变的多重性和总趋向性.     

长白山天池火山千年大喷发空降浮岩碎屑的形貌特征和最终沉降速度

碎屑的形貌参数是计算碎屑最终沉降速度公式中的一个重要参数,而以往在计算中只是把碎屑假设为球形或椭球形,未对其进行详细研究.通过对长白山天池火山千年大喷发产生的空降碎屑的形貌分析得到一些新的认识:空降碎屑以浮岩为主,浮岩碎屑的形态不规则,从等轴状到拉长状,从次圆状到棱角状都有.随着浮岩碎屑粒径的减小,颗粒拉长现象明显,拉...     

角闪石高温脆-韧性转变变形的显微与亚微构造证据——以滇西点苍山深变质剪切糜棱岩为例

对点苍山地区高温变形角闪质岩石应用光学显微镜和透射电子显微镜侧重开展了显微与亚微构造分析, 同时利用电子探针分析并结合应用角闪石地质压力计和角闪石-斜长石地质温度计, 揭示了中部地壳环境(约637℃和0.653 GPa)角闪石高温脆-韧性转变条件下的变形机制. 结果表明: (1) 中部地壳剪切变形形成的角闪质糜棱岩具有典型的糜棱结构, 由粗大的变形残斑和细小的基质颗粒所组成. 岩石中不同矿物具有截然不同的变形表现, 角闪石和长石表现出强烈的细粒化, 石英以重结晶生长为特点; (2) 角闪石具有典型的脆-韧性转变属性, 糜棱岩中具有不同结晶学方向的角闪石晶体颗粒呈现为"硬(Ⅰ型)"和"软(Ⅱ型)"残斑. "硬"残斑很少有明显的晶内变形, 或局部出现微破裂作用和位错缠结. "软"残斑遭受强烈变形, 初期也以位错缠结(核部为代表)为主, 但随后出现的双晶作用和位错的滑移与攀移(可能是由于水解弱化引起)使之转变形成细小的动态重结晶基质颗粒. 两种类型的残斑和基质的显微与亚微构造特点对于角闪石的脆-韧性转变表现给予了最好的论证; (3) 双晶成核重结晶机制是脆-韧性转变条件下角闪石动态重结晶的一种重要过程. 在双晶成核重结晶机制中, (100)[001]双晶滑移与位错蠕变(滑移与攀移)相互促进、共同作用.     

角闪石高温脆-韧性转变变形的显微与亚微构造证据

对点苍山地区高温变形角闪质岩石应用光学显微镜和透射电子显微镜侧重开展了显微与亚微构造分析, 同时利用电子探针分析并结合应用角闪石地质压力计和角闪石-斜长石地质温度计, 揭示了中部地壳环境(约637℃和0.653 GPa)角闪石高温脆-韧性转变条件下的变形机制. 结果表明: (1) 中部地壳剪切变形形成的角闪质糜棱岩具有典型的糜棱结构, 由粗大的变形残斑和细小的基质颗粒所组成. 岩石中不同矿物具有截然不同的变形表现, 角闪石和长石表现出强烈的细粒化, 石英以重结晶生长为特点; (2) 角闪石具有典型的脆-韧性转变属性, 糜棱岩中具有不同结晶学方向的角闪石晶体颗粒呈现为“硬(Ⅰ型)”和“软(Ⅱ型)”残斑. “硬”残斑很少有明显的晶内变形, 或局部出现微破裂作用和位错缠结. “软”残斑遭受强烈变形, 初期也以位错缠结(核部为代表)为主, 但随后出现的双晶作用和位错的滑移与攀移(可能是由于水解弱化引起)使之转变形成细小的动态重结晶基质颗粒. 两种类型的残斑和基质的显微与亚微构造特点对于角闪石的脆-韧性转变表现给予了最好的论证; (3) 双晶成核重结晶机制是脆-韧性转变条件下角闪石动态重结晶的一种重要过程. 在双晶成核重结晶机制中, (100)[001]双晶滑移与位错蠕变(滑移与攀移)相互促进、共同作用.