东大别超高压变质带构造研究进展

大别山造山带的形成和演化主要经过南北板块碰撞、碰撞后超高压变质岩折返和燕山早期穹隆构造形成3个构造阶段,其主体构造格架由碰撞后超高压变质岩折返过程中的伸展作用和燕山早期穹隆构造所形成.文中根据不同岩石单元在超高压变质岩折返和穹隆构造形成中的构造表现,以主期构造特征及其后构造演化的一致性为原则,将东大别造山带的变质岩系分为南大别岩片构造带、中大别穹隆构造带和北大别隆滑-逆冲构造带3个构造单元,系统论述了各构造单元构造变形的几何学和运动学特征,从造山带整体构造演化的角度厘定出3个阶段的5期变形,探讨了它们在大别山构造演化和超高压变质岩形成和折返中的动力学意义.     

大别山超高压变质岩石变形构造研究

含柯石英、金刚石榴辉岩是南大别超高压变质岩石的主体,在这些榴辉岩的未退变质核心、退变质斜长角闪岩及超高压围岩中,保存有大量不同变质时期的宏观—微观变形构造．其中主要的变形构造是在单剪应力状态下,由具有顶端指向ＮＷ动向的角闪岩相变形作用Ｄ２形成的ａ型褶皱Ｆ２,以共轴样式叠加于纯剪应力状态下榴辉岩相变形作用Ｄ１形成的斜卧褶皱Ｆ１之上的二次叠加褶皱,总体形态符合Ｒａｍｓａｙ第三种干涉型．这两期变形作用揭示了超高压变质岩石在折返过程中存在两种动力学机制,它们相续作用才使得这些超高压岩石出露地表．     

四川彭灌地区映秀断裂带的显微构造特征

根据映秀断裂带的宏观构造及构造岩特征,可将该断裂带分为三个亚带:劈理带、构造透镜体带、节理破碎带。文章详细描述了构造岩的显微构造特征,并据此推断该断裂带的形成条件。该断裂为地壳浅部构造层次的脆性断裂,主要的变形机制是碎裂作用。其形成深度为5km,温度为300℃。根据碎裂岩中的石英位错密度及钙质糜棱岩中方解石动态重结晶颗粒的粒度,估算出断裂形成时的差异应力值为70～180MPa。     

西南天山榴辉岩的显微构造及其变形机制探讨

岩石、矿物的显微构造是岩石变形、变质等各种地质作用最直观的记录。新疆西南天山高压变质带中榴辉岩的显微构造研究,对认识其在地壳深俯冲过程中的岩石、矿物变形机制有十分重要的意义。西南天山榴辉岩的显微构造研究发现:绿辉石的动态重结晶亚晶粒化和颗粒边界迁移、云母的扭折和波状消光、方解石的机械双晶等显微变形现象,表明动态恢复作用、位错滑移和位错攀移为主的晶质塑性变形机制是榴辉岩的主要变形机制;石榴子石呈无变形刚性特征,具有变斑晶包迹结构,说明固态物质扩散迁移是榴辉岩的另一个重要变形机制;石榴子石多具有良好的晶型,说明石榴子石是在静变质状态下稳态生长而成,这与大别—苏鲁高压—超高压变质带有明显区别。因此,笔者认为位错蠕变、动态重结晶主导的晶质塑性变形和固态物质扩散迁移组合的显微构造变形现象,是西南天山高压—超高压变质榴辉岩的显微构造组合特征。这样的组合特征可能代表了洋壳深俯冲经历高压—超高压变质作用榴辉岩变形机制。     

显微组构分析在判别压性、压扭性断裂上与宏观鉴定的一致性

本文就福建永安二迭系石英砂岩中三条较典型的压性、压扭性断层中的定向标本进行显微构造 研究和岩组分析，对室内外观测数据进行权衡和对比，探索天然变形岩石组构的宏、微观变化规律． 结论是： １． 宏、微观构造岩的特征一致； ２．从三条断层带中的水平切片所测得的石英变形页理极点图相类似，都具较完善的斜方对 称，变形页理极点最密区的钝角平分线方向都为主压应力（σ１）的方向； ３．三条断层带中的不同方向的切片中。石英光轴岩组图也都呈近斜方对称，且其点极密的位 置即为σ１的位置； ４．从上述两种岩组图求得的σ１位置基本一致，以此求得的断层滑动线的产状与宏观所测的数 据的平均误差只有４°． 以上表明，显微构造研究和显微分析在鉴定断裂的力学性质上是行之有效的手段．     

