断层带中假玄武玻璃成因机制及非稳态流变意义

假玄武玻璃呈玻璃质或隐晶质特性,常常与断层带相伴出现,其形成能有效地降低断层摩擦强度,被认为是古地震快速滑动的化石纪录。因此,对假玄武玻璃的研究对深入了解深部就位的断层变形和地震成因机制等具有重要意义。尽管国内外学者对假玄武玻璃开展了长期的研究,也积累了丰富的资料,然而,由于天然假玄武玻璃非常少见或零星地被报道,再加上其形成环境和过程的复杂性,对假玄武玻璃的构造特征、形成环境和成因机制仍然存在诸多争议及亟待解决的关键科学问题。研究表明,假玄武玻璃可以发育在大陆岩石圈不同深度范围内,即中下地壳乃至上地幔以糜棱岩为主的韧性变形领域（>60 km）,或中上地壳层次以碎裂岩为主的脆性变形域（<12 km）。越来越多证据也显示出在断层带的脆—韧性转换域中形成的假玄武玻璃跟浅源地震活动直接关联,也意味着中上地壳脆性变形和中下地壳塑性变形之间存在着更为复杂的耦合关联,同时对不同深部岩石强度和力学行为提出了挑战。对假玄武玻璃形成机制存在由断层面上的摩擦热导致的摩擦熔融体或仅仅是断层面岩石超碎裂粉碎作用认识的争议。而有研究认为干的环境有利于假玄武玻璃形成,因为流体的存在会降低断层面的有效正应力,不利于热量的积累以及摩擦熔融的进行;然而,另外一种观点认为流体的存在可以降低矿物熔融温度有利于断层摩擦熔融及形成假玄武玻璃。本文从假玄武玻璃的形成机制、形成深度、流体影响、形成后对断层强度的影响、以及保存与破坏机制几方面进行了最新总结,并对假玄武玻璃中非晶态物质的成因、脆—韧性转换带之下岩石的变形机制以及对陆壳强度的影响和非稳态流变意义进行探讨。     

鄂尔多斯地块西南缘中元古代玄武安山岩地球化学特征及其构造意义

铁马河玄武安山岩位于鄂尔多斯地块西南缘,沿六盘山东麓断裂带出露。岩石发育气孔和杏仁状构造,具有斑状结构—间隐结构,斑晶主要为长条状斜长石和少量蚀变暗色矿物。岩石地球化学呈现富Na2O、FeOT、Al2O3,贫MgO、TiO2、K2O的特点,稀土配分曲线为右倾轻稀土富集型,LREE/ HREE=6. 50~7. 01,(La/Yb)N为5. 62~7. 14,富集Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,Nb、Sr和Ti相对亏损,δEu= 0. 69~0. 91。样品n（87Sr)/n(86Sr)i为0. 70587~0. 70934,εNd(t)介于-6. 9 ~ -4. 8之间,TDM为2562~2730 Ma,Nb/Ta（6. 60~8. 25）低于大陆地壳的平均值,指示了受俯冲流体改造的古老富集地幔参与了岩浆形成。SHRIMP锆石U- Pb定年结果显示铁马河玄武安山岩形成于中元古代早期（~1740 Ma）,其形成与研究区中元古代早期陆内伸展作用引起的古老岩石圈地幔减压熔融有关,是华北克拉通陆内裂谷发育过程在鄂尔多斯地块西南缘的体现。     

山东邹平青山下亚组玄武安山岩源区性质及成因

本文通过岩石的显微观察、全岩元素地球化学及Sr-Nd-Pb同位素组成等综合研究,参照前人的研究成果,探讨邹平火山岩盆地内青山下亚组玄武安山岩的岩石地球化学性质、物质来源及岩石成因。研究表明,岩石富钠、富镁,具有大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba)和轻稀土元素(LREE)富集,高场强元素(Nb、Ta、Ti)相对亏损的地球化学特征。全岩Sr同位素初始比值(87 Sr/86 Sr)i为0.705674~0.705876;全岩Nd同位素初始比值εNd(t)为-10.0~-10.2,Nd同位素二阶段模式年龄T2DM为1.74~1.75Ga;全岩铅同位素初始比值(206Pb/204Pb)i介于16.917~17.095之间,(207Pb/204Pb)i介于15.306~15.396之间,(208Pb/204Pb)i介于36.750~37.208之间;较低的Sr-Nd初始比值及较均一的低放射性铅同位素组成,可能为EMI型富集地幔的部分熔融所致。晚中生代加厚的华北岩石圈发生大规模拆沉作用,拆沉的大陆中下地壳部分熔融形成富硅熔体与古生代岩石圈地幔相互作用形成富集地幔,随后在岩石圈伸展与区域热异常作用下减压部分熔融,形成的玄武安山质岩浆沿着深大构造侵入地壳上部或喷发至地表,形成青山下亚组玄武安山岩,但是岩浆上侵过程中地壳物质混染不强。该研究对深化鲁西地区晚中生代构造-岩浆作用的认识有一定的理论意义。     

