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2000年  第6卷  第3期

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“地壳异常压力”学术研讨会
CHEN Qing-xuan, REN Xi-fei, LU Gu-xian, DONG Shen-bao, LIU Rui-xun, CHEN Jing, WANG Fang-zheng, REN Ji-shun, LI Ting-dong, LIU Dun-yi, ZHAI Yu-sheng, ZHANG Bing-xi, SHAO Li-qin
2000, 6(3): 1-13.
摘要 (147) PDF (426KB)(8)
摘要:
延用至今的地质作用深度测算方法,即重力/密度法,是基于"地下岩石处于静水压力状态"(Heim,1978)和"地下某一深处的垂直压力等于上覆岩石柱的总重量"(ДИННИК,1937)两个理论假设。
下面刊登的是"地壳异常压力学术研讨会"专家们的发言(北京,2000.2).到会专家对上述假设和测算方法提出了不同见解,指出,浅部地壳直至地幔深处的岩石都是固体状态,地下的压力是极不均匀的,所以对地壳中的地质作用深度的测算必须把所处岩石看作固体,并依据固体物理理论,也就是说,除重力之外,构造力、瞬时压力、结晶力、变质作用、岩石相变等都会产生局部巨大的异常压力。因此,应该对地壳异常压力进行深入研究以建立更具普适性的深度测算公式。
专家们还认为,对在全球具有重要地位的大别超高压变质带的形成深度,我国科学家认为是32km左右,属壳内成因,并提供了测算数据,但该项研究还应深化。
含柯石英榴辉岩形成深度的构造校正测算
吕古贤, 陈晶, 丁悌平, 李晓波, 刘瑞珣
2000, 6(3): 15-25.
摘要 (129) PDF (418KB)(8)
摘要:
应用透射电子显微镜(TEM)对大别地区英山县含柯石英榴辉岩、石英榴辉岩及石榴角闪岩中石榴子石进行研究,结果表明在强塑性变形的三类岩石中,石榴子石的超微构造特征存在明显差异。在含柯石英榴辉岩中的石榴子石位错密度比角闪岩中的低。修正石榴子石材料系数α为0.25,用石榴子石位错密度估算了相对差异应力值,并讨论了在超高压榴辉岩形成和退变质过程中各阶段的变质条件。根据石榴子石位错密度测定的差异应力,结合石榴子石的变形测量,恢复构造三维主应力及构造附加静水压力值PS,从柯石英相的转变压力P中减去构造附加静水压力值PS后,利用单纯由重力引起的静水压力值PG换算上覆岩石的重力和厚度,获得大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度仅为 ≥ 32.09~32.11km.因此提出,该含柯石英榴辉岩是在这一地壳深处(或稍深一些)受强烈构造作用形成的新认识。同位素资料分析表明,大别地区榴辉岩系地壳成因,这对于榴辉岩是壳内产物的认识提供了进一步证据。
大别地区的变质作用及与碰撞造山过程的关系
魏春景, 陈斌, 张翠光, 陈晶
2000, 6(3): 25-38.
摘要 (194) PDF (604KB)(12)
摘要:
大别造山带从南到北可分为5个变质构造单元:扬子北缘蓝片岩带、宿松变质杂岩带、南大别碰撞杂岩带、北大别变质杂岩带和北淮阳变质带。各个变质构造单元中不同岩石的变质作用可划分为3种类型:(1)超高压型。以含柯石英(及金刚石)的榴辉岩为代表,仅见于南大别碰撞杂岩带中。这类岩石的PT轨迹反映洋壳B型俯冲的特点。(2)高压型。见于大别山南部的蓝片岩带、宿松变质杂岩带和南大别杂岩中的变质沉积岩及部分片麻岩中,与扬子陆壳的A型俯冲有关,由南向北变质作用的PT条件递增,反映陆壳俯冲作用的方向及不同深度。(3)中低压型变质作用。在大别造山带广泛分布,与大规模的碰撞作用形成的地壳加厚区出现的热松弛效应有关。变质程度以北大别变质杂岩带最高,为角闪岩相(局部出现麻粒岩相),向南和向北都有规律地递减为绿帘角闪岩相和绿片岩相,不同变质相带之间的界线与晚期走滑和滑脱断层一致。这期变质作用不同程度地改造了早期的高压、超高压变质岩。南大别碰撞杂岩带至少由这3种不同变质历史或PT轨迹的岩石混杂而成。大别地区的这3类变质作用以及变质带的分布记录了大别造山带从洋壳B型俯冲→陆壳A型俯冲→陆壳碰撞推覆→隆起滑脱的演化历史。
大别山超高压变质岩形成深度的同位素限制
丁悌平
2000, 6(3): 39-44.