晓天—磨子潭断裂的构造演化对大别高压—超高压岩石折返过程的指示

位于大别造山带北部的晓天—磨子潭断裂带分隔了北大别高级变质带和北淮阳浅变质带.该断裂带由韧性剪切带和脆性正断层组成,两者具有基本一致的NW—SE向走向.脆性正断层叠加在韧性剪切带之上,控制了其北侧的早白垩世火山岩盆地的发育,为大别造山带早白垩世穹窿过程中的伸展断层.晓天—磨子潭韧性剪切带叠加在北大别灰色片麻岩之上.糜棱岩中的矿物变形温度估计(600—650℃)、基质多硅白云母探电子针分析及压力计算(约1.1GPa),指示韧性剪切带形成于高角闪岩相的下地壳深度,为造山带同碰撞折返边界.韧性剪切带糜棱面理上的矿物拉伸线理侧伏角自东向西逐渐由水平过渡到近倾向.露头构造、显微构造及石英C轴组构皆指示该韧性剪切带具有上盘向北西的运动方向.韧性剪切带几何学与运动学特征指示,大别造山带高压—超高压岩片的折返是向南东的斜向挤出,并兼有折返岩片以东端为枢纽的逆时针旋转.     

西昆仑造山带变形古应力差值、应变速率估算及结果分析

文章对西昆仑造山带早华力西变形期的古应力差值、应变速率进行了估算，并对估算的结果进行了分析。对透射电镜所拍摄的变形颗粒位错形态照片，采用位错密度、动态重结晶和亚晶粒粒径等方法进行古应力差值的估算，并估算了该期变形的应变速率。古应力差值σ１－σ３＝８０～１５０ＭＰａ，应变速率６×１０－１４～２×１０－１３ｓ－１，为中速应变。初步推算，该期变形作用大约持续了２．１６Ｍａ。     

桃林韧性剪切带的地质特征

在详细的野外观察和室内研究的基础上,描述了桃林韧性剪切带中的韧性变形岩石——花岗质糜棱岩系列岩石和绢绿石英构造片岩的岩相学特征．首次对该区糜棱岩中石英内的包体进行了镜下观察和均一法测温,并对其成因进行了讨论;韧性变形过程中岩石化学成分有明显变化,岩石体积损失约４０％．     

舜耕山断层的显微构造特征及其意义

舜耕山断层是低温快速变形的产物,它经历了两期或两期以上的构造作用。它是简单剪切作用下的浅层次的脆性变形,局部为微弱的韧性变形。其形成时的差异应力约为89MPa。通过对舜耕山断层构造岩的显微构造和超显微构造特征、组构分析的研究,和对舜耕山断层形成时的变形条件的论述,从而为阐述淮南煤田南缘逆冲推覆构造的形成机制提供了依据。     

构造应力与采动损害关系的数值试验研究

采用岩石破裂与失稳分析系统（RFPA），对不同构造应力条件下煤矿区地表环境损害特征进行数值试验，结果表明：处于伸展构造背景下的煤矿区，煤层覆岩受到拉张构造应力作用，在煤层开采过程中，覆岩运动、变形和对地表地质环境的损害相对比较强烈；而处于挤压构造应力作用下的煤矿区，覆岩运动、变形及其对地表地质环境的损害相对较弱，或表现滞后。     