华北克拉通兴城早白垩世玄武玢岩锆石、金红石地球化学特征及其地质意义

华北克拉通在中生代时期发生大规模的岩石圈减薄,伴生的早白垩世火山岩为研究克拉通破坏提供了窗口,但其中镁铁质火山岩成因和岩浆源区性质的争议,制约了对克拉通破坏机制和中生代岩石圈减薄结束时间的认识。本文用激光剥蚀电感耦合等离子质谱（LA-ICP-MS）方法对兴城玄武玢岩中的锆石、金红石进行了系统的微量元素分析,以揭示岩浆源区性质及其演化,并进一步探讨了华北克拉通中生代岩石圈减薄的机制和结束时间。锆石t_Ti温度计计算结果表明,兴城玄武玢岩锆石结晶温度为695~779℃,平均温度为730℃,说明玄武玢岩可能起源于俯冲带地幔楔交代橄榄岩。微量元素分析结果显示,锆石富集HREE,LREE与HREE分异明显,Nb、Ti亏损,Th、U和Hf相对富集,Ce、Eu呈不同程度的正、负异常;金红石Nb、Ti、Hf等高场强元素呈不同程度富集,Sr明显亏损,无明显的Ce、Eu异常。微量元素特征也显示玄武玢岩岩浆起源于岩石圈地幔交代橄榄岩,后期经历了氧化作用和分离结晶作用。结合区域内相关地质资料,认为兴城玄武玢岩岩浆为古老岛弧型岩浆。华北克拉通中生代岩石圈减薄的结束时间可约束到早白垩世晚期（约105 Ma）,高角度俯冲的古太平洋板块回撤为华北克拉通岩石圈减薄的一级动力学机制,热化学侵蚀或拆沉为二级机制。     

鄂尔多斯古陆核内部中生代晚期火山岩的发现及其地质意义

在古老、稳定的鄂尔多斯古陆核上, 经过初步的金刚石找矿工作发现了一些来自深源的金刚石指示矿物; 并在这些指示矿物异常区的源头, 发现了玄武质岩浆岩。这些深源岩浆主要呈弱的喷发或爆发形式或裂隙式贯入为表现特征。它的发现可以证明冀鲁辽古陆核在中生代强烈活化的同时, 鄂尔多斯古陆核也出现较弱的岩浆活动。它提供了一个研究大陆岩石圈的窗口, 同时对本地区的金刚石找矿可能具有指导意义。      

龙门山断裂带假玄武玻璃特征及断层弱化机制的探讨

与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻（WFSD-1、WFSD-2）岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详细的结构、构造及矿物成分分析.这些假玄武玻璃以断层脉和单个/网状贯入脉的形式产出,厚度由几毫米到数十厘米不等,与碎裂岩和超碎裂岩相伴生.显微结构观察发现假玄武玻璃中发育大量熔融特征构造,如港湾状熔蚀边、蜂窝状气孔构造、黏滞性流动构造以及针状、球粒状、羽状、纤维状、粒状等多种形态的微晶及微晶集合体,表明其为断层滑动摩擦熔融的产物,指示摩擦熔融润滑是断层滑动过程中最主要的弱化机制.同时热增压和机械润滑机制可能存在于断层滑动的不同阶段.此外,从野外和显微镜下都观察到假玄武玻璃脉具有浅灰、深灰、浅褐、棕褐色及黑色等不同的颜色,可能代表着不同程度的脱玻化作用,并且不同颜色有相互穿插交切关系,可能指示存在多期假玄武玻璃,也就是说,产生假玄武玻璃的大地震事件沿映秀—北川断裂带重复发生.最近的研究认为这些假玄武玻璃形成于晚三叠世时期地下~10—15 km深度.结合须家河组地层中发育的厚层断层泥和角砾岩,~180—280 m宽的映秀—北川断裂岩带是断裂长期活动演化的产物.作为龙门山地区最陡峭的地形边界,映秀—北川断裂带长期地震活动造成的地壳缩短加厚可能是龙门山快速隆升的主要原因.     