摘要 (132) PDF (270KB)(8)
摘要:
大别山超高压变质岩形成深度是各国地质学家十分关心的问题。它不仅影响对碰撞造山带形成机制和演化过程的认识,而且影响对地球深部状况及地球动力学的研究。该文对大别山超高压变质岩已有同位素资料进行了分析与讨论。大别山榴辉岩的εNd为-6.2~-17,εSr为18~42,且显示明显的Nd同位素的不平衡现象。大别山榴辉岩的氧同位素组成研究表明,这些榴辉岩的原岩在超高压变质前,不同程度地与贫18O的大气降水(或海水)发生过氧同位素交换,且在超高压变质过程中依然保留了这些痕迹。除一个样品外,大别-苏鲁地区的榴辉岩的3He/4He比值都落在0.79×10-7~9.35×10-7范围内,显示陆壳岩石来源He的重要贡献。所有Sr-Nd、O和He同位素研究均表明:超高压变质岩保存着表壳岩石原岩的同位素特征,而未显示变质时受到地幔物质的明显影响。对于超高压变质岩的上述同位素特征,有人认为是由于大别山造山带俯冲和折返的速度太快造成的。由于造山带俯冲和折返的速度太快,表壳岩石原岩变质时来不及与地幔物质发生交换,故没有留下地幔物质参与的痕迹。该研究认为这种解释有些勉强,因为大别造山带俯冲和折返时间至少需要15Ma.在如此长的时间内,在100多公里地幔深处高于700℃的高温下发生超高压变质作用,表壳岩石原岩不可能不与地幔物质发生同位素交换。相反,如果认为大别山超高压变质岩就在地壳内形成,则大别山超高压变质岩同位素的所有特征就很好解释了。
地质作用深度测算中的问题
刘瑞珣, 吕古贤
2000, 6(3): 45-49.
摘要 (97) PDF (208KB)(11)
摘要:
迄今为止,地质作用的深度通常是用压力除以密度来计算的。这种方法只在假设岩石处于静止的液体状态下才是正确的。然而,实际上从浅部地壳直至地幔深处的岩石都是固体状态而不是液体状态,且粘性系数随深度递增。实测数据表明,地下水平压应力总是大于垂直压应力,说明构造力在量值上超过重力。所以,在地壳中进行地质作用深度的测算必须把岩石看作是固体并依据固体物理理论。因此,吕古贤等在文献[16]中提出的深度测算方法(1998)是有意义的。
成岩成矿深度构造校正测算和实测
吕古贤, 刘瑞珣, 王方正, 丁悌平, 李晓波, 陈晶
2000, 6(3): 50-62.
摘要 (137) PDF (542KB)(19)
摘要:
成岩成矿深度的构造校正测算方法,是从测算压力中先消除构造附加静水压力之后再计算上覆岩石厚度,即成岩成矿深度的方法。该方法建筑在对地壳岩石处于固体应力状态的认识之上,采用弹性固体模型代替静止流体模型,比沿袭至今单纯用压力/密度方法得出的深度更符合于实际情况。该文以胶东玲珑-焦家式金矿床为例,介绍了该方法的理论基础和野外地质研究方法——开展变形岩相形迹填图,在室内利用三维变形和古差应力测量,计算差应力时根据样品所处构造部位和性质,选择不同的参数换算成矿时的差应力值。观测统计位错密度时采用"最大位错密度"观测方法,给出恢复三维主应力的应力应变方程组,利用测算总压力P和构造附加静水压力PS的关系,P=PS+PG,取得重力产生的附加静水压力值PG,根据Terzaghi假设求得成矿深度。
超高压变质作用压力模型的思考
胡宝群, 王方正, 肖龙
2000, 6(3): 63-68.
摘要 (132) PDF (226KB)(8)
摘要:
该文在研究地球内部压力的计算过程和超高压变质作用过程的基础上,指出超高压变质作用的压力不仅包括静岩载荷压力,还应包括构造超压和体系内部的相变增压,并给出了超高压变质岩区的初步压力模型,得出了超高压变质作用中压力与深度是非线性关系的认识。
莺歌海盆地超压体系的成因及与油气的关系
殷秀兰, 李思田
2000, 6(3): 69-77.
摘要 (128) PDF (357KB)(7)
摘要:
莺歌海盆地独特的地质进程形成多套泥源层,泥源岩的压实与排液不均衡导致盆地内存在大规模的超压体系,大量的生烃及水热增压使盆地内超压进一步加剧。底辟作用将超压传递至浅层,使超压体系的分布在不同深度和不同构造带中的差异均较大。在中央底辟带,由于泥-流体底辟活动极强,突破的地层多,超压顶面埋深很浅;超压的释放不仅仅是孔隙流体的逸散,更重要的是烃源(主要是泥源层)所生成的油和气作为热流体的一部分,伴随热流体向上突破、运移到浅部分异、逸散和聚集形成气藏。
石榴石的塑性变形及差异应力计算
陈晶
2000, 6(3): 78-82.
摘要 (105) PDF (202KB)(10)
摘要:
岩石在形成时和形成后所经历的任何热力学事件都应在其内部留下痕迹,如何寻找和发现这些遗迹是地质学界长期关注和亟待解决的问题。笔者认为,电子显微技术(TEM)是解决这一问题的最有效、最直观的方法之一。最近几年,大量的TEM研究结果证实,各类变质岩中的石榴石均发生不同程度的塑性变形。深入研究其变形程度和变形特征,对于揭示岩石所经历的变质变形历史具有重要的意义,特别是通过观测位错密度,可定性推算岩石曾经历的古差异应力,为拟定区域构造演化模式提供佐证。
磁铁矿与黄铁矿双向交代研究及意义
徐和聆, 陈克樵, 马醒华, 孙知明
2000, 6(3): 83-89.
摘要 (146) PDF (258KB)(8)
摘要:
在华北盆地南缘早古生代碳酸盐岩中,发现了包括交代假象和交代残余在内的一系列足以支持磁铁矿与黄铁矿之间发生过双向交代作用的确凿矿物学证据,甚至在同一个磁性矿物颗粒内,还辨认出方向完全相反而且是先后发生的2种交代现象。磁铁矿(铁磁性矿物)和黄铁矿(顺磁性矿物)之间的双向交代会直接干扰古地磁数据,并影响以此为基础而开展的地块运动分析和古地理的重建。

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