南非Namaqua活动带内Aggeneys元古宙地体的构造演化和构造作用——一个渐进的韧性剪切模式

通过对Namaqua活动带的构造和地层背景的重新评价,我们把该活动带再分成(图1)不同的岩性和构造地体(根据Coney等人的概念,1981) 该活动带的东部向北东方向延伸,它也可以再分。在所划分的地体中,大多数都以大型剪切带为界,并且经测定,一些地体甚至有100km长的位移。在此提出的Aggeneys地体的构造演化就卷入了巨大的水平滑移(与垂向构造运动相反),而这一运动主宰着南非Namaqua活动带的元古宙构造演化。非洲在元古宙时期也肯定有板块构造作用在活动。在角闪岩相的Aggeneys地体(图1)中,主要构造为向南倒转的褶     

喀斯特水文学的前景

喀斯特水文学有多方面都值得深入地和分别地研究。碳酸盐岩石对水文体系之上或其内部天然作用的不同敏感性,导致了环境方面的很大变化,其中很多直接地或间接地与渗透性有关。单一的研究已多样化了,对显著的喀斯特环境及其有关的水文学特征的局部区域描述已是常见的事了。喀斯特过程的研究已经取得了很大进展,但是并没有集中起来从全国和全世界范围内的岩溶环境的研究中得到很好的应用。通常出现在喀斯特地区的实际问题起因于如下几个方面:(1)预报性差,而且水源分布不均匀;(2)没有足够的土壤;(3)缺少常年性河流;(4)地基不稳定;(5)不可靠的废物处理环境。所有这些问题在某种程度上都与喀斯特地区的各种渗透性有关,喀斯特地区的天然水均衡可能已被人类的活动干扰了,故应将它加到环境影响的问题中去。进一步的研究可能会导致:(a)在世界范围内对喀斯特景观进行系统地描述,从而对常见的和似乎异常的特征进行鉴别和分类;(b)对过程进行更广泛地研究,以显示出各种景观的形成过程是如何进行的;(c)把科学知识应用于土地和水管理的方案以及各种喀斯特地区的基本原理之中。对喀斯特地区关注的不断增加是有道理的,而且进一步的研究将使人类能更好地开发和利用这些地区。     

镁铁质地壳的深熔作用和安山岩的高压结晶作用

钙碱性安山岩的主要发育地区是壳层厚度超过30Km的已演变形成的岛弧地区和大陆边缘区。在这两种情况下,安山岩既可能形成于含水的镁铁质下地壳的部分熔融,也可能来自于板下的含水镁铁质岩桨的分离结晶作用,直接的或间接的与沉降的大洋地壳及上覆于贝尼奥夫带的地幔楔的熔融作用相联系。然而不同于许多安山岩的是安山岩罕见以高压斑晶或包体的形式出现的深层位的历史证据,而可能受到浅层位作用的巨大影响。高压试验工作能够多方面的勾画出可能的源岩成分,以及深地壳和上地幔对岩浆母体形成钙碱性安山岩起作用的分离结晶作用。对于镁铁质源岩成分来说,结果是指向于两个主要模式:(1)8～12Kb下的角闪石模式;(2)超过25Kb的榴辉岩模式,以及12～25Kb范围内过渡的石榴石——角闪石模式。因此在8—12Kb压力下角闪石是含水镁铁质成分的物质中占主导地位的结晶相或残余相。所获得的液体具有钙碱性安山岩及相关岩石的主要元素特征。同样在超过25Kb时对干条件石英榴辉岩40～50％的熔融可能获得安山岩质液体,当水存在时较低程度的熔融可以产生英安岩及流纹岩的熔体,但是在干条件下较低程度的熔融形成粗面岩液体而不是安山质液体。痕量元素型式特别是REE可能带有这些模式的印记,但是较浅层位的结晶作用及其残余物对富集痕量元素的副矿物相(榍石、磷灰石等)来说,能够明显的改变痕量元素的浓度。控制钙碱性安山岩形成的两个主要因素是(1)经过含水的消减大洋地壳的脱水和熔融反应向地幔及深地壳中输送水,(2)在已演变成的岛弧及大陆边缘区存在着的增厚了的地壳,形成一个致密的相当于大约8～12Kb压力,促进了此层位的上涌岩浆的分离结晶作用。     

