吉林古陆边缘新太古-古元古代过渡时期变质杂岩构造演化史

新太古代-古元古代过渡时期变质杂岩构造演变的运动学和动力学过程是地球科学核心问题之一. 针对吉林古陆边缘变质杂岩成因归属方面的争议, 以吉林板石沟地区为例, 在新太古代-古元古代过渡时限内(2600~2000 Ma), 从早到晚、从古陆中心到边缘, 初步查明古板块动力体制发生一系列变化, 即古板块板底垫托、水平推移、俯冲、板内伸展和拆离构造; 对应控制地壳运动方式共有5种: 古陆垂直运动、古陆水平运动、古陆拉张与接触带剪切、古陆边缘隆-滑运动、层间滑动; 最终产物分别形成5种构造岩: 构造片麻岩、片麻杂岩、片麻杂岩-糜棱岩、糜棱岩、片糜岩, 构成变质杂岩主体; 古应力分别为: <20, 20.40, 21.72, 28.80, 30.8~69.8 MPa; 变形变质温度由角闪岩相-低绿片岩相, 总体变形特征构成一套完整的地壳运动、动力系统. 该系统标志着反变质杂岩的形成和地壳演化在垂直→挤压→拉张过程中进行, 并反映出由深至浅、由韧性到脆性的连续转换. 多种动力体制间的转换不仅形成各种构造岩, 而且也使造岩矿物和成矿元素得以沟通、交换或富集. 这些方面成果有助于该区构造事件的筛分和大陆动力学演化等深入性的研究.     

额尔古纳断裂特征、形成时代及构造属性

额尔古纳断裂是沿额尔古纳河东岸分布的由花岗质糜棱岩所组成的大型韧性剪切带.本文报道了韧性剪切带几何学、运动学特征以及花岗质糜棱岩中黑云母40Ar/39Ar定年结果,以便揭示断裂特征、形成时代、构造属性及大地构造背景.大型韧性剪切带呈NE向展布,具有上盘向NW倾向滑动特征.糜棱岩中糜棱面理和矿物拉伸线理十分发育,属于S-L构造岩.求得对数付林参数在1.18~2.35之间,显示糜棱岩的应变类型为接近平面应变的拉长应变.用极摩尔圆法和石英斜交面理法测得的运动学涡度值分别为0.42~0.92和0.48~0.94,表明剪切带是简单剪切和纯剪切共同作用的一般剪切带.应变和运动学涡度综合分析显示剪切带为伸展作用下的加长-减薄型剪切带.矿物的变形行为指示了额尔古纳糜棱岩经历了中深地壳高温剪切阶段、高温环境下应力撤消后静态恢复重结晶阶段和低温隆升冷却阶段.花岗质糜棱岩中黑云母40Ar/39Ar坪年龄分别是(106.16±0.79)和(111.55±0.67)Ma,是额尔古纳韧性剪切带低温隆升冷却阶段的产物,明显年轻于外贝加尔-蒙古东北部地区变质核杂岩隆升冷却时代.基于实测地质剖面、显微构造、有限应变测量、运动学涡度分析、年代学研究以及区域对比,认为额尔古纳断裂的构造属性属于早白垩世NNE向展布的大型低角度伸展型韧性剪切带.额尔古纳断裂与俄罗斯外贝加尔-蒙古东北部-中国大兴安岭西坡的早白垩世变质核杂岩、火山断陷盆地和超大型-大型火山-热液矿床具有相同的大地构造背景,它们是中-俄-蒙3国交界地区板块碰撞后加厚的地壳在早白垩世发生伸展减薄和重力坍塌背景下的产物.     

苏鲁-大别山变质带岩石大地构造学

大别山变质带分隔了华北和扬子两个陆块,它们可以分为3个主要的岩石构造单元、分别相当于安第斯岩浆弧根部变质杂岩,碰撞带根部变质杂岩和扬子陆块边缘的变质沉积杂岩,3个岩石构造单元在空间分布上是有规律的,即在大别山区是由北向南逐个排列,在被郊庐断裂破坏的较为严重的苏鲁地区,也大致是从西北到东南依次排列,此外,中生代碰撞型花岗岩和碱性岩墙群在空间上有规律地分布,出露于北大别和南大别变质杂岩中,尤其在北大别更发育,含超高压变质岩的南大别变质杂岩是陆陆碰撞带的根部带,它们代表了两个大陆的缝合线.超高压变质岩石或岩片构造侵位于非高压变质的围岩片麻岩中,是俯冲到深部的岩石在碰撞之后抬升和就位于中、上地壳中的,现在出露于地表的超高压变质岩及其有关的岩石至少经历了两个主要阶段的抬升和折返过程.     

