岩石热导率与声波速度的相关分析

本文分析了热导率与纵、横波之间的相关关系;探讨了影响波速测试的几个主要因素;指出用超声检测技术测试岩石热导率是可行的。     

南苏鲁造山带的超高压变质岩及岩石化学研究

在南苏鲁造山带核部，古老的表壳岩和花岗质侵人岩经历了三叠纪的超高压变质作用，在超高压变质岩石抬升过程中经历了强烈的角闪岩相退变质作用改造。据岩相学和岩石化学研究，可以区分出六大类典型超高压变质岩：榴辉岩、石榴石橄榄岩、石英硬玉岩、石榴石多硅白云母片岩、硬玉石英岩和石榴石绿辉石文石岩。这些岩石的角闪岩相退变质产物分别是斜长角闪岩、蛇纹岩、长英质片麻岩、长石石英云母片岩、石英岩和大理岩。地球化学研究揭示，榴辉岩的原岩很可能是形成在大陆内部构造环境的拉斑玄武岩，而石榴石橄榄岩可能是起源于亏损的残余地幔。石英硬玉岩原岩包括正变质的花岗岩和奥长花岗岩、副变质的酸性火山碎屑岩和长石石英砂岩。大面积分布的古老花岗岩很可能是形成在大陆或大陆边缘环境。长石石英云母片岩、石英岩和大理岩的原岩为沉积岩，与副变质的长英质片麻岩和基性火山岩—起构成了古老的表壳岩组合。双峰式的酸性和基性火山岩组合的存在也证明部分表壳岩是形成在大陆环境。因此，可以推测南苏鲁造山带核部的超高压变质岩原岩为形成在大陆板内环境的沉积岩—酸性和基性火山岩—花岗岩和奥长花岗岩建造。     

大别山五庙超高压变质岩的变形构造

含柯石英榴辉岩、高压片麻岩的五庙超高压变质岩与外围低压片麻岩以逆冲断层呈构造侵位关系,而在其内部榴辉岩与高压片麻岩为非构造接触,并且发育有榴辉岩相静态重结晶构造以及在纯剪应力状态下的前角闪岩相变形构造Ｄ１和在顶端指向ＮＮＷ运动的单剪应力状态下的角闪岩相变形构造Ｄ２。     

超高压变质岩的塑性流变学

岩石流变作用是大陆造山作用的基本特征,超高压岩石的形成和折返过程也是大陆深俯冲带内物质的复杂流变过程。要深入理解大陆造山带的造山作用和大陆壳岩石的深俯冲和折返动力学过程,必须对大陆地壳及地幔岩石的流变学进行深入研究。岩石圈流变学的主要研究内容主要包括流变学分层性、变形分解和应变局部化及大陆壳岩石部分熔融作用的流变学效应等。应用岩石圈流变学的基本原理和方法,分析了大别-苏鲁超高压变质带中超高压变质岩的塑性流变特点,探讨了超高压变质岩形成和折返过程的塑性流变学。     

超高压变质岩中微粒金刚石的发现及其动力学意义

概述了目前仅有的几个发现微粒金刚石的地区如哈萨克斯坦，挪威西部和我国中等部地的超高压变质岩的最新研究成果，并指出这些变质岩中微粒金刚石为变质成因，变质流体对微粒金刚石的形成具有十分重要的意义。     

中国超高压变质岩十五年研究进展

本文对20世纪80年代以来中国超高压变质岩研究的历史做了简要回顾，列举了该领域的5项重要进展，即：①发现了大批超高压变质岩，使中国的大别山-苏鲁超高压变质岩带成为世界之最；②通过细致的矿物学研究，确认低密度的陆壳岩石可以被俯冲到地下200多公里深处，经历超高压变质作用；③多种同位素体系定年结果表明，大别山-苏鲁超高压变质作用是在中生代早期扬子板块俯冲到中朝板块之下时发生的；④对超高压变质岩中O、C、H等同位素的研究进一步表明，超高压变质作用过程中并无大规模流体活动，大气水的O同位素成分可被带到地幔深处而不改变；⑤通过对岩石学、矿物学、年代学、构造地质学、地球物理学等多学科资料的综合研究，提出了超高压变质地体的多阶段折返模式。文中对目前超高压变质岩研究中的几个争论焦点做了归纳。     

苏鲁超高压变质岩中地震波速随围压的变化规律

我们在10~800MPa的静水压力下测量了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔岩心和采自苏鲁地区地表露头上的共68块典型超高压变质岩试样的地震波速,并建立了波速和围压的定量关系,成功地解释了描述这一定量关系方程中4个参数的物理意义。笔者相信,本文将为超高压变质岩地区以及新老俯冲带地震波资料的解释提供必不可少的理论和实验支撑。     