硫化矿物分解的硫气体在地球化学勘探中的应用

<正> 前言对金属硫化物分解产生的硫气体进行分析,可应用于隐伏矿床的地球化学勘探工作中。有数名勘探人员报道了硫化物矿化地区H_2S和SO_2的野外测量成果,但由于它们省略了分析过程中的全部细节,所以对其进行评价是困难的。同H_2S一样,对硫化物矿化和地热地     

由地震折射剖面得到的沿RIOGRANDE裂谷的地壳构造

我们已经在白沙导弹基地沿 Rio Grande 裂谷的轴线向北350km,使用化学炸药作为震源,做了一个40台站的地震折射剖面。其中最好的一段剖面是于一九七六年完成的,它位于新墨西哥州的 Socoro 东南方向大约40km 处,与一九七五年的 COCORP 深反射剖面在距离震源80km 的 Abo Pass 处相交,该剖面的终端接近科罗拉多州和新墨西哥州的边缘。通过对这一剖面的解释得知此地区地壳厚度大约33km,上地幔 Pn 波速度值为7.6km/s(这里对可能的倾斜未做校正)。与之相对应的,过去在科罗拉多州的高原以西和在大平原以东地区所做的有关折射波,面波频散的研究都表明。这些地区的地壳厚度及上地幔的 Pn 波速度都比Rio Grande 裂谷地区大,其中科罗拉多高原地区地壳厚45km,Pn 波速7.8km/s;大平原地区地壳厚50km,Pn 波速8km/s。这些也就意味着:地壳在 Rio Grande 裂谷北新墨西哥州段下要薄10—15km。在我们一九七六年的记录剖面上最引人注目的特点是一个很强的,在20—130km 范围内具有很好相关性的反射相位。该相位是由地壳内部深为21km 的一个主要层位上 P 波的反射而产生的,P 波速度从6.0km/s 到6.4km/s 变化。走时曲线和合成记录的振幅模拟都表明:仅仅 P 波的相对速度差值为0.4km/s 是不足以解释如此强的反射波振幅的。显然在这个反射层中一定要存在一个异常低的横波速度才能与观测结果相适应。因此,这些资料就意味着下地壳层的顶部是一弱刚性带。由 Sanford 在 Socoro 附近所做的微震研究也说明了这个地方可能存在一个岩浆包体,其上表面位于19—20km 深处。在 Abo Pass 西部的 COCORP 观测结果在此深度范围内也已绘制出了一个强反射界面。我们根据 Sanford 东部和南部以及在COCORP 工区主要地震测点得到的资料认为:Socoro 岩浆体实际上应该是地壳内部广为分布的较低刚性岩层的一部分。     

主要的大陆裂谷地壳导电带上的磁大地电流测深

由大陆反射剖面法国际联合组织(COCORP)通过新墨西哥的格兰得河裂谷进行了成功的地震测深以后,一九七七年又在这一地区作了8个磁大地电流点。MT 点位的确定是为了全面研究一个很强的反射地震波.地震波与先前用微地震观测结果所解释的20公里深处的岩浆峒有关。将 Rio Grande 裂谷以内的和过渡到裂谷的这些 MT 点引起的结果与在西伯利亚东部的 Baikol 裂谷、东非裂谷和德国的莱茵河地堑所得类似测深结果进行了对比。对比内容包含实际的 MT 测深数据和几个研究人员发表的地电解释,几个裂谷本身内取得的所有解释有一个共同的特征.那就是在不到30公里深处被模拟有一个低电阻率地带(50 ohm—m).该导电层在邻近地区内没有被观察到。经实验室测量证实,当大量汽孔流体以增高的地热梯度存在时,这样一导电带是能形成的.地热梯度是由结晶基底的局部溶化而引起的。考察到所有因素。包括热液交待的成分,在温度低到500℃的潮湿花岗岩中是可能出现大规模的电阻率减小的。Rio Grande 裂谷测深的一维解释在20公里深处没有显示任何不连续。代之的是到导电层位的深度似乎接近或小于10公里。这样一个电介面仍可能是由深处的高温岩浆(～900℃)引起的;只要有温变低到大约600℃局部溶化的很小连接部分和/或温度也较低(～500℃)的导电含水矿(如闪岩)都可以导致较大幅度的导阻率减小。Rio Grande 裂谷火山岩含有被推测为起源于地表较小深度(可能低于10公里)的捕虏包体,它明显地和闪石相连系。Rio Crande 裂谷成果表明裂谷带以内变化相当大并显露出需要进行三维解释。任一广泛的 MT 研究如果缺乏三维条件都将给计算地壳导电带的电阻率绝对值增加一些疑难.     