洪镇变质核杂岩的形成机制及其大地构造意义

位于大别造山带东侧扬子板块上的洪镇变质核杂岩, 其下拆离盘韧性剪切带叠加在元古代董岭群变质杂岩之上. 该韧性剪切带现今剖面上分别呈背形或反“S”形, 但具有一致向南西缓倾的矿物拉伸线理. 露头构造、显微构造及石英C轴组构皆指示该韧性剪切带具有上盘向南西的运动方向. 糜棱岩中石英与长石的动态重结晶型式指示其为角闪岩相韧性剪切带, 原先形成于中地壳环境. 该变质核杂岩形成于早白垩世(白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为(124.8±1.2) Ma), 在区域北东-南西向拉伸中沿向南西缓倾的韧性剪切带发生拆离运动. 随后洪镇花岗岩体的侵位(黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为121.7 Ma)使该韧性剪切带弯曲、抬升, 形成变质核杂岩. 洪镇变质核杂岩揭示, 区内早白垩世岩浆活动是发生在区域伸展背景下, 扬子板块东部在晚中生代也经历过岩石圈减薄.     

胶东东部鹊山变质核杂岩结构、演化及区域构造意义

自晚中生代以来,华北克拉通岩石圈在伸展机制下经历了剧烈的减薄,位于胶东东部华北克拉通南东缘的鹊山变质核杂岩是该时期地壳伸展的一个重要实例.鹊山变质核杂岩具有典型科迪勒拉变质核杂岩构造的三层结构:上盘由早白垩世上叠盆地及其古元古代基底组成,下盘为太古代深变质杂岩与中生代侵入体,上下盘之间被一条主拆离断层所分隔.一系列NNE走向的后期脆性断裂,使得变质核杂岩被肢解和改造.岩石学、几何学、运动学、宏观和显微构造以及石英c轴组构分析表明鹊山变质核杂岩经历了递进剥露过程,即在WNWESE区域伸展作用下,发育于中-下地壳,之后经过中-上地壳,最后到达地壳表层次.通过构造和年代学证据分析,限定鹊山变质核杂岩的剥露时代为135~113Ma.综合分析辽东半岛和胶东半岛这一时期发育的不同型式的伸展构造,厘定了胶-辽早白垩世伸展省,同时确定了该区域伸展作用开始于约135Ma,结束于105Ma,并将其划分为两个阶段.第一阶段伸展表现为中-下地壳强烈的流动,第二阶段为中-上地壳的伸展作用.结合区域构造背景,胶-辽早白垩世伸展省可以作为一个在东亚地区伸展作用下壳-幔拆离作用及其响应的典型案例.     

大别地块超高压变质期后伸展变形及超高压变质岩石折返过程

详细构造分析证明 ,现今观察到的大别地块内部超高压变质地体的区域构造样式 ,主要是在印支期 ( 2 40～ 2 1 0Ma)扬子与中 朝克拉通陆 陆碰撞及超高压变质作用期后形成的 ,具有变质核杂岩和多层伸展拆离带的组合格局 .通过鉴别挤压和伸展组构可知 ,超高压变质岩石由地幔深处折返和剥露于地表 ,至少经历过 3个不同的减压退变及构造变形阶段 ,其中 ,角闪岩相条件下的中下地壳近水平的伸展流动是一个重要的折返动力学过程 ,而且可能受到增厚的岩石圈地幔的拆沉及岩浆底侵作用的驱动 .     

大别山东段双变质带特征和古构造演化

本文采用变质作用和叠加变质作用分析方法在大别山东段建立了高压低温变质带和与之对应的高温低压变质带。高压低温变质带和高温低压变质带具有典型的古地热梯度、标型矿物及其组合;后者还广泛发育混合岩化和花岗岩化,在大别山中部地区构成一条典型的热轴。双变质带是北淮阳深蚀的地缝合带重要组成部分,是划分古板块边界重要依据之一。它的发现进一步明确了该区古构造环境和演化     