钦杭结合带(南段)庞西垌断裂中动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数估算

广东庞西垌断裂带发育于钦杭结合带南段,是控制该区域银金矿床的重要构造,也是钦杭结合带构造演化的重要窗口。分析了庞西垌断裂带中心发育的糜棱岩及其内动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数。研究显示,庞西垌断裂带糜棱岩中可以观察到典型的S-C组构。σ型旋转碎斑系指示北东向韧性剪切带经历了右行剪切。在显微镜下,可以观察到矿物颗粒表现出波状消光、核幔构造、亚晶粒化、动态重结晶、单晶拉长及石英晶条带等现象。石英颗粒的动态重结晶作用十分普遍。单个石英晶粒表现为拉长状、锯齿状、港湾状等不规则状边界形态。整体上石英晶粒表现出微弱的定向趋势。根据分形法估算得到的变形温度,结合显微镜下观察的矿物特征,推断庞西垌断裂带内岩石韧性变形温度在600℃左右,相当于低角闪岩相。石英的"重结晶颗粒粒径压力计"估算得到古差异应力下限在9.1～10.7 MPa之间。石英岩的实验高温流变率显示,应变速率应低于10-13.8S-1。这些流变参数可以利用来加深对断裂带韧性变形过程的认识。     

华北与扬子板块碰撞带青岛仰口构造混杂岩的三期变形及区域构造意义

青岛仰口构造混杂岩位于大别－胶南造山带东段，为华北与扬子板块碰撞带边界韧性剪切带内的蛇绿混杂岩．它大体经历了三期变形，始于印支期，历经燕山期至后燕山期．     

最大有效力矩准则的理论与实践

共轭断裂面对σ₁一侧为锐角(一般小于60°),而共轭变形带面对σ₁一侧为钝角(一般为110°)。锐角可用力学的摩尔-库仑准则解释,钝角则可用最近提出的最大有效力矩准则予以说明。最大有效力矩准则的数学表达式为M_eff=0.5(σ₁-σ₃)Lsin2αsinα。式中, σ₁-σ₃ 代表变形岩石的屈服强度, L为单位长度, σ为σ₁与变形带间的角度。该准则证明最大有效力矩出现在σ₁轴左右54.7°方向。55°±10°区间力矩无显著变化,天然和实验的观测值全部在该区间内。该准则在实践中可解释膝褶带、伸展褶劈理、膏盐层中的屈服带、低角正断层、高角逆断层、结晶基底中的菱网状剪切带、地震反射剖面中的鳄鱼嘴构造和前陆盆地中的拆离褶皱等地质构造的形成,可藉以确定有关构造形成时的应力状态和运动学涡度,并说明推覆构造与伸展构造间的运动学和动力学关系以及深俯冲超高压岩石的折返-出露机制。     

大青山糜棱岩中石英变形特征的研究

通过对呼和浩特市大青山地区糜棱岩带中石英的显微构造、动态重结晶、ＴＥＭ及石英岩组学方面的观察研究,发现石英的塑性变形显著,以缎带状石英产出,发育各种塑性变形的显微构造,变形带、波状消光和亚颗粒显著,ＴＥＭ观察到石英中有直线状位错,岩石组学研究显示出,石英具有高温变形和多期构造叠加的特点。     

秦岭商丹断裂带的构造变形与形成环境分析

秦岭商丹断裂带是华北板块与扬子板块的构造缝合带,具有复杂的构成和长期的演化历史。文章选取了商丹断裂带的2条横剖面,综合运用宏观构造分析、显微构造分析、岩石有限应变测量、断层岩的变形温度估测及EBSD石英光轴组构测量分析等方法对商丹断裂带进行了精细的研究。研究结果表明:商丹断裂带两侧岩片相对倾斜,呈正花状;东段线理保留得比西段好,南北两盘线理差异明显,南盘以倾向线理为主,北盘以水平线理为主;商丹断裂带岩石均受到压扁作用,东段岩石比西段岩石所受的压扁作用更强;商丹带断层岩变形温度多集中于(500±30)℃范围内,东段温度比西段高,北盘温度比南盘高,由断裂带向两侧温度逐渐下降。EBSD组构分析结果表明,剪切带中石英主要以中低温菱面〈a〉组构和低温底面〈a〉组构为特征。     

急倾斜矿体开采岩体移动规律与变形机理

为了研究急倾斜矿体开采的岩移规律与变形机理,采用数值模拟的方法,对急倾斜矿体在高构造应力和自重应力2种条件下的岩移特征进行对比分析.研究结果表明:当开采区在竖直方向上的高度远小于矿体在水平方向上的长度时,在这2种应力条件下都具有类似水平矿体开采的地表岩移特征;反之,在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采地表出现双沉降中心的现象,而在自重应力条件下只存在单沉降中心;在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采在地表移动变形量、移动变形影响区规模及地表宏观变形破坏特征上与自重应力条件下相比都有较大差异,原岩应力场中作为特征量的最大主压应力的取向对岩移行为的影响是产生这差异的根本原因.     

