晓天—磨子潭断裂糜棱岩化过程的温压环境及其指示意义

晓天-磨子潭断裂带是大别造山带北部一条重要的断裂.探针分析表明,断裂带内糜棱岩中基质白云母每单位分子平均硅原子数大于3.3 p.f.u.,为典型的高压多硅白云母.利用Massonne多硅白云母压力计获得基质多硅白云母指示的平均压力值为1.0 GPa,由此计算断裂带变形深度为35 km左右.矿物变形记录的糜棱岩变形温度在600～700 ℃之间,对应的地温梯度为16.0～22.5 ℃/km.认为晓天-磨子潭断裂记录了高压-超高压岩石下地壳的折返事件,为同造山折返边界.糜棱岩中残斑白云母的探针分析结果与基质白云母相似,图解计算的压力与基质白云母相当,指示了变形的压力环境为残斑白云母生长的压力环境的极小值,推测糜棱岩原岩很可能经历了糜棱岩化之前的更高压力环境的变质作用.     

晓天—磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天—磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280°方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天—磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

晓天-磨子潭断裂后造山伸展活动的40Ar-39Ar年代学记录

晓天-磨子潭断裂是北大别杂岩带的北部边界,其早白垩世构造活动型式可以为北大别带穹隆演化过程提供制约.为了获得晓天-磨子潭断裂的活动时间,本次工作在详细的野外研究基础上,采集了一系列含黑云母、角闪石、白云母糜棱岩样品进行40Ar-39Ar年代学测试.采自佛子岭地区的XM31-2糜棱岩中角闪石获得了141.9 Ma的坪年龄,该样品变形温度接近于角闪石K-Ar体系的封闭温度,表明该年龄结果为最接近于变形年龄的冷却年龄,指示断裂带形成于141.9 Ma之前的晚侏罗世末或早白垩世初.断裂带糜棱岩中所记录的年龄结果表现出明显的东早西晚的规律,这指示北大别带内罗田穹隆的启动时间要晚于岳西穹隆.断裂带内东、西两段运动学上的差异指示其现今的几何学形态是经过后期构造运动改造而形成的.断裂带东段130 Ma的快速冷却事件的存在指示改造断裂带几何学形态的构造事件发生于130 Ma之后.     

晓天—磨子潭断裂带构造变形分析及其对大别山构造变形的启示

晓天—磨子潭断裂带是大别造山带非常重要的韧性剪切带之一,叠加在北大别灰色片麻岩之上。通过其构造几何学、运动学的研究表明:晓天—磨子潭韧性剪切带具有管壁状弯曲的几何学特征,运动学方式为沿NWW—SEE向近水平左旋剪切。地质温压计和变形矿物动态重结晶型式揭示了剪切带变形温度约618.2℃,地质压力约0.7GPa,相当于中下地壳环境。据此推测大别造山带曾上覆一管状背形韧性剪切层(大部分现已被剥蚀),晓天—磨子潭剪切带为其北界部分;造山带中下地壳物质曾发生近平行造山带走向的侧向流动。。     

晓天-磨子潭剪切带的早白垩世活动及其对北大别穹隆演化的制约

晓天-磨子潭剪切带是大别造山带内北大别杂岩带与北淮阳浅变质岩带的地表分界线,其构造演化特征可以为北大别穹窿的形成演化提供重要制约.本次由此韧性剪切带内4个未变形岩体的锆石样品进行LA-ICP MS U-Pb年龄测定得知,该韧性剪切带形成于早白垩世130～120 Ma期间,为后造山伸展断层.构造分析表明,这条剪切带形成于北大别穹窿深处,为一条平缓韧性拆离剪切带.其形成指示北大别单元在早白垩世初的造山带重力垮塌中发生了深部地壳物质的韧性侧向流动,而该剪切带则是地壳物质韧性侧向流动的上部运动边界.在随后的大规模岩浆上升与浮力增加中,该剪切带与北大别穹窿一起发生隆升而变陡,并随着不均匀隆升而使剪切带出现现今的几何学特征.晓天-磨子潭剪切带的演化显示北大别穹窿是由大别造山带晚造山伸展过程中形成的变质核杂岩组成的.     