郯庐断裂带南段与大别──胶南造山带构造复合（叠加）的显微构造证据

对那庐断裂带南段构造岩特别是中深层次韧性剪切带中的糜棱岩进行了研究自北向南于部庐断裂带主干断裂沿线选取6条有代表性的初一脆性剪切带进行地质测量,应用高分辨透射电子显微镜对构造岩中变形石英的位错结构进行观察,求得了韧性剪切作用下构造岩石所受的古差异应力和应变速率等一系列应变参数从显微构造角度提出了郊庐断裂带与大别一胶南造山带构造复合（叠加）的证据：构造岩石的一组应变参数是郊庐断裂带的产物,严格受其中的韧性剪切带控制,另一组系大别-胶南造山带与部庐断裂带复合的产物还讨论了都庐断裂带南段中深层次构造岩的变形一变质历史     

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.     

苏鲁超高压变质带岩石圈的地震组构

苏鲁超高压变质带上地壳以片麻岩为主体, 地表出露超高压变质岩片. 近年来在此带中进行大陆科学钻探, 并进行了以反射地震为主导的地球物理调查. 通过研究地球物理资料和钻孔岩芯等直接证据的相关性, 有可能标定出现在地壳中的地震反射体, 了解它们的内部组构. 同时, 在大陆科学钻探孔区附近有两座第四纪火山, 对其中包体的成分分析和波速计算也提供了中下地壳和岩石圈地幔组构的信息. 经岩心和测井资料标定, 大陆科学钻探孔区的地震反射体可由变质带内岩性变化、韧性剪切复合岩套和现代断裂破碎带引起. 其中, 韧性剪切作用产生的侧向位移与拆离造成了上百米厚的互层带(韧性剪切复合岩套), 它们由糜棱岩化岩石和经剪切错动产生的榴辉岩片互层组成, 形成了产生区域性强反射的主要机制. 苏鲁超高压变质带的上地壳由超高压变质岩片与下方片麻岩层组成. 超高压变质岩片以高波速、高密度和高电阻率为特征, 构造复杂, 厚度一般不超过11 km; 下方片麻岩层波速渐趋于正常. 苏鲁超高压变质带的中下地壳具有正常的波速与泊松比, 由火山岩包体分析可知, 中地壳含有大量的片麻岩, 下地壳主要由酸性麻粒岩和基性麻粒岩组成. 岩石圈地幔主要由尖晶石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和二辉岩组成, 具有分层结构, 反映了中国东部中生代岩石圈减薄作用. 不同成因的地震组构可能是不同时代地球动力学作用的产物. 例如, 超高压变质岩片和韧性剪切复合岩套反映了三叠纪的碰撞造山作用及超高压变质作用, 而正常的中下地壳波速结构反映了中新生代地壳的拉张与伸展. 通过反射体的细致标定与火山岩包体验证了的地震组构, 可以找到地震反射体的成因及其与地球动力学作用的关系, 为地球动力学作用过程的恢复提供新的依据.     

滇东南老君山片麻岩穹窿变形构造与剥露过程

变质核杂岩或片麻岩穹窿中广泛出露大陆中-下地壳乃至地慢岩石,是研究深部地壳岩石剥露过程和流变学的理想场所,也是研究造山带折返或区域伸展过程的重要窗口.滇东南老君山地区位于华夏地块、扬子地块和印支陆块所夹持的特殊大地构造位置,其出露一套不同程度的变质-变形岩系和花岗质侵入岩体,且发育丰富的锡钨等多金属矿床,具有重要研究意...     

大陆俯冲碰撞带高温超高压变质岩的多阶段折返与部分熔融

大陆碰撞造山带根部岩石经受高温(850℃)变质作用,特别是俯冲带超高压变质岩受到高温叠加变质,对超高压岩片折返期间的元素和同位素行为、部分熔融作用及其地球动力学效应等具有重要意义.本文简要介绍了世界上5个典型的发育高温超高压变质岩的大陆碰撞带,包括中国大别山、哈萨克斯坦Kokchetav地块、格陵兰东加里东造山带、希腊罗多彼山以及德国厄尔士山,分析了它们的高温超高压变质作用及演化特点,讨论了高温超高压岩石的变质P-T-t轨迹和多阶段折返过程以及折返期间的部分熔融作用、超高压指示性矿物的保存和退变质作用等及其可能的机制.在此基础之上,提出了大陆俯冲隧道内高温超高压变质岩的未来研究方向和重点.     

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.     