高压、超高压变质岩形成深度讨论

根据硅酸盐矿物压缩系数的实测值与一些地质现象结合，提出岩石圈中壳幔边界处可能存在负荷压力与来自地幔的压力结合而形成一种复合的压力状态，可以在莫霍面附近造成形成含柯石英和金刚石的超高压变质岩的地质环境，其前是造成来自地幔向上压力过程的速率要大于地壳释放压力的地质过程的速率，并同时提出地深增压率的概念和在地质上的一些表征．最后结合桐柏—大别高压、超高压变质岩的地质事实提出一个高压、超高压变质成因的模型     

大别超高压变质岩折返过程中的部分熔融作用

研究表明,在大别超高压变质岩的折返过程中,超高压变质岩一方面要经受中下地壳所特有的角闪岩相退变质作用,另一方面要在合适环境下发生部分熔融作用,超高压变质岩在中下地壳的减爱变和部分熔融作用,是一个重要的物理化学过程,它可以降低岩石的强度,提高岩石的可变性,促进挤压（碰撞）体制向伸展体制的转变。超高压变质岩折返过程减压退变和部分熔融作用的确定,进一步支持了“原地”观点。它不仅说明了超高压榴辉岩石和围岩     

苏鲁大别及其周围地区深部P波速度结构特征的初步分析

本分析了苏鲁大别及其周围地区200km深的地震波速度结构。对上地幔50至200km不同深度的水平切面的速度结构特征进行了详细研究。结果表明,位于大别山地区下的西南侧存在着一个呈西北一东南延展的带状高速区;在苏鲁东海地区的下方,及东北方面也有高速度区域存在。这两个高速度区不相连。在大别山区东北端区与苏鲁超高压变质带的南端地区深部的两个高速区之间,即郯庐断裂的中部存在一个西北-东南延展的低速度区。大别山区下方深部呈现明显的速度梯度变化带。大别山区东端边界也是速度梯度变化带。郯庐断裂的北段,即与苏鲁超高压变质带为邻的部分下方,似乎是一个速度分界带或速度不连续带。郯庐断裂的北段下方的速度结构与其两侧地区的速度结构明显不同。该段的两侧速度结构常常存在着明显差异。     

Partial Melting Processes During Exhumation of Ultrahigh-Pressure Metamorphic Rocks in Dabieshan, China

INTRODUCTIONUptonowthereisinagreementonthetectonic-dynamicbackgroundoftheformationofUHPmetamorphicrocks,i.e.,theUHPMrocksareproductsofobliquecollisionbe-tweentheYangtzeandSinokoreancratonsinIndosinianstage(Jahn,1998lWangandCong,l998,1996;Lietal.,l997,l996iHackeretal.,l996ILiouet.al.,l9961Okay;Sen-gor,l993,CongandWang,l994;Sengor,1993).Buthowthesemetamorphicrocksareformedatmantledepthexhumedbacktothesurfacesorapidlyisstillastandingproblem-TheexhumationofUHPMrocksisacomplextectoni…     

大别山超高压变质岩的显微构造与有效黏度

超高压变质岩提供了研究大陆俯冲隧道中岩石的变形机制和流变差异性的窗口。文章使用电子背散射衍射技术分析了大别山超高压变质带的榴辉岩和长英质片麻岩的显微构造。榴辉岩中的石榴子石基本呈无序分布,绿辉石发育较强烈的晶格优选定向,[001]轴的极密平行或近平行于拉伸线理,(100)面的法线近垂直于面理,退变榴辉岩中角闪石的(100)[001]组构可能继承了绿辉石的晶格优选定向。退变榴辉岩和长英质片麻岩中的石英记录了(0001)低温底面滑移和{1010}中温 柱面滑移,反映了超高压变质岩折返到中地壳的韧性变形;而斜长石的(001)<110>和(010)[100]组构形成于折返到下地壳的角闪岩相变质条件（>600℃）。根据主要矿物的流变律计算了俯冲与折返过程中无水矿物的有效黏度变化。俯冲过程中,钠长石=硬玉+石英的分解反应以及石英-柯石英相变导致长英质片麻岩的有效黏度和密度都显著增高,有利于陆壳深俯冲。但是折返过程中由于温度较高,这两个反应带来的有效黏度变化较小。>80 km深度,石榴子石的流变强度>硬玉>绿辉 石>柯石英,俯冲上地壳的流变由柯石英和硬玉控制,下地壳的流变由绿辉石和石榴子石控制。超高压变质岩流变强度的差异有助于上—下地壳力学解耦,使相对低密度、低黏度的上地壳物质在俯冲隧道内快速折返。     

