大别山榴辉岩中超高压硬柱石脱水分解及其对俯冲带深部流体活动的制约

硬柱石在基性岩石中通常稳定在低温-(超)高压的条件下.它是控制俯冲板片吸水/脱水、俯冲带流体演化和微量元素迁移的关键矿物.目前对大陆俯冲带榴辉岩中硬柱石分解过程和相关流体-元素活动的研究还很有限.大别山超高压变质带港河地区含硬柱石假象榴辉岩及内部发育的绿辉石-绿帘石脉体是进行该项研究的理想样品.通过矿物化学分析、相平衡模拟和质量平衡分析,证实港河榴辉岩中早期存在过超高压硬柱石.硬柱石在650-680℃/2.8-3.0GPa的条件下发生分解,释放大量超高压富水流体.脱水过程导致榴辉岩体积收缩和局部水压破裂,形成大量裂隙.富水流体汇聚进入裂隙,溶解裂隙(脉体)周围榴辉岩中绿帘石、蓝晶石、石英、金红石和磷灰石等矿物,同时导致靠近流体榴辉岩中主微量元素发生不同程度地迁移.逐渐靠近流体,水/岩比增大,溶解的强度和元素迁移的程度逐渐越大.富集硅酸盐组分和微量元素的超高压流体在榴辉岩折返过程中结晶成绿辉石-绿帘石脉体,残余的高压流体此后渗透进入榴辉岩,形成晚期的多硅白云母和冻蓝闪石等富集水溶性元素的变斑晶含水矿物.     

西天山高压-超高压变质带折返过程中的流体活动证据:高压脉体和异剥钙榴岩

西天山造山带以发育蓝片岩和低温榴辉岩著称,蓝片岩中的大量榴辉岩相脉体记录了蓝片岩-榴辉岩相转变时的流体活动.详细的野外调查发现,西天山超高压榴辉岩内也发育了大量的高压脉体,而与蛇纹岩伴生的榴辉岩则受到了明显的异剥钙榴岩化改造,这些都是俯冲带变质作用过程中流体活动的直接证据.超高压榴辉岩内发育的高压脉体主要有3种类型,分别为绿辉石脉、石英脉和黝帘石脉,这些脉体不同程度地切穿了早期的面理.脉体石榴石是物理迁移的结果,而其他脉体矿物如榍石、绿辉石、黝帘石、白云石和磷灰石等,是从高压流体中晶出的.高压流体对钡元素具有富集作用,流体成分在时空上存在不均一性.这些普遍发育的脉体形成于超高压榴辉岩折返阶段,表明在减压过程中也可以发生强烈的流体活动和微量元素迁移.西天山异剥钙榴岩的原岩年龄为-420 Ma,异剥钙榴岩化作用发生在折返阶段(-290 Ma).在部分异剥钙榴岩化阶段,流体富集Ca,Si,Ti,Mn,Nb,Ta,Zr和Hf,亏损Fe,Mg,Na,K,REE,Tb和Y,氧逸度高,流体对岩石的交代作用不彻底,发育不平衡矿物结构;在完全异剥钙榴岩化阶段,流体富集Ca,Mg,LREE,Ni和Cr,亏损Fe,Ti,Rb,Ba,MREE和HREE,流体作用强烈,富水流体相的强烈淋滤作用使大部分元素发生迁移.     

浅层次微型韧性剪切带的发现及其形成机理讨论

多年来对韧性剪切带的研究主要集中在较深层次(>10km)的韧性剪切带的应变分析和显微构造特征方面.关于小型至微型韧性剪切带的发育过程的讨论,近几年也有报道.但是关于发育于地壳浅层次(<5km)的韧性剪切带的报道则不多见.本次工作在闽西南地区的二叠系砂岩中发现了浅层次的微型韧性剪切带,本文主要讨论该种剪切带的特征及其形成机理.     