郯庐断裂带南段韧性剪切带糜棱岩化过程中长石成分和结构状态变化特征的研究

在对郯庐断裂带南段３条韧性剪切带中糜棱岩及围岩进行矿物组合、结构构造观察研究的基础上,对长石矿物进行了多项分析测试,发现长石成分及其结构状态参数的变化与构造应力场的构造作用存在明显的对应关系：随剪切变形作用的加强,长石矿物的结构状态参数呈增大趋势,矿物单位晶胞的体积和斜长石中Ｓｉ／Ａｌ比值随之减小;长石的变形指数（Ｉｓｓ）和斜长石中的钙长石分子（Ａｎ）与岩石的变形强度呈明显的正相关关系。这些研究结果为探讨构造变形场中矿物岩石的变形 变质作用提供了一种简捷有效的手段     

大别杂岩减压变质过程与造山带深部区域性快速构造折返

大别杂岩的变质岩岩石可分出麻粒岩相带和角闪岩相带.麻粒岩相中石榴石内带的生长成分环带保存完好,角闪岩相石榴石内带无成分变化,但近外带为生长环带,反映两个变质相带早期具有不同的变质历史.但是,两个变质相带普遍发育反映减压的反应结构和成分演化趋势.矿物温度计压力计估算麻粒岩相带减压△P≈-0.70GPa;角闪岩相带减压△P≈-0.85GPa.变质P-T轨迹具碰撞和俯冲变质的双重特点,表明大别杂岩经受了快速下沉和快速构造折返.区内高压超高压榴辉岩折返可能与之同期.     

变质作用中稀土元素再分配及其对流体作用的指示意义--庐山星子群变质岩的微量元素组成研究

对庐山星子群变质沉积岩及其石榴石等造岩矿物的稀土元素地球化学进行了详细研究 .结果表明造岩矿物只携载了岩石中少部分稀土元素 ,而大部分稀土元素赋存在副矿物的晶格中 .变质过程稀土元素在石榴石变斑晶与岩石间达到了分配平衡 ,石榴石 /岩石间的稀土元素分配明显受体系化学组成所制约 .变质岩脉及其矿物的稀土元素组成显示清楚的四重效应 ,其Zr Hf,U Th和Y Ho等元素对也与变质岩发生了明显分异 ,它们可作为星子群在变质过程中流体作用存在的判别标志 .     

碳酸盐岩的碎裂流变研究

在对碎屑岩、侵入岩中的浅层糜棱岩研究基础上, 拓展到目前很少涉猎的碳酸盐岩碎裂流变的探讨. 以中国东部地区为例, 从韧脆性断裂带、岩石组织结构、碎斑糜棱岩层、浅色应力矿物和摩擦动力变质的角度予以阐述. 以碎斑糜棱岩结构为标志的碎裂流变构造, 是在半还原的构造地球化学条件下形成的一种具有特征岩矿组成的冷变质、冷糜棱岩和冷应力矿物的冷型流变组合, 并同区域性构造的发育和中低温矿床的成因密切相关.     

构造楔入,蓝片岩变质和出露是相容的吗？

构造楔入目前正在使加州中部谷地西缘岩石变形，中生代大谷地群的弧前盆地地层的构造关系表明，早期的构造楔入是与弗朗西斯科杂岩向西俯冲和增生同时的，由于构造楔体的挤离作用会阻止增生楔物体向深部迁移，目前的构造楔体几何形状与弗朗西斯科杂岩中的蓝片岩变质是不相容的，我们提出一个构造序列来协调这种构造过程。     

江苏东海红土山、青龙山榴辉岩的变质作用和成因问题

本文就红土山和青龙山榴辉岩的矿物、岩石组分和矿物共生组合特征,参照矿物、岩石实验数据和实验曲线,计算出该榴辉岩是在T=890°-1270℃,P=17.25-24.75Kb,相当于52—74公里深度的区域变质作用条件下形成。其原岩可能来源于拉斑玄武岩。榴辉岩在成岩后又遭受了剪切挤压的动力变质作用,使其经历了进变质和退变质作用。推测榴辉岩的成岩和迁移,所经历的条件是温度由1080℃±190℃降到750℃±80℃,压力由21.0Kb±3.75Kb 降到4.3Kb±2.5Kb,并被挤压到壳内混合岩化片麻岩系中,以大小不等的透镜体产出。动力变质的退变质作用,其温度、压力条件,本文计算的方程式为P(Kb)=0.0506T(℃)-33.65,为地震地质提供构造演变的条件和有关能量计算问题