地幔喷流的上涌,使大西洋张开,D”层成因的超级地幔柱在大西洋中脊之下呈链状排列,说明中脊被下面链状地幔喷流柱固定住,但多少出现了小范围的水平位移,如此,大西洋中的板块驱动力可能是核幔边界形成的地幔柱,即板块构造受到地幔柱构造的控制。在俯冲带位于北面(爪哇海沟)的印度洋和两侧都有俯冲带的太平洋,中脊与超级地幔柱无关。这意味着在俯冲带发育时,板块构造与地幔柱无关。
(7)地幔柱构造与威尔逊旋回:超大陆是因地幔柱的上涌而裂开的。分离出的大陆随时间移动到超大洋内,并任意分布。此时俯冲带在地球表面发育是任意的。它们提供冷物质(板块)进入地幔,成为位于670km的停滞岩块,并在下地幔形成任意分布的下降流,一旦小规模的冷地幔柱汇集形成较大规模的下降流,所有大陆岩石圈就会朝冷地幔柱移动形成超大陆。威尔逊旋回可分为早期和晚期阶段。早期阶段的特点是下地幔内任意分布有地幔柱;晚期阶段的特点是下地幔中只有一个超级冷地幔柱,所有大陆岩石圈都被移动直至被吞没其中。地幔柱的活动是幕式的。根据地球的显生宙历史判断,一个威尔逊旋回的周期可能是800Ma。 (8)全球构造:地幔柱与板块构造的有机结合。丸山茂德(S.Maruyama)等日本学者根据地层(P波)层析成像技术得到的全地幔内部结构和对板块下插历史追踪的研究结果,认为地幔柱和板块并非互相独立,二者构成一个统一的构造体系—全球构造体系。
(9)超级冷地幔柱的形成:海洋板块俯冲到670km深处,在那里岩石圈物质滞留下沉(由于相转变的吸热性质引起灾变性重力塌陷),这样就形成冷地幔喷流柱向下朝外地核流动。如果许多俯冲带在空间上象亚洲P-J那样紧密排列,那么就会产生巨型的冷地幔柱,这样冷地幔柱一旦发育起来,就会强烈影响下地幔中大规模的地幔对流,所有漂浮在上地幔上的大陆都会指向这种超级冷地幔喷流柱,最后所有的大陆都会聚在一起,形成一个地表超大陆。这种超级冷地幔柱的寿命可能是4-5亿年。从全局看,滞流板块的下落和地幔柱上升必然是成对现象。一般把下落的滞流板块称为“冷幔柱”,上升的地幔物质称为“热幔柱”。地幔全局性物质对流主要是由这种下落的冷幔柱和向上运动的热幔柱所支配。在现在的地球上,位于南太平洋和南非之下的两个上升的超级热幔柱和亚洲大陆之下的下降的超级冷幔柱制约着整个地球物质的运动。
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第二章 糜棱岩
1.糜棱岩概念:糜棱岩是韧性变形的构造岩,也是一种具有绿片岩相矿物组合的变质岩,一般呈线形分布。糜棱岩化是大颗粒变化为小颗粒和体量增大过程,由此造就可能的储矿空间。糜棱岩具多样性,不均匀性与选择性。
2. 碎裂岩与糜棱岩:碎裂岩发育深度0-11km,温度一般低于300℃,糜棱岩形成深度11-22km。石英塑性变形深度11km,温度>300℃,长石塑性变形深度22km,温度>450℃。300℃(11km)-450℃(22km)为绿片岩相变质,>450℃为角闪-麻粒岩相变质。
3. 矿物变形( 易至难 ): Cal——Q ——Mica ——Pl ——Hb—— Pyr。 4.以石英为例解释糜棱岩发育的三个阶段。第一阶段,韧性变形阶段,产生波状消光、变形纹和拔丝构造。第二阶段,恢复阶段,发生亚颗粒化和产生小角度晶界。第三阶段,重结晶阶段,包括静态重结晶和动态重结晶。产生大角度晶界,薄片上呈正六边形,空间上呈十四面体。 5.广义糜棱岩
6. 超糜棱岩:是碎斑(残斑)小于2mm,基质中石英达90%的糜棱岩。残斑仅有长石。
7.千枚状糜棱岩(千糜岩):含众多新生片状绿片岩相矿物,常见重结晶板状石英,含少量眼球体的糜棱岩。
8. 假熔岩、断层玻化岩、玻基碎裂岩和玻基糜棱岩的特点:主要沿断裂面分布,有时呈脉状、树枝状贯入于断层附近;硬而黑,含岩屑;玻基呈流动状、条带状;长石、石英可被熔蚀。
9.玻化岩:0-10km浅层形成,1916年命名,强磨擦作用下形成的脉状、暗色隐晶质岩石。脉宽 mm级,是断层岩的一种。单偏光镜下呈淡灰绿色,正交偏光
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镜下,均质,全消光。最可能成因是浅层地震,而不是中深地壳糜梭岩化。地震玻化岩:是地震诱发高速强磨擦-部分熔融-快速冷却的上地壳玻璃质“皮壳状”岩石,发育于局部带,是一种玄武玻璃。还有一种叫做玻化长英质脉岩,常产于在超镁铁岩块之间,脉宽不超过 20cm。
