地壳不同构造层次岩石变形机制及其构造岩类型

构造岩记录地壳构造变形演化重要信息,其成因、分类与命名一直没有统一认识。本文对构造岩变形机制、控制因素和构造岩分类进行系统总结。认为构造岩形成受物质成分、变形机制、应变速率、流体、温度、压力等因素控制,是物质成分与物理化学条件、变形机制等众多变量的函数。变形机制包括破裂作用、碎裂流动、晶质塑性、物质扩散、重结晶作用和超塑性流动,不同变形机制出现在不同地壳构造层次中,形成不同的显微组构。依据成因机制、物质组成和组构等标志对构造岩分类与命名进行重新修订,将构造岩划分为碎裂岩系列和变质构造岩系列,前者发育在地壳浅构造层次上,以破裂作用和碎裂流动变形机制为主;后者发育在中深部构造层次上,以晶质塑性、重结晶作用、物质扩散作用和超塑性流动作用为主。碎裂岩系列划分碎裂岩、角砾岩、微角砾岩、超碎裂岩、断层泥和假玄武玻璃;变质构造岩系列划分为构造片岩、糜棱岩和构造片麻岩。依据岩石流变性质、变形机制和构造岩分布,地壳构造层次划分为：脆性域,变形机制以碎裂作用和碎裂流动为主,发育碎裂岩系列;脆-韧性转换域,以晶质塑性、物质扩散和重结晶作用为主,并伴随有碎裂作用,形成糜棱岩、千糜岩和构造片岩;低温韧性域,以晶质塑性、物质扩散和重结晶作为主,发育糜棱岩与构造片岩;高温韧性域,以超塑性蠕变和重结晶作用为主,形成构造片麻岩。

     

全球陨击构造信息系统(EMISIS)的开发与应用

陨石、彗星、小行星对地球的撞击作用是 2 0世纪末及2 1世纪初的地学界、天文界以及其他科技界一个研究热点。结合我们对这一课题的研究需要 ,我们编制了全球陨击构造信息系统 (Ｅａｒｔｈｍｅｔｅｏｒｉｔｅｉｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ,ＥＭＩＳＩＳ)。我们使用了关系型数据库作基础 ,以Ｍｉ ｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＦｏｘｐｒｏ 6.0等软件为开发工具 ,经过近两年的努力工作编制而成。笔者在 2 0 0 0年 8月之后 ,于巴西召开的第 3 1届ＩＧＣ国际地质大会收集到各国学者发表的有关陨石、彗星、…     

广东湛江陨击混杂堆积层的发现及其意义

通过野外地质调查和取样分析,首次在广东湛江地区中更新统早期的北海组地层中发现了一层罕见的陨击混杂堆积层,它是陨击作用下的特殊产物,是北海组含砾砂、粘土质砂在陨击高温作用下烧结、抛射堆积而形成的。陨击混杂堆积层主要分布在湛江坡头的部分地区,有的出露地表,有的为第四系所覆盖,厚度大约为0·1~4m。陨击混杂堆积层中共生玻璃陨石(雷公墨)。陨击混杂堆积层中的击变岩砾石与原岩相比较,Si O2的含量明显减少,Fe2O3的含量明显增加,其他化学成分及含量与原岩近于一致。陨击混杂堆积层的发现可能对澳大利亚—东南亚微玻璃陨石场陨击源坑的寻找和探讨该期玻璃陨石和微玻璃陨石与靶岩之间的关系有重要意义。     

青藏高原东缘—扬子特提斯构造域深部结构与地壳形变研究

青藏高原东缘和扬子西缘的构造带是中国特提斯构造域的重要组成部分,该构造域受欧亚板块与印度板块陆—陆碰撞、高原隆升、块体裂解或拼接挤压等强烈构造活动的影响,记录和保存了多期次的特提斯构造演化历史痕迹。同时,该研究区域也是中国西部地区地壳形变最强烈的地区之一,其浅表形变特征与深部构造之间存在怎样的关联和制约机制是目前国际地球科学的一个研究热点。本研究依据作者十多年来持续在该区域开展的地质—地球物理研究,通过深部地球物理多参数结构成像、沉积盆地分析、地壳形变和强震孕育机制等综合对比分析,发现在青藏高原东缘的下地壳存在低速和高泊松比异常带,该异常体与来自青藏高原上涌的软流圈热物质汇聚,导致从扬子西缘到青藏高原的下地壳和上地幔的深部结构发生显著变化。沿着龙门山断裂带,中、下地壳存在交叠相间的低速(高泊松比)和高速(低泊松比)区域,这些深部结构分布特征与地表形变及前陆盆地隆坳格局具有较好的一致性。基于上述认识,提出了青藏高原东缘—扬子板块的深部接触模式及其相应的盆山耦合关系,阐明了板块碰撞—耦合的深部动力学过程对剧烈地壳形变、盆地隆坳格局和强震诱发的制约关系。本研究成果将为深入认识青藏高原东缘高原急剧隆升、盆地基底结构与隆拗格局,以及强烈地壳形变的深部动力学机制提供参考信息。     

