从变质作用观看板块构造何时在华北克拉通开始

了解板块构造在地球上何时和怎样开始的是地球科学领域还没有解决的重要问题之一。作为板块运动的最终结果,大陆碰撞造山带是识别地球历史演化中板块构造机制起主导作用的重要标志。大陆碰撞带变质作用一般以顺时针p-T轨迹演化为特征,尤其伴有峰期变质之后的等温减压过程。这样,具有峰后等温减压过程的顺时针p-T轨迹是识别地球早期的板块构造作用的重要标志之一。作为世界上最古老的克拉通陆块之一,华北克拉通基底岩石变质作用p-T演化在过去几年已得到广泛深入的研究,使得该克拉通可能成为应用大规模变质作用p-T轨迹途径来探讨构造环境和构造演化过程的最佳场所。构造上,华北克拉通可划分为三个小的陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个古元古代活动带(华北中部碰撞带、孔兹岩带和胶—辽—吉带)。东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石变质作用具有等压冷却型逆时针p-T演化轨迹特征,反映变质作用热源与大量地幔岩浆底板垫托或侵位有关。尽管理论上这样大规模的地幔岩浆可形成在大陆岩浆弧、地幔柱或大陆裂谷环境,只有地幔柱模式才能合理地解释东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石时空分布、岩石组合和构造特征。这样,地幔柱可能是主导东部陆块和阴山陆块新太古代地壳形成和演化的主要构造机制,而板块构造在晚太古宙并不是其主要的构造机制。古元古代孔兹岩带和华北中部碰撞带基底岩石变质作用均具有等温减压型顺时针p-T演化特征,反映两造山带都经历地壳加厚和随后的隆升剥蚀构造过程。这样的构造过程是板块构造体制下的碰撞造山带的典型标志。古元古代胶—辽—吉带可进一步划分为南部带和北部带,其中南部带基底岩石具有逆时针p-T演化特征,而北部带基地岩石具有顺时针p-T演化特征,也反映板块构造机制下的产物。现代规模的板块构造在华北克拉通上的启动时间可以由三个活动带中最老的与板块俯冲有关的新生地壳形成时间来大致标定。目前,华北克拉通内部三个活动带中可识别出来的最老的与板块俯冲有关的新生地壳是华北中部碰撞带2·56Ga五台花岗岩,它们的形成可能大致标志着现代样式的板块构造在华北克拉通大规模作用的开始。     

胶北南山口古元古代高压基性麻粒岩和钙硅酸盐岩的岩石地球化学特征探讨

胶北莱西古元古代的高压基性麻粒岩和钙硅酸盐岩的基本矿物组合分别为以铁铝榴石为主的石榴石-普通辉石-铁紫苏辉石和钙铝榴石-黝帘石-葡萄石-钠长石.矿物岩石学研究表明钙硅酸盐岩是由含石榴石高压基性麻粒岩经退变质和钙质交代作用形成.南山口高压基性麻粒岩记录了麻粒岩相变质作用前、麻粒岩相变质作用、退变质和钙硅酸盐岩化共同作用以及完全钙硅酸盐岩化的四个阶段的地质作用,其矿物组合分别为Cpx+ Pl+ Qtz(M1),Grt+ Cpx+ Rt+ Qtz(M2),Cpx+Pl+ Opx+ Ilm+ Mgt+ Ep(M3)和Grs+ Zo+ Prh+ Ab+ Cal(M4).微量元素研究表明,高压基性麻粒岩中大离子亲石元素Ba、Rb、K、Rb、Th富集,而高场强元素Nb、Zr、Ti、Y亏损,具有轻稀土富集的右倾型稀土配分曲线.稀土元素和微量元素配分图解显示了岛孤拉斑玄武岩的特征.主元素、微量元素的构造判别图解进一步分析表明高压基性麻粒岩及其钙硅酸盐岩的原岩形成于大陆边缘的岛弧环境.综合高压基性麻粒岩岩石学、元素地球化学特征认为,莱西高压基性麻粒岩的原岩是拉斑玄武岩质岩石,可能是形成于孤后扩张背景下基性的侵入岩或喷出岩.岩石形成以后,在胶-辽-吉带碰撞闭合过程中,经历了麻粒岩相变质作用,又在后来的抬升过程中经历退变质和钙硅酸盐岩化作用.     

胶东燕山期大型超大型金矿集区形成的壳幔结构探讨：来自致矿火成岩(组合)的约束

大型超大型金属矿床形成的深部物质组成和壳幔结构一直是地学研究中被关注的焦点和难点问题。胶东地区发育很多(燕山期)的大型超大型的金矿,是我国著名的金矿集区。本文基于板块构造理论,通过揭示区域火成岩、致矿火成岩组合及其特征,探讨金矿发育时的深部物质组成和壳幔结构。区域上成矿前的侵入岩组合为含少量英云闪长岩+奥长花岗岩(TT)的花岗闪长岩+花岗岩(G1G2)组合;区域上发育的青山群为含有高镁安山岩(HMA)和镁安山岩(MA)的玄武安山岩安山岩英安岩流纹岩以及粗安岩玄粗岩粗面岩组合;矿集区的致矿火成岩组合为含有高Mg闪长岩类(HMgδ)+Mg闪长岩类(Mgδ)的宽谱系岩墙群(WSDS),岩性从基性到酸性均有。上述火成岩组合,以及TTG1、HMA与MA系列火山岩、HMgδ和Mgδ的存在,指示弧火成岩的组合,其各种岩石地球化学特征亦具有弧的特征,因此,上述火成岩及金矿形成于洋俯冲环境,具有俯冲带的壳幔结构和物质组成。各种不同的火成岩指示其可能分别来源于俯冲带不同部位的局部熔融,指示洋壳、上覆地幔楔以及上覆陆壳具有异常热的壳幔结构,即热的洋壳、热的上覆地幔(软流圈)、热的陆壳。致矿火成岩事件、成矿事件均在大规模的壳源(或壳幔)侵入岩浆活动之后。     

