断裂构造岩分类初探

断裂构造岩的分类,主要涉及其组构。不同的组构,反映不同的变形机制,并受应力大小、应力性质及岩石强度等所约束。本文根据教学需要,参阅前人的分类标准,结合对湖南桃林铅锌矿区断裂构造岩的薄片观察,提出断裂构造岩分类原则和分类方案。     

“大陆构造及成矿作用研究现状”笔谈会

在探索地球岩石圈构造及其演化中,人们认识到必须把注意力集中于大陆构造.因为现代海洋年龄仅两亿年,大陆岩石圈则全面系统地保留了四十六亿年来岩石圈的变形构造和演化过程,所以大陆及其边缘被列为80年代国际岩石圈计划的主要研究课题.我国夹持在西伯利亚板块、印度板块和太平洋板块之间.在几大板块的相互作用中,中国大陆展现了一幅丰富多彩、复杂纷繁的构造图景.为了探索我国东部大陆构造及其形成演化的规律,开拓找矿远景,今秋将在中国地质大学(武汉)召开“中国东部大陆构造及成矿作用讨论会”.本刊约请几位专家对大陆构造中的几个问题抒发己见,供关心大陆构造及成矿作用研究现状的同志们参考.今后我们还将采用这种笔谈形式对地质领域的重大课题进行讨论交流.     

对糜棱岩的一些新认识

糜棱岩一词,是由C.Lapworth于1885年描述苏格兰高地莫因断层中的岩石时首先提出的.他认为,糜棱岩是一种细粒的,具强烈页理化的岩石,是在脆性破碎及研磨作用下形成的,不伴有组分的重结晶作用.后来,J.Christie(1960)虽指出莫因断层中的糜棱岩具普遍的重结晶现象,但却认为后构造重结晶作用所形成.这种将糜棱岩归于脆性变形产物的观点至七十年代初仍很流行.     

Plastic mechanism of deformation of garnet-- Water weakening

The strongly deformed eclogites are well developed in ultra-high pressure jadeite-quartzite zone of the Dabie Mountains, Eastern China, and garnets had been deformed strongly. Observations by transmission electron microscopy identified not only structure of plastic deformation occurring as free dislocation, dislocation loops and dislocation walls, but also clusters of water molecules present in the deformed garnet. Using infrared spectroscopy, two types of hydrous components are identified as the hydroxyl and free-water in the garnet. Based on analysis of microstructure mechanism of deformation in garnets, and experimental data of petrology, the clusters of water molecules were considered to lead strong plastic deformation of garnet by dislocations because of mechanical weakening.     

桐柏-大别-苏鲁UHP和HP变质带的结构及流变学演化

在岩石圈流变学基本原理指导下，运用现代构造解析学方法，在不同尺度上差别和分析了桐柏－大别－苏鲁UHP和HP变质带内深俯冲，同碰撞构造及UHP和HP岩石折返过程中的变形特征，重点讨论同碰撞形成的高角度网结状榴辉岩切带阵列，高角闪岩相剪切及有关变形组合以及碰撞期后伸展韧性薄化变形样式，强调指出不同地壳层次和物理条件下变形分解作用的重要性，而且，在UHP和HP变质带内最有效的应变体制是剪切作用，并在三维空间上形成不同格式的剪切带网状系统，以构造学记录为主线，结合已有可利用的岩石学，变质作用pT轨迹和同位素年代学资料，提出一个UHP和HP变质带尺度上的流变学演化模式，其中，UHP和HP变质岩石由地幔深度折返到地壳表层，经历了楔状挤出，碰撞期后地壳韧性薄化及晚造山伸展塌陷，揭顶作用等多个阶段的动力学过程。     

苏北东海地区超高压变质带内的斜卧褶皱

详细的野外观察和制图证实，在苏北东海地区的驼峰、房山及虎山等超高压（UHP）变质带岩石出露地段，都有不同尺度的斜卧褶皱发育。在详细地描述了典型的斜卧褶皱组成、几何形态、位态及其形成的物理环境之后，指出斜卧褶皱及分隔它们的韧性剪切带，在构造上，是组成超高压变质带构造柱的两个基本要素，是在超高压变作用期后伸展体制及角闪岩相条件下形成的。同超高压变质作用的残余构造，只保留于大的榴辉岩和超镁铁质结构透镜体核部。无疑，在超高压变质岩石露头区地表构造研究所得的结果，对在东海地区第四纪沉积物所掩盖区实施的大陆科学钻探工程中揭露的地质现象解释，有重要参考意义。强调指出，大陆科学钻探工程所揭示的地壳构造，可能主要代表角闪岩相及伸展体制下的变形特征。     

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区.我们对产于该高压变质带的3个榴辉岩样品(两个采自苏家河,一个采自胡家湾的)进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定该变质带榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质.     