大别山晓天—磨子潭韧性剪切带主要造岩矿物的变形与应变分析

大别山北缘的晓天—磨子潭韧性剪切带主体发育在北大别片麻岩之上,具有近水平左行剪切的运动学特征;剪切带自中心向外围依次发育超糜棱岩、糜棱岩、初糜棱岩、变形片麻岩(片岩)、围岩,发生变形的主要造岩矿物包括石英、长石、角闪石、云母等。岩石有限应变测量和矿物颗粒形态学优选方位统计显示,随着糜棱岩化程度的加强,主要造岩矿物平均粒径均呈递减变化;矿物长短轴所反映的应变均呈加强的趋势,矿物长轴与X的锐夹角皆逐渐变小;以90°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,变形矿物的长轴在钝角区间(顺剪切方向)有优选,以15°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,矿物定向存在一定对称性,即在锐夹角区的优选区间和钝夹角区的优选区间互为补角区间。此外,云母矿物的应变在不同样品中均显示最大,其次为石英、角闪石、长石;随着构造岩类型的不同,应变的变化趋势最明显的也是云母,其次为石英,角闪石和长石变化不明显;矿物长轴与X轴夹角的统计表明,云母、角闪石长轴与X轴锐夹角比石英、长石均偏小。矿物的变形还表明,指示剪切带剪切方式最明显的是云母类矿物,尤其是云母鱼构造,是判定运动方向的可靠标志,其次是角闪石,较之斜长石更易形成不对称残斑构造;综合矿物在剪切带中的含量和分布,结构特点,以及对剪切带应变反映的\"灵敏性\"等方面的因素,石英矿物最能表现剪切带的整体应变状态,是较为理想的应变标志矿物。上述结果表明不同矿物随变形环境的渐变,在粒径、应变、形态学优选等方面具有较统一的变化,即不同变形矿物在反映剪切带的剪切作用方式、应力—应变等特征时是较为一致的;同时不同矿物在上述变化中又表现出区别于其他矿物的各自特点,这反映了矿物自身的晶体结构、结晶形态、力学性质、变形习性等特性。所以,对于研究韧性剪切带而言,针对不同研究内容,要综合不同矿物的变形情况来选取合适的变形矿物及其变形组构来研究,才能得到更准确的结果和更合理的解释。     

大别山晓天-磨子潭断裂带石英脉流体包裹体的特征及其构造意义

晓天—磨子潭断裂流体包裹体的均一温度、盐度和捕俘压力研究结果表明:晓天—磨子潭断裂中石英脉中流体主要来自浅部,有多期次流体包裹体,流体包裹体的均一温度分为三个区间:140～180℃、190～240℃和270～340℃,反映了至少经历了三次强烈的流体活动。流体包裹体的盐度<10%,捕获压力<1.350×108Pa。总体上越靠近晓天—磨子潭断裂,包裹体的均一温度和盐度越高,捕获压力越大,局部地区的差异,能从断裂对流体控制上得到合理的解释;另外,流体包裹体的均一温度、盐度和捕获压力,在不同的显微构造,围岩性质、构造环境和时空范围中,发生不同的变化。一方面多次构造活动和热事件的驱动流体活动,另一方面流体的活动,降低了岩石脆—韧性变形的温压条件,促进了岩石的变形。     

晓天一磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天一磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280&#176;方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天一磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