大陆俯冲带流体活动和元素迁移:大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的研究

大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的岩石学及地球化学研究表明,在大陆俯冲带流体-岩石反应过程中,伴随着显著的元素迁移和同位素分馏.大别-苏鲁造山带高压脉中单矿物(如金红石和多硅白云母)具有明显的生长环带,指示变质脉是流体-岩石相互作用的结果.较高的流体/岩石比和强烈的二者相互作用是导致Nb-Ta迁移和分异的主导因素.对中国大陆科学钻探主孔石榴橄榄岩、榴辉岩和变质脉的Li和B同位素地球化学研究,表明在陆壳深俯冲和折返过程中Li和B发生了明显的分馏且表现出不同的地球化学行为.富集Si,Al,Na,LILE(如Rb,Ba和Sr)和HFSE(如Nb,Ta和Ti)的高压变质脉的存在以及不同岩性接触带高度变化的地球化学特征指示,在峰期超高压变质条件下可能形成了超临界流体,它对微量元素的迁移起到了非常重要的作用.     

广义边界力作用下剪切带屈曲及其构造意义

地壳雁行褶皱构造是剪切带屈曲失稳的产物.前人已研究了长边固定的剪切带纯剪切的屈曲问题,以及四边简支矩形板纯剪切的屈曲问题.本文研究广义边界力(挤压、剪切)作用下剪切带的屈曲变形、屈曲临界力及地质构造中的意义.     

西藏冈底斯带林周盆地与碰撞过程相关花岗斑岩的形成时代及其意义

在林周盆地西缘发现古新世与碰撞过程相关花岗斑岩体, 获得岩体锆石SHRIMP加权平均年龄值为(58.7±1.1)Ma(MSWD = 0.79), 代表了印度-亚洲大陆碰撞过程中斑岩体的岩浆侵位年龄. 岩石性质属钙碱性为主-高钾钙碱性系列过铝质钾质花岗岩类, 具有弱-中等Eu负异常和中等斜率右倾的LREE富集型, 以及相对富集Rb, Th, K和La等大离子亲石元素, 亏损Ba, Nb, P和Ti等元素的特点. 林周盆地古新世花岗斑岩是在65 Ma开始的印度-亚洲大陆碰撞早期阶段, 由于地壳缩短的加压升温引起“岛弧带”地壳岩石部分熔融作用的产物, 并在一定程度上带有弧火山岩的岩石地球化学特征与构造环境的“烙印”, 既与林子宗群典中组火山岩有异, 又与冈底斯中新世花岗斑岩明显不同.     

热液围岩蚀变过程中数学不变量的寻找及元素迁移的定量估计——以广东河台金矿田为例

热液围岩蚀变是热水流体与围岩发生作用,结果引起围岩中化学组分的带入或带出.对热液围岩蚀变的研究,一方面可以丰富对热水溶液性质的了解,另一方面可以指导找矿.长期以来,人们一直探索如何从蚀变岩石化学成分入手定量研究热液蚀变过程中元素迁移的行为.     

桂东南钾玄质侵入岩带及其岩石学和地球化学特征

野外地质、岩石学、元素地球化学研究表明，广西东南部中生代二长岩、正长岩以及与之共生的碱性花岗岩岩体属钾玄质系列岩古，从而厘定出一北东向展布的钾玄质侵入岩带。这些钾玄质侵入岩富集大离子亲石元素、高场强元素和稀土元素，而且无明显的Ｎｂ，Ｔａ亏损，与板内型或裂谷型钾玄岩相似，表明其形成与岛弧无关，而很可能是在中生代区域软流圈地幔上涌和岩石圈伸展构造背景下形成的。     

低速冲击下的绝热剪切带

白层自1911年由Stead在磨损的钢丝绳表面发现以来,一直是磨损工作者感兴趣的焦点.表面白层在许多材料和不同工况条件下被观察到,具有硬度高和晶粒细小等共同特征,然而白层中是否产生了相变至今仍有争议.在高速冲击情况下,材料中通常产生体内的白层(或称白带).本世纪40年代,Zener和Hollomon用绝热剪切的观点对这种动态下的独特现象进行了解释,从70年代开始,力学界对绝热剪切的现象进行了深入的研究.众多工业应用场合同低速冲击有关,而低速下的绝热剪切现象研究得非常有限,因此加强这方面的研究对选材及工艺改进有重要的意义.本文模拟了工业上广泛应用的球磨机的工况条件,对冲击磨损中的绝热剪切带进行了较详细的观察和研究。     