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

青藏高原重力场特征和地壳构造

本文利用布格重力异常图,结合其它地质和地球物理资料,探讨了青藏高原区域重力场和剩余重力场特征及所反映的地壳构造。     

海南岛前寒武纪地壳构造演化

在系统总结和分析前人成果的基础上，运用前寒武纪地质学新理论和同位素代学方法，对海南岛前寒武纪地壳的组成，时代和演化进行了研究和讨论，初步将海南岛前寒武纪基底岩系划分为中新太古宙紫苏花岗岩－片麻岩系，琼西古中元古宙绿岩系和中元古宙花岗岩类以及石绿新元古宙变质沉积－火山岩系等３种地质实体，并将前寒武纪构造演化划分为新太古宙结晶基底形成，古中元古宙陆壳断裂，中元古宙俯冲造山和新元古宙裂陷－冰川事件４大演     

沉积岩和地壳演化：构造背景和长期变化趋势

在太古与后太古界面上,活动构造背景下沉积的浊积岩成分有重大变化。与后太古活动边缘浊积岩相比,太古绿岩浊积岩表现出更一致的Th/Sc值(但具有与后太古浊积岩相近的平均值),较大的HREE亏损(GdN/YbN>2),较小的Eu亏损(大多数Eu/Eu~*>0.85)和缺少较低的Th/u比值(Th/u>3)。这些数据表明在太古代期间存在着不同的地幔源区和或不同的地幔熔融条件。壳内分异岩(较老的克拉通或年轻的分异弧)对太古代浊积岩源区成分的影响就显得相对不重要了。相反,在高级地体的太古代地台层序中保存的一些沉积岩表现出较大的Eu负异常,与大多数后太古页岩相似,这表明,包括壳内分异作用的克拉通化的一般过程至少从3.8Ga起就已发生了。但几方面证据又说明,这样的地区总范围较小。从平衡的角度上讲,沉积物数据应与太古代顶部上地壳成分变化相一致,代表了地质记录中第一次特性。人们普遍的意见是,陆壳生长的主幕出现在太古代顶部,地壳的生长在整个地球历史上也表现出这种幕的性质,地壳生长好象也发生在早期。大多数模型认为地壳的50％大约在2.5Ga时就有了。早期地壳生长与较热的太古代地球有关,但地壳演化的不连续性了解得还不是很清楚,对于一个连续的冷却地球,考虑到超大陆旋回的影响,就有可能协调统一这些特性了。超大陆旋回出现在晚太古代,并重叠在地球长期冷却的格架上。     

海南岛白沙陨击坑及其成坑陨石

海南岛白沙陨击坑是一个直径约３．５ｋｍ的环形镶边坳陷，组成陨击坑边缘的环形山连续性好，并具二元结构；下部是层理清晰的下白垩统紫红色砂岩，其中长石、石英等粒状矿物普遍受冲击破碎，发育有冲击微页理和击变玻璃，云母呈膝折状变形；上部是冲击角砾岩块杂乱堆垒成的溅射覆盖层，冲击角砾岩因冲击熔融结晶而貌似凝灰岩，但其中矿物成分十分复杂，含有镁橄榄石、镍纹石以及高密度石英等，岩石化学计算结果说明它是由砂岩变质而成的，与火成岩无关。坑内保留有回落角砾岩，常见到沿裂缝贯入的脉状角砾岩。在陨击坑内找到了重３．７５ｋｇ的石陨石碎块，其中含碱硅镁石、陨铁大隅石、四方镍纹石、陨硫钙石和陨硫铁等陨石标型矿物，但不具球粒结构，ＣａＯ含量为９．１９％，属富钙的无球粒陨石，认为是白沙陨石坑的成坑陨石。在陨击坑中找到富钙无球粒陨石，为陨击坑提供了最直接可靠的证据，也为石陨石撞击成坑提供了实例。