10. 糜棱岩产出位置:①韧性剪切带中,是韧性剪切带的标志之一;②花岗岩与围岩边界。
11.石英韧性变形:第1阶段 韧性变形:石英变形。波状消光;石英底面{001} 的挠曲、起伏、晶格滑移。变形纹;透镜状条带,貌似聚片双晶实为沿柱面破裂,无双晶的对称消光。勃姆纹,常是沿底面的破裂,并充填次生包裹体;破碎、重结晶边缘细粒带。
第2阶段 恢复构造(亚颗粒化)亚颗(晶)粒化。首先出现在母晶边缘,使母晶呈多边形化(锯齿化)是新生晶粒雏形相邻小晶粒间的错位角<7°/4°
第3阶段 重结晶构造(1)核幔构造 (+拔丝构造)重结晶,(大角度晶界)稳定态为正六边形(二维)、十四面体形(三维)。重结晶构造(2)静态重结晶:围压下,晶界平直;动态重结晶:持续剪切应力下,边界锯齿状。
12. 石英的韧性变形特点:a低温,颗粒边界不规则且有小的碎裂颗粒产生; b中温,亚颗粒旋转重结晶,石英碎斑拉长呈丝带状,核幔构造发育; c高温,颗粒边界迁移重结晶,颗粒形态大小不规则,缝合带发育。
13.钾长石韧性变形特征:面理内褶皱,微裂缝,垂直于微裂缝生长的火焰状条纹长石,高度扁平的钾长石颗粒中波状消光,钾长石中膝折构造,含帘石类的新生条带,
14. 斜长石韧性变形特征:①低温低应变:长石由动态重结晶和塑形变形的石英颗粒包围,长石圆化,长石中存在共轭裂缝;②低温高应变:斜长石的核幔构造,双晶弱弯曲,老的颗粒中有波状消光;③中温低应变:斜长石的亚颗粒化,亚颗粒间双晶连续但发生偏转。④中温高应变:完全重结晶的斜长石(亚)颗粒形成透镜体。
15. 糜棱岩研究实例-河台-合浦韧性剪切带。在长英质糜棱岩中可以通过测定石英颗粒中同运动气液包裹体的均一温度及由此获得的捕获温度来确定糜棱岩形成时的温度范围。同运动石英气液包裹体判别标准:发生在与糜棱面理平行的微
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裂隙中,通常跨越相邻的石英颗粒边界。
第三章 变质核杂岩
1. 变质核杂岩(metamorphic core complex)是被构造上拆离及伸展的未变质沉积盖层所覆、呈孤立的平缓弯形或拱形强烈变形的变质岩和侵人岩构成的隆起。 是一些由强烈变形变质岩和侵入岩组成的、孤立平缓穹形隆起、其上覆盖构造上被拆离及伸展的未变质沉积盖层。糜棱岩化和线形糜棱岩带常伴随伸展应力发生。
2. 变质核杂岩几何学特征:①空间上呈穹隆状或长垣状孤立隆起,通常具有翼缓的特征;②核部主要由变质岩和中酸性岩浆侵入体组成;③变质核杂岩顶部和周缘以韧性剪切带为代表的拆离断层与上盘未变质岩石切割;④拆离断层上盘岩石以脆性变形为主,断层通常会叠瓦状排列;⑤脆性断裂和韧性断裂的运动方向 具有一致性,反映了统一的运动方式。
3. 变质核杂岩的特点:①脆性断裂作用和韧性断层共存;②沉积岩、变质岩和岩浆岩共存;③岩浆作用、变质作用和沉积作用共同作用。
4. 拆离断层:拆离断层(detachment fault) 最早由Pierce于1963年提出,当时是指叠瓦状逆冲断层的底板断层,即滑脱面。Davis 1980年将其应用于伸展构造,定义为“结晶变质基底杂岩与上覆沉积盖层之间的大型低角度正断层或伸展断层”。即分割变质核杂岩与上盘岩石的并将这两种构造层次相差很大的岩石单元叠置于一起的大规模低角度正断层。
5. 拆离断层的特征:1).将未变质的浅构造层次岩石叠置于强烈变质变形的深构造层次岩石之上;2).规模巨大,一般具有区域性,三维呈穹状;3).位移量大,可达数10 km;4).上盘以一期或多期正断层形式伸展,这些正断层呈铲状或多米诺状,向下并入拆离断层;5).拆离断层具有特征的构造岩系,即糜棱岩、绿泥石化角砾岩(含假熔岩)、断层角砾和断层泥。它们自下而上顺序产出,向上变新并且发生后者对前者的叠加,各类构造岩的发育厚度也依次变薄。
6. 变质核杂岩形成的基本构造物理条件:(1)上下构造层的密度反转;(2)热(力)挠动。因而必定产生于活动构造背景,特别是伸展大地构造环境,主要是造山带晚期坍塌的产物。
7.变质核杂岩产生模式。模式一:由于低角度正断层作用产生变质核杂岩。模式
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