秦岭沙沟街韧性剪切带的岩石磁学、磁组构和运动学涡度分析

秦岭商丹构造带内发育的晚三叠世沙沟街韧性剪切带蕴含大量地质信息,很好地记录了秦岭印支期碰撞造山过程。为了探究该剪切带的运动学特征及其动力学背景,在野外观测、显微构造分析的基础上,对其中发育的糜棱岩进行了磁组构和运动学涡度研究。岩石磁学和磁组构分析结果显示:样品的平均磁化率Km值总体较高,载磁矿物主要为磁铁矿等铁磁性矿物;磁化率各向异性度PJ值较大,表明构造变形较为强烈;形态参数T值多大于0,反映磁化率椭球体以扁球体为主;磁线、面理优势产状与野外观测到的矿物线、面理较为一致。结合磁组构、边界断层以及C面理产状,认为沙沟街韧性剪切带具有左行走滑挤压的运动学特征。运动学涡度Wk值及其分布特征表明,沙沟街剪切带中纯剪切作用所占的比重总体大于简单剪切作用,并且剪切带的核部应位于北界断层附近。综合分析认为,沙沟街韧性剪切带的运动学特征反映了总体斜向汇聚背景下的局部走滑挤压,与商丹带西段发育的同期韧性剪切带具有完全反向的运动学指向,这可能与碰撞导致的侧向挤出构造有关     

运动学涡度的理论与实践

一般剪切作用下,碎斑或顺剪切作用方向向前或逆向旋转向两特征方向或流脊(非旋转方向)靠拢。高应变条件下,二长比大于一特定值的碎斑,当其顺向或逆向旋转至以特征方向为渐近线的双曲线的稳定翼上时,便稳定下来不再旋转。二长比小于该值的碎斑将不断向前旋转。这一特定值位于该双曲线的顶点,相应的临界形态因子(B*)或/和两特征方向间夹角的余弦定义为运动学涡度(Wk)。Wk是确定一相关韧性变形带纯剪切和简单剪切组分相对大小的重要度量,是根据内旋转(涡度)与线应变速率之间的比值而定的数值度量。就变形带而言,一般剪切带的运动学涡度变化为0~1,纯剪切为零,简单剪切为1。这是一非线性尺度,纯剪切和简单剪切各占50%的运动学涡度为0.71,而不是0.5。运动学涡度可通过计算、图解(双曲线网(PHD)、刚性颗粒网(RGN)法、Passchier图解、Wallis图解)、极摩尔圆法和应力或瞬时增量应变方向获得。运动学涡度与有限应变测量相结合很可能是估算一地地壳减薄/伸展量或增厚/缩短量的最佳途径。变形过程中运动学涡度很可能变化,应根据不同时期形成的构造获得相应时期的运动学涡度。     

紫苏花岗岩成因及构造意义

紫苏花岗岩主要以地壳增生作用、玄武岩底侵地壳熔融、构造增厚地壳熔融、地幔下陷增厚地壳熔融几种方式形成，但紫苏花岗岩化与深层次韧性构造变形具有密切的成因关系。无论是缺乏流体(脱水熔融)还是存在流体(富CO2)的热作用都表明，从地壳岩石形成紫苏花岗岩需要低H2O环境。熔融作用高级阶段导致紫苏花岗岩和紫苏花岗岩-花岗岩杂岩的产生，这些条件可能在玄武质岩浆侵入下地壳提供热源的带中最常见。A型紫苏花岗岩形成的重要因素是共生流体相的成分，通常与非造山和造山后构造背景相关。造山带紫苏花岗岩化与深层次韧性剪切变形，特别是与造山作用过程的减压抬升揭顶作用具有密切关系。     

华南、华北地块中生代构造演化与超高压变质岩的折返机制

本文在讨论中国东部现有构造演化模式基础上,着重从华北与华南地块之间板块尺度的动力学过程剖析秦岭－大别中生代造山带构造演化,以及大别－苏鲁超高压变质地体的形成和折返过程。晚二叠世－中三叠世华南地块向华北地块持续挤压,陆壳大规模俯冲导致超高压变质作用的产生,而华北地块在晚三叠世至早侏罗世发生快速逆时针旋转,使得这一地区上地幔深度的超高压变质地体快速折返至下地壳。由于超高压变质地体侵位后,地壳结构、构造的差异,在南北地块的进一步挤压下,造成中国东部晚侏罗世－早白垩世郯庐断裂带的巨大左行剪切。     