应力比影响下的破裂角、闭锁角、摩擦系数及其耦合关系

裂纹扩展和摩擦系数分属两个学科而鲜有联系,摩擦系数理论较少,主要依赖实验获得。在Griffith椭圆形裂纹基础上讨论摩擦面状裂纹力学模型,计算了单轴、三轴压应力情况下微裂纹扩展的期望方向及应力集中,那些方向偏离宏观破裂方向较大角度的裂纹因闭锁而无法延伸,应力比 越大,可扩展的微裂纹越向宏观裂纹面方向集中,随着围压 的增加,闭锁范围增大,实现了裂纹张性向剪性的转变。摩擦系数、方向集中度、应力比呈耦合关系,一方面,摩擦系数越大越利于微裂纹方向集中;另一方面微裂纹的方向集中导致了宏观裂纹面（裂缝）上凸起角度降低,进而减小摩擦系数。围压和裂纹扩展期的应力状况是影响摩擦系数的重要因素, 往往成为裂纹扩展的应力条件,凸起斜面摩擦系数越大,临界应力比越小。裂纹粗糙度(或分维数)对形成期的应力状况具有一定记忆功能。     

变质流体的缓冲作用及其理论意义

变质流体的缓冲作用及其理论意义赵国春（长春地质学院，长春１３００２６）关键词变质流体，内部缓冲作用，外部缓冲作用有关变质流体的内部缓冲作用和外部缓冲作用的认识是近年来变质地质学研究领域取得的重要进展之一。人们早已意识到变质流体在变质作用过程中可能起着...     

闽北政和地区晋宁期变质岩系的变形变质作用

政和地区变质岩石形成于晋宁期,遭受了四期复杂的构造变形作用。其中,D_1、D_2和D_3发生于晋宁期。D_2期形变造就了区域性宏观面理构造和松源复背斜,岩石面理产状不代表原始沉积层理,属轴面叶理。D_4期变形为后期加里东运动的产物。变质岩石由绿泥石—黑云母带、石榴石带、十字石带和矽线石带组成一个热背斜式递增变质带,热背斜形态接近于松源复背斜。本区晋宁期变质作用可分为早期、主期和晚期三个变质阶段,各变质带的PTD轨迹均为顺时针,类似于陆—陆碰撞造山带的PTt轨迹。     

河北东北部兴隆煤田区逆冲构造的特征及其区域构造意义

兴隆煤田及邻区的逆冲构造系基底卷入变形的厚皮逆冲构造,并具有典型的断坪-断坡式几何学结构。断层上盘逆冲方向指向NNW,沿着主干逆冲断层发生的倾向位移量约为13.1km,逆冲断层及相关褶皱变形所造成的局部表层地壳缩短率约32．3％。对兴隆逆冲构造的几何学结构、运动学性质及其地层效应的分析表明,在中家胡同到黄土粱近东西向一线以南的区域．寻找到因逆冲断层作用导致的隐伏煤田的可能性是极小的。主干逆冲断层上、下盘地层大面积陡立乃至倒转的特征,更容易用断展褶皱,尤其是三角形剪切断展褶皱模型做出合理解释。该逆冲构造主要逆冲断层的上、下盘盖层岩系不整合于基底结晶变质岩系之上,地层序列发育完整而且可以一一对应,不存在沿着相对软弱层发育的大规模逆冲断层之断坪,因此,将该逆冲构造作为区域上承德逆冲构造的根带是不合适的。     

沉积地层旋回性记录中几个理论问题的认识

层序地层学及旋回地层学的大量研究成果表明，浅海相地层的旋回性记录是一种普遍现象。在进行露头层序地层研究中，不能机械地识别层序界面及进行体系域划分，岩性、岩相、相序及其有序叠加形式才是研究的基础和关键。旋回层序的界面有两种类型：暴露间断面及加深饥饿间断面。不管是间断面还是凝缩段均存在一个级别归属问题。判断一个旋回层序是否存在的标准，是看组成它的“成因相关的相序”是否存在空间上的有序性及时间上的同步性     

等角旋转法"应力泡"绘图与分析方法研究

针对城市地质中"天际线"地质规划工作需要,在地层均质弹性假设条件下,对地表带状载荷的建筑或者工程构建等角旋转法"应力泡"绘制方法进行讨论,并在此基础上绘制最大主应力的方向和大小,实现对地下空间建筑应力场的刻画,从几何学上实现建筑应力场和地下空间的沉积地质模型对接,从而为地质规划提供几何学分析依据.