大洋型超高压变质带的地质特征及其研究意义: 以西南天山、柴北缘超高压变质带为例

在总结洋壳深俯冲超高压变质带的基本地质特征的基础上, 较深入地论述了洋壳深俯冲超高压变质作用研究意义和存在的问题. 大洋型超高压变质带的基本特征是以典型的洋壳组合的原岩建造为特征, 其变质作用峰期温度较低属于低温榴辉岩相范围, 在递进和退变过程中出现蓝片岩相变质过程, 具有低的、冷俯冲带的地热梯度, 并且在岩石组合方面常常与蛇绿岩带伴生. 大洋型超高压变质带的深入研究对于建立冷俯冲带变质反应系列, 探讨俯冲带的水流体是如何被带到地幔深处以及建立冷俯冲带超高压变质作用类型都具有重要意义. 深俯冲超高压变质洋壳岩石抬升、折返机制的研究是目前超高压变质作用研究最具挑战性的问题之一, 其深入研究对于探讨超高压变质作用发生机理、建立更加广泛的超高压变质岩石抬升、折返机制具有重要意义; 洋壳深俯冲超高压变质岩作为俯冲到地幔深度又折返到地表的岩石, 见证了俯冲与折返的全过程, 是研究俯冲变质带中元素地球化学行为及其物质循环的最理想场所之一; 洋壳俯冲到陆壳俯冲-碰撞是俯冲碰撞造山带形成演化的基本方式, 也是目前板块构造理论研究的前沿领域. 同时, 对中国西部西南天山和柴北缘2个具有洋壳深俯冲特征的超高压变质带研究现状和存在的问题也展开了讨论.     

Zr65Al7.5Ni10Cu17.5金属玻璃非均匀塑性变形过程中的自由体积演化

利用差示扫描量热法研究了铸态和退火态Zr65Al7.5Ni10Cu17.5金属玻璃在冷轧过程中的自由体积演化.随着塑性变形的进行,自由体积含量先增加,然后于临界应变之上达到饱和,在此过程中材料则始终维持在完全非晶状态.金属玻璃的初始自由体积含量少,变形过程中自由体积增加的速度大,因此不同初始状态的金属玻璃在大塑性变形后自由体积含量彼此接近.剪切带中的自由体积聚合形成纳米孔洞是自由体积在大应变下达到饱和的原因.     

海底热水流体对海相碳酸盐岩有机质丰度影响初探：以华北北部中、上元古界为例

通过对华北北部中、上元古界海相碳酸盐岩有机质丰度与海底热水流体富集元素P, Cu, Zn, Ni和Ba等元素含量及其组合的相关性的探讨, 结果表明, 热水流体富集元素明显在相关层段不仅与TOC呈正相关关系, 而且还和海底热水流体输入的SiO₂含量呈明显的正相关关系; 相应层段海底热水流体输入的SiO₂含量也与TOC呈明显的正相关关系. 部分高于庄组、雾迷山组、铁岭组以及绝大部分下马岭组有薄层状硅质岩出现, 随之TOC和与热水流体活动有关的微量元素也逐渐增大, 暗示部分层位碳酸盐岩中有机质的富集与海底热水流体活动有关. 另外, Al/(Al+Fe+Mn)值常常随着海底热水流体活动对沉积物形成的贡献的增大, 比值随之减小, 而Fe/Ti比值的变化正好相反.     

小秦岭石英脉型金矿的反转成矿机制

在华北陆台南缘的小秦岭变质核杂岩内分布了许多重要的含金石英脉 ,这些石英脉受到韧性剪切带的严格控制 .应力分析表明 ,小秦岭石英脉型金矿的形成过程分为两个重要的阶段 :第一阶段在张性应力环境下形成韧性剪切带 ,温度较高、深度较大 ;第二阶段构造应力发生反转 ,由张性状态转变为压性后形成脆性逆性断层叠加在韧性剪切带上 ,含矿流体在挤压作用下向这些薄弱部位集中 ,沉淀富集形成石英脉金矿床 .     