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区。我们对产于该高压变质带的三个榴辉岩样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质。苏家河榴辉岩中的变质锆石颗粒具低Th/U值、弱的Eu负异常、较平坦的重稀土(HREE)配分模式,以及低的176Lu/177Hf值。表明这些锆石形成过程中有石榴子石的存在而缺乏斜长石,因此形成于榴辉岩相变质条件。Ti含量温度计计算表明,这些变质锆石的形成温度约为655°C和638°C,与在榴辉岩相变质作用温度条件下形成一致,206Pb/238U年龄加权平均结果为309±4Ma(2σ),代表了榴辉岩相变质作用时间的最佳估计值。胡家湾变质锆石可能形成于前进变质作用阶段,206Pb/238U年龄加权平均值为312±11Ma(2σ),这一结果在误差范围内与苏家河的年龄结果一致。锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果表明,榴辉岩核部的锆石属岩浆型,年龄为406±5～420±7Ma(2σ),表明原岩晚于中古生代华北与秦岭地体的碰撞时间。三个榴辉岩样品的锆石颗粒εHf(t)值的变化范围较大(-4.9～21.3)。变质锆石与岩浆锆石的Hf同位素的变化范围相近,少数变质增生边部锆石与核部残留岩浆锆石给出较一致的Hf同位素组成,表明变质增生锆石可能是原岩岩浆锆石溶解再结晶作用的结果,因此保留了原岩的初始Hf同位素组成。高的εHf(t)值表明它们的原岩来自亏损的地幔源区,可能是古特提斯洋壳;而低εHf(t)值则归因于地壳混染作用。少量继承核锆石的出现表明榴辉岩的原岩形成过程中有古老地壳物质的加入。浒湾地区一些榴辉岩具明显的来自扬子板块大陆地壳的年代学和地球化学特征。该区古生代的洋壳和新元古代的陆壳在石炭纪共同经历了榴辉岩相变质作用,表明古生代古特提斯洋壳形成于扬子板块北缘边缘盆地的环境。高压变质作用的陆壳岩石可能在洋壳岩石的折返和保存过程中起到了浮力牵引的作用。扬子和华北克拉通的聚合可能经历了超过200Ma的多阶段过程。     

大别—苏鲁区UHP变质岩构造学及流变学演化

在大别—苏鲁区的30个关键位置,对UHP/HP变质岩进行详细构造解析、大比例尺(1∶10000)制图并在区域尺度上进行观察和对比,以便揭示它们的构造几何学、变形条件和流变学演化。初步的研究结果指出,广泛出露的UHP/HP榴辉岩相岩石形成一个巨大的UHP/HP变质带,提供了一个观察中朝与扬子克拉通之间三叠纪大陆深俯冲-碰撞带过程的窗口。观察的显微构造及组构指出,UHP/HP变质带内岩石变形机制,无论是在榴辉岩相阶段还是在榴辉岩相后阶段,都是以塑性流变为主,其力学行为和组构特征都受组成矿物的强度、强度差等流变学特征,以及变形物理环境如压力、温度、应变速率、差异应力和流体含量等的制约。在俯冲/碰撞带内的变形分解作用于岩石圈不同层次及不同的构造阶段都曾发生,而且,在不同尺度上,应变局部化形成具高应变的剪切带网络,且一般显示典型的布丁-基质或碎斑-基质构造及流变学型式。根据构造、岩石、变质作用及地质年代学资料,借助于岩石圈流变学基本原理,提出一个大别—苏鲁区UHP/HP变质岩石流变学演化的工作模式,它涉及早期扬子与中朝克拉通间三叠纪(~250~230Ma)大陆深俯冲/碰撞、UHP/HP变质岩形成,相继深埋岩石的多期折返。特别强调UHP/HP岩石向地壳表层的折返,主要是构造过程,地面侵蚀作用是次要的。     

桐柏-大别山区高压变质相的构造配置

作为华北和扬子陆块间的碰撞造山带桐柏大别山区以发育高压、超高压变质带为特征,从南到北变质相从低级到高级,代表俯冲带深度不同的变质产物,整体形成高压变质相系列。不过现今各变质相岩石的分布极受后期地壳规模的伸展构造控制,大别杂岩的穹隆作用更使高压变质相带的空间分布复杂化。超高压变质岩今日多呈大小不等的块体嵌布于相对低压的大别杂岩之内,造山带根部物质的热软化,使许多深层地幔物质得以像挤牙膏一样挤出于大别杂岩内。它们之中广泛发育着减压退变质的显微结构,与大别杂岩内一些麻粒岩相表壳岩所保存的减压退变质证迹一样,同是挤出作用和碰撞后隆升的构造证迹。高压相系的发育使南桐柏山和大别山迥然不同于桐商（ 商丹） 断裂以北的北秦岭北淮阳变质带。新近发表的同位素年代学（４０Ａｒ ３９ Ａｒ） 资料：３１６ ～４３４ Ｍａ ,已证明北秦岭是古生代变质带,它与桐柏－ 大别印支期碰撞造山带差异甚大。这两个变质地温梯度差异甚大的变质地体的拼合,说明华北和扬子陆块碰撞的主缝合带是商丹－ 桐商断裂带