郯庐断裂带（安徽部分）动力学演化及其构造意义

依据区域构造层划分,从最新地层内的断裂动力学分析开始,层层深入,层层筛选,采用计算机程序对所获的断层面上的擦痕统计分析计算,求得每个点上的古应力场状态,继而求得区域古构造应力场状态。确定发生于各个不同时代断裂活动的古应力场特征。最后确定了一个连续的、完整的古应力场演化序列表,结合区域构造变形特征分析,阐述断裂带的构造事件演化序列及其构造意义。     

柴北缘鱼卡河榴辉岩围岩的变质时代及其地质意义

利用阴极发光和LA-ICP-MS原位分析方法,对柴北缘鱼卡河超高压榴辉岩的直接围岩——石榴石白云母角闪钠长片麻岩和含蓝晶石的石榴石云母片岩进行了详细的锆石微量元素和U-Th-Pb同位素分析。结果表明,石榴石白云母角闪钠长片麻岩中的锆石主体呈浑圆状形态,内部结构以扇状和冷杉树状为主,稀土总量和重稀土含量均较低,重稀土富集程度低,具明显正Eu异常,Th/U比值均小于0.1,指示其形成在与石榴石平衡共生而不含斜长石的变质条件下。而含蓝晶石的石榴石云母片岩中的锆石显示明显的核-边结构,核部显示碎屑锆石特征,边部为与石榴石共生的变质新生锆石。LA-ICP-MS原位定年获得两种围岩的峰期变质年龄分别为(431±3)Ma和(432±19)Ma。这两组年龄在误差范围内一致,而且与已获得的紧邻的两类超高压榴辉岩的变质年龄((436±3)Ma和(431±4)Ma)以及带内指示大陆深俯冲作用时代的都兰含柯石英副片麻岩锆石的柯石英微区年龄(424~432Ma)完全一致。参考这两类岩石与超高压榴辉岩的野外产状关系、含蓝晶石的石榴石云母片岩的原岩特征以及榴辉岩中超过变质年龄达300Ma的原岩残核的存在,共同表明,柴北缘鱼卡河超高压变质地体是典型的大陆深俯冲碰撞作用的产物,本区大陆深俯冲发生的时代为430~435Ma的早古生代。     

镁铁-超镁铁岩的分类及其构造意义

镁铁-超镁铁岩分类是镁铁-超镁铁岩研究最基本的问题之一。镁铁-超镁铁岩（不包括金伯利岩、煌斑岩和碱性超镁铁岩等）按照产出的构造背景、岩石组合、伴生矿产大体可分为5类,即：蛇绿岩、义敦型岩体、阿拉斯加型岩体、层状侵入体和橄榄岩-闪长岩型岩体。蛇绿岩代表大洋岩石圈地幔及其分异物,义敦型代表大陆岩石圈地幔及其分异物,阿拉斯加型岩体来自岛弧、活动陆缘环境或具岛弧之下地幔特征的源岩,层状侵入体来自板内伸展构造背景,橄榄岩-闪长岩型岩体的构造背景与阿拉斯加型类似,但是也有产于板内环境的。蛇绿岩是学术界最关注的问题之一,笔者认为,1972年彭罗斯会议确定的蛇绿岩的定义仍然是适用的,斯泰因曼三位一体的概念仍然是有效的,而Delik的蛇绿岩定义和分类是不可取的。笔者认为,义敦型的概念是合适的和有用的。蛇绿岩与义敦型岩体有许多相似之处,但是,它们的构造含义不同。它们之间的区别不是依靠岩石组合本身,也不依靠地球化学,而是依靠野外产出位置和伴生的围岩性质以及构造情况。不同类型的镁铁-超镁铁岩形成的构造背景不同,伴生的矿产类型不同,具有不同的大地构造意义。在野外实践和室内研究中注意它们之间的区别,无论对于理论研究还是找矿研究都是非常重要的。     