金属切削中的蓝脆效应与热塑剪切失稳

热塑剪切失稳(绝热剪切)是广泛存在于许多动态塑性变形过程中的一种材料破坏现象。蓝脆效应是某些钢类材料特有的一种强度温度特性。认识二者之间的关系,对于动态塑性工程设计中的合理选材和过程优化十分重要。金属切削过程所具有的大应变、高应变率和热集中环境,对于许多难加工金属材料,很容易观察到热塑剪切失稳的发生,这些材料包括钛及其     

滑覆剪切作用形成的剑鞘褶皱

剑鞘褶皱(sheath fold)由Carreras研究比利牛斯海西期褶皱带中提出之后,一直作为深层次韧性剪切带鉴别标志(之一)而被世界所公认.最近国际上也只是在深层次变质岩中见到有关这类的构造现象.我国东南在浅层脆性构造域的二叠系煤系地层中,见到由重力作用的滑覆剪切形成的非常典型的剑鞘褶皱.     

带挡板圆柱可压缩绕流的大涡模拟

采用大涡模拟方法数值研究了来流马赫数为0.75、雷诺数为2×105的带挡板圆柱可压缩绕流.由于带挡板圆柱绕流的被动控制,与圆柱相比,带挡板圆柱的阻力减小了33%,升力系数的振荡几乎被完全抑制.在此类流动中,由剪切效应引起的减阻大于可压缩效应的影响.通过分析挡板的被动控制机理,我们发现抑制剪切层的失稳可以提高柱体的背压,这与柱体减阻和升力系数振荡抑制密切相关.通过分析沿剪切层的对流马赫数和自激振荡现象,发现在可压缩效应和高频力效应共同作用下,带挡板圆柱的剪切层失稳得到了抑制.     

Zr65Al7.5Ni10Cu17.5金属玻璃非均匀塑性变形过程中的自由体积演化

利用差示扫描量热法研究了铸态和退火态Zr₆₅Al_7.5Ni₁₀Cu_17.5金属玻璃在冷轧过程中的自由体积演化. 随着塑性变形的进行, 自由体积含量先增加, 然后于临界应变之上达到饱和, 在此过程中材料则始终维持在完全非晶状态. 金属玻璃的初始自由体积含量少, 变形过程中自由体积增加的速度大, 因此不同初始状态的金属玻璃在大塑性变形后自由体积含量彼此接近. 剪切带中的自由体积聚合形成纳米孔洞是自由体积在大应变下达到饱和的原因.     

北京怀柔水峪韧性剪切带长英质糜棱岩氧同位素组成的变异及其地质意义

北京怀柔水峪韧性剪切带(F_1)由怀柔县北河防口至密云县黑山寺呈北东50°—60°方向展布,倾向南东,倾角30°—40°,主要发育在中生代冷水峪片麻状花岗岩(γ_5~3)、石门山片麻状花岗岩(γ_5~(3-1))南部边缘、太古代片麻岩(Ar)和震旦亚代铁岭组碳酸盐岩(Z_(2t))之中(图1),并被后期相同走向的陡倾的山前正断层切断。残存的近中心地带的界线以F_1表示,带宽1—1.5公里。该剪切带的宏观、微观构造特征及古应力值已有报道。本文着重研究该剪切带内外长英质岩石和若干单矿物的氧同位素变异特征及其地质意义。     

西昆仑库地大型韧性剪切带的厘定

在西昆仑库地有一套传统上被认为是前寒武基底的变质岩系，野外２发现该岩系发育透入性面理，拉伸线理定向性工有丰富的剪切运动学标志，前剪切指向为上盘自北向南上是一条大型韧性剪切带，     

寻找油气富集带的遥感找矿新方法——卫星热红外探测技术

油气富集带不断向地表进行放气作用,因此经常逸出CO_2,CH_4等气体.这各种地球化学成分的异常,以前人们是从地表的调查直接获得的.例如:1953年美国Fleizcher和Turner利用土壤中碳同位素~13t/~14C变化,在美国纽约州西北部找出油气藏.而前苏联C.M.AMocoB等在白俄罗斯波列西耶