全球地球科学断面计划

一、前言这篇短文介绍了国际岩石圈计划(ILP)的全球地球科学断面计划(Global Geoscience Transects project,简称GGT)的性质和目的。断面这个词的含义就是要通过综合研究一切可以利用的地质和地球物理的信息做出一个横剖面,其深度至少要达到莫霍界面,主要目的是要保证所提供的资料和解释有统一的标准,使得世界不同地区的地壳性质能够直接对比,断面的构制鼓励不同学科的地学家进行地区的和国际的合作,使问题和分歧取得合理的解决,因此希望断面的初步草图能在1989年华盛顿的第28届国际地质会议上展出。     

利用射线追踪作井间层析成象

许多井间地震走时的层析成象解释方法是将震源和接收器之间的射线路径近似为直线,而不管射线路径上速度结构的不均匀性效应。当速度没有多大变化时,这样的近似是有效的。在许多地区观察到的速度横向变化为10—20％,甚至更多,这引起了射线相当大的弯曲。有些工作已经考虑了这种非线性效应,但在应用于井间地震问题时,还没有出现许多成功的实例。在这里我们提出了一个基于二维射线追踪的迭代反演方法,并成功地应用于野外资料。这个解释方法是由迭代射线追踪和更新速度模型来实现的。在每次迭代中,通过一个线性方程组将资料和由射线追踪得到的当前模型的走时差值与未知的速度扰动量联系起来。用阻尼最小二乘法求得这个速度扰动量,并因此更改模型。这个迭代过程一直进行到合成走时和野外资料间的拟合达到给定的误差范围之内,或者直到走时拟合不再有改进为止。我们把这个方法应用于结晶岩中井间试验所得的野外资料(Wong,1983)。地震图的频率范围是1—6.6kHz,允许速度结构的分辨率达到几米的数量级,所得的速度图象与其它地质和地球物理数据符合得很好。     

拉伸造山带的位移和应变模式

由拉伸造山带内的位移所造成的岩石组构,提供了一种方法,利用这种方法便可以鉴别大陆壳发生拉伸作用的几何模式。应变协调性的论证表明,引起有限拉伸力作用的原因可以是,横穿(1)面状非旋转断层或韧性剪切带,(2)在一水平挤离之上旋转的剪切带(多米诺模式),或者(3)山于水平纯剪切拉伸分量而发生旋转的剪切带(塑性模式)。正常的铲状剪切带的几何形态,可能是由于纯剪切分量(塑性模式)或面积丧失分量(面状剪切带模式)随深度发生变化而发展起来的。研究过在这些不同模式的几何格架中迭加的简单剪切、纯剪切拉伸作用和面积变化对岩石组构的影响。这些位移分量可以是依次或者是同时迭加的,它们决定了与一定量的构造拉伸作用相关的有限应变状态。位移与应变之间的关系,是用叶理倾角(或应变率)对剪切应变的图解和叶理倾角(或应变率)对构造拉伸作用的图解表示的。剪切应变图解说明不同位移分量对一个剪切带中岩石组构的影响,而构造拉伸图解则能更好地说明这些位移分量的区域性影响。野外地质人员可以用剪切应变图解和构造拉伸作用图解来解决下述问题:(1)根据应变率测量叶理方位及其变化,确定横穿一个区域的构造拉伸作用,(2)根据野外资料区别可能的各种拉伸模式,(3)评价剪切带的产状和覃度对位移量的影响。对将这些方法应用于亚利桑那州的变质核部杂岩体以及北美科迪勒拉山脉“盆地和山区”的野外工作中作了阐述。