秦岭商丹断裂带的构造样式与变形分析

商丹断裂带作为扬子板块与华北板块的缝合带,在秦岭造山带中占据重要的地位。对其进行精细的构造研究,是了解扬子板块与华北板块相互作用过程的关键。研究工作在商丹断裂带东段展开,对该带进行了详细的野外观察、显微构造观察、糜棱岩化过程中温度的估算、有限应变测量、差异应力的计算以及糜棱岩化过程中运动学涡度的计算。变形温压条件指示糜棱岩形成于中-高绿片岩相到低角闪岩相变质条件。差异应力计算结果指示商丹带具备大型构造动力特征。涡度分析表明该断裂带的变形以纯剪切作用占据主导作用,但包含有简单剪切的分量,从而证明了扬子板块与华北板块之间具有以碰撞挤压为主的斜向汇聚方式。     

Model for large strain consolidation under constant rate of strain

A numerical model, called CCRS1, is presented for one‐dimensional large strain consolidation under constant rate of strain loading conditions. The algorithm accounts for vertical strain, general constitutive relationships, relative velocity of fluid and solid phases, changing compressibility and hydraulic conductivity during consolidation, and an externally applied hydraulic gradient acting across the specimen. Soil compressibility is rate independent, and as such, the current model is most appropriate for less‐structured clays. Verification checks show excellent agreement with analytical and numerical solutions for small and large strain conditions. A series of numeric examples indicates that compressibility and hydraulic conductivity constitutive relationships can have an important effect on constant rate of strain consolidation response. Results also indicate that analytical solutions obtained using small strain theory can be in significant error for large strain conditions with changing coefficient of consolidation. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

贺兰山南部构造特征及其与固原-青铜峡断裂的关系

贺兰山南部的变形从经历的时间及方式上与贺兰山中北部有比较明显的区别.从构造和地层等方面论证了固原-青铜峡断裂通过贺兰山的具体地点,该断裂通过贺兰山后逐渐转为东西向;宁夏中部地区东西向构造是古生代弧型构造的一部分,由于后期的改造而成为现今的形式.黄河断裂和固原-青铜峡断裂控制了贺兰山南部的构造发育,由这两断层夹持的块体(卫宁北山)在新生代向东运动,在该块体的东部由于东西向的挤压形成了许多构造,一些山体隆起的原因可能是来自西部卫宁北山向东的挤压.     

Kinematic,finite strain and vorticity analysis of the Sisters Shear Zone,Stewart Island,New Zealand

The Sisters Shear Zone (SSZ) on Stewart Island, New Zealand, is a greenschist-facies extensional shear zone active prior to and possibly during the development of the Pacific–Antarctica spreading ridge at ∼76 Ma. We report quantitative kinematic and rotation data as well as apatite fission-track (AFT) ages from the SSZ. Early kinematic indicators associated with the NNE-trending stretching lineation formed under upper greenschist-facies metamorphism and show alternating top-to-the-NNW and top-to-the-SSE senses of shear. During progressive exhumation lowermost greenschist-facies and brittle-ductile kinematic indicators depict a more uniform top-to-the-SSE sense of shear in the topmost SSZ just below the detachment plane. Deformed metagranites in the SSZ allow the reconstruction of deformation and flow parameters. The mean kinematic vorticity number (W_m) ranges from 0.10 to 0.89; smaller numbers prevail in the deeper parts of the shear zone with a higher degree of simple shear deformation in the upper parts of the shear zone (deeper and upper parts relate to present geometry). High finite strain intensity correlates with low W_m and high W_m numbers near the detachment correlate with relatively weak strain intensity. Finite strain shows oblate geometries. Overall, our data indicate vertical and possibly temporal variations in deformation of the SSZ. Most AFT ages cluster around 85–75 Ma. We interpret the AFT ages to reflect the final stages of continental break-up just before and possibly during the initiation of sea-floor spreading between New Zealand and Antarctica.