新疆西昆仑地区阿勒玛勒克岩体岩石地球化学特征及构造环境分析

位于西昆仑北坡的阿克陶县境内的阿勒玛勒克岩体,侵位于不同时代的黑色岩系中,由早期到晚期可以识别出蚀变闪长岩→蚀变石英二长岩（或石英闪长岩）→细晶闪长岩及粗晶—伟晶角闪二长岩→长石伟晶岩4期岩浆活动。里特曼指数（σ）为2.82—6.87,属于偏碱性钙碱系列 各岩类的主要岩石化学指数并未随着w（SiO2）的变化,而有规律地变化,这表明各岩类属于不同源岩浆序列。岩石地球化学特征及各类图解表明,阿勒玛勒克岩体为幔源型至壳—幔混熔型岩浆岩,是晚华力西—早印支期造山带碰撞抬升到造山晚期的岩浆活动的产物。     

大别山南缘(团陂-马垅剖面)构造变形分析及意义

大别造山带自形成以来经历了早期扬子板块向华北板块的俯冲碰撞,以及后造山伸展阶段的伸展滑脱,岩层中保留了多期的构造变形记录,导致俯冲碰撞期的构造变形难以识别.文章重点研究大别山南缘团陂至马垅这一剖面,通过野外的宏观构造及室内显微构造分析,得知该地区岩石的有限应变测量值为1.5～2.0,岩石形成温度为300~700℃,并探讨大别造山带南缘俯冲期的构造变形记录.     

变质沉积岩中发现斯石英存在的证据：陆壳深俯冲所返的深度可超过350km

超高压变质及其引伸的大陆深俯冲作用是数十年来国际固体地球科学研究中思想最活跃、竞争最激烈的研究领域之一,按照传统的板块构造学说,在板块边界消减俯冲带上,大陆地壳因其密度低,不可能俯冲到高密度的地幔中去,然而,1984年法国科学家Chopin和Smith分别在西阿尔卑斯和挪威变沉积岩中发现了柯石英,随后前苏联和我国学者分别在哈萨克斯坦变沉积岩和中国大别榴辉岩中发现微粒金刚石,证明低密度的陆壳岩石可被俯冲到大于80—120km的地幔深度,然后再折返到地表．这些发现改变了传统的地球动力学观念,很快在国际上引发了一场超高压和大陆深俯冲作用研究热潮。     

桐柏山地壳结构的Pb同位素地球化学示踪研究

出露于桐柏山一带的桐柏杂岩,其放射成因Pb同位素组成介于低放射成因Pb同位素组成的大别核部杂岩和相对高放射成因Pb同位素组成的大别超高压变质杂岩之间,侵入于桐柏杂岩的鸡公山花岗岩明显不同于桐柏杂岩的Pb同位素组成,而与大别核部杂岩具有相似的Pb同位素组成.根据Pb同位素组成在地壳垂向剖面上的变化模型及花岗岩的岩浆源区分析,指出在区域地壳结构上,桐柏杂岩是位于大别核部杂岩之上但位于超高压变质杂岩之下的一个岩系.东部大别地区由于地壳剥露程度高,在大别核部杂岩之上的桐柏杂岩基本没有得到保存,而在桐柏地区,地壳剥露相对较浅,在桐柏杂岩之下的深部地壳中仍有类似于东部大别核部杂岩的分布.因此,在造山带的地壳结构上,桐柏地区和大别地区的地壳基底组成是统一的,现今它们在造山带中的分布仅仅反映造山带地壳不同暴露截面的差异.