超高压变质带的全球分布及其大地构造意义

对全球28个超高压变质岩产地的地质对比研究发现,超高压变质带的发育,与弧-陆和陆-陆碰撞造山带关系密切。碰撞造山带多发育于活动的大陆边缘。在那里,冷的陆壳物质可以深俯冲到另一个相对稳定的未俯冲的板块之下,其深度可以超过90~120 km,在高压达>2.5 GPa和温度约600℃或更高条件下,导致超高压特征矿物如,柯石英、金刚石等的生成。在空间分布上,超高压变质带集中于欧亚大陆及其周缘,澳洲和北美目前尚未有报道。从时代上看,超高压变质带多出现于显生宙,前寒武纪只有晚元古代（泛非运动期）少数两例。说明以超高压变质带为特征的碰撞造山作用,是显生宙以来,陆壳增生达到一定的规模后,才出现的构造体制;Rodinia和Pangea古大陆的裂解,使地温梯度降低,从而有利于超高压变质带的生成。     

大别造山带超高压变质岩折返隆升的地层学证据—毛坦厂组榴辉岩砾石的启示

大别山北缘地区发育厚达近万米的中新生代碎屑岩，它们记录着大别山造山带和在株罗纪以来的演化历史。在安徽省六安地区毛坦厂组中，发现多块榴辉岩砾石。砾石新鲜，质地坚硬，表明属于第一旋回砾石。榴辉岩由石榴子石、多硅白云母、绿帘石、石英、金红石等组成。具有明显的退变质作用，发育以钠长石和闪石类组成的后合成晶、以及石榴子石周边的次为边。石榴子石以铁铝榴石和钙铝榴石为主，恪地C类榴辉岩。根据其特征应该属于大别山南部和北部超高压榴辉岩。毛坦厂组层位确切，古生物化石和同位素年龄都表明以晚株罗世为主，这一发现表明，在晚株罗世，以榴辉岩为代表的造山带根部物质，即：超高压变质岩已经出露地表，并作为毛坦厂组的物源。因此，大别造山带超高压为质岩折返到地表，最迟在晚株罗世。     

中国东部东海地区超高压变质岩构造变形事件的^40Ar／^39Ar定年与超高压变质岩折返过程的重建

近年的研究表明,中国东部东海地区的超高压变质岩在折返过程中,经历了两期构造变形。早期的韧性变形发生在角闪岩相变质作用条件下,晚期的脆韧性变形发生在绿片岩相变质作用条件下。两期构造变形的运动矢量都表现为上盘向南东的运动。对被超高压变质岩构造掩覆的海州磷矿角闪岩相白云斜长片岩中白云母~(40)Ar/~(39)Ar定年,获得的218.0±2.9 Ma的坪年龄和219.8 Ma的等时线年龄,表明早期的角闪岩相变质变形事件发生在约220 Ma。对在第二期构造变形滑脱面上定向生长的角闪石~(40)Ar/~(39)Ar定年,获得了坪年龄为213.1±0.3 Ma,等时线年龄为213.4±4.1Ma,表明了晚期变形事件的可能时代;对在滑脱面附近生长的伟晶黑云母和伟晶钾长石的~(40)Ar/~(39)Ar定年,获得了黑云母的坪年龄为203.4±0.3 Ma和203.6±0.4 Ma,等时线年龄为204.0±2.0 Ma和200.6±3.1Ma;伟晶钾长石的坪年龄为204.8±2.2 Ma,等时线年龄为204.0±5.0 Ma,表明该区这些岩石直到侏罗纪初才冷却到黑云母和钾长石的K-Ar同位素体系的封闭温度。结合前人关于该区超高压变质作用发生在240Ma的年代学资料,推测该区超高压变质岩在240 Ma到220 Ma期间以3～4 km/Ma的折返速率从地幔(地表以下约80～100 km深处)折返到地壳中下部(约20～30 km深处),220 Ma到213     

北苏鲁超高压变质岩锆石中的矿物包体

北苏鲁莒南—岚山头—日照—桃行—仰口—荣成—威海一带榴辉岩的围岩经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压矿物组合已完全被后期退变矿物组合所取代。锆石微区阴极发光图像和矿物包体激光拉曼测试研究结果表明,132件不同类型岩石(包括榴辉岩、斜长角闪岩、正片麻岩、副片麻岩、大理岩、蓝晶石英岩、云母片岩和钙镁硅酸盐类变质岩等)锆石中,普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体。此外,在南苏鲁东海及其邻区的地表露头和一系列钻孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的超高压矿物包体。该项研究成果表明,在苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的陆壳岩石(约320km×20km×5km)曾发生过巨量物质深俯冲—超高压变质的壮观地质事件。