又一次钻穿洋壳的企图

尽管海洋深海钻探的历史已有40多年了,但是有关洋壳成分和结构的资料仍然很少,并基本上建立在来自最上层的地球物理和零星地质材料的基础上。至今在哥斯达黎加海隆南侧几个航次中所打的深达2 111 m的504B号钻孔,是惟一穿过玄武岩层和大部分下伏岩墙组合的钻孔,但是它未能达到后者与辉长岩之间的边界。众所周知,洋壳第2层(玄武岩)的厚度与其在扩张区的形成速度有关:速度越快,玄武岩层就越薄。最小的厚度位于超快速扩张的洋中脊地段之下,在其轴部。近来已确定,将近2 000~1 100万年前,在太平洋、纳斯卡和科科斯岩石圈板块的三联点附近,形成了…     

东天山沙泉子地区石炭纪火山岩的铂族元素地球化学特征

本文报道了东天山沙泉子地区石炭纪火山岩的主量、微量及铂族元素(PGE)地球化学特征,初步探讨了岩浆源区特征和岩浆演化过程。采用改进的溶样方法,即Teflon密闭溶样-Te共沉淀富集PGE,阳离子交换树脂结合P507萃淋树脂分离干扰元素方法,测定了玄武岩及玄武安山岩中的PGE含量。结果表明,沙泉子火山岩具有较低的MgO含量,且整体表现为强烈的PGE亏损,暗示其可能形成于较低的部分熔融程度(<10%),可能有少量硫化物(～0.001%)残留于地幔。火山岩较低的Cu/Zr值表明原始岩浆有了亲铜元素的亏损。玄武岩较稳定的Pd/Ir和Pt/Pd值,较高且变化较大的Cu/Pd值,表明岩浆上升或侵位过程达到过S饱和而发生硫化物熔离。IPGE与Cr、Ni的相关性表明,原始岩浆可能发生了橄榄石和铬铁矿的分离结晶作用。     

从断裂带构造认识断层滑移习性

对于地震物理学和断裂运动研究而言,探索断裂带构造和地震行为之间的联系是至关重要的。地震代表滑动行为的一个极端;摩擦熔融和假玄武玻璃为动力破裂过程中的局部滑动提供了野外证据[1-3]。无震滑动则     

云南禄劝县朗茂二叠纪玄武玢岩的岩石学特征及其对高钛玄武岩成因的指示意义

云南禄劝县朗茂次火山岩体位于峨眉山大火成岩省的东部,由下部的玄武玢岩和上部的多斑玄武玢岩组成。全岩主要元素分析结果表明,其TFe2O3和TiO2含量较高,分别为14.05%~14.86%、3.12%~4.69%,属于高钛玄武岩的范围,但是两者的主要元素也存在一定的差别,表现在前者有相对低的S iO2、TiO2、A l2O3和Na2O含量以及相对高的MgO和CaO含量。矿物电子探针分析结果表明,单斜辉石均为相对富铁钛的普通辉石,斜长石为中-拉长石,而钛磁铁矿以异常高的TiO2含量(24.25%~26.65%)为特征。根据单斜辉石温度计和压力计以及斜长石的温度计估算结果,玄武玢岩和多斑玄武玢岩的形成温度和压力均有明显的差别,后者温度和压力较低,分别为1 143~1 176℃、0.23~0.86 MPa;而前者较高,分别为1 316~1 370℃、1.98~2.25 MPa。另外,钛磁铁矿中异常高的XUsp含量以及单斜辉石中低的Fe3+指示岩浆的低氧逸度,估算的氧逸度为1.013×10-6~1.013×10-10Pa。因此可以推测,由于低的氧逸度抑制了钛磁铁矿在早期结晶,导致晚期岩浆富集铁和钛,所以高钛玄武岩可以通过正常的低钛玄武岩岩浆在早期发生硅酸盐矿物的分离结晶演化而成。但是由于有一部分铁和钛在单斜辉石结晶过程中进入单斜辉石晶体中,导致在残留岩浆中没有高度富集铁钛,因而在该地区没有形成钒钛磁铁矿矿床。