关于花岗岩内岩浆流面和构造面理区分准则的评述

花岗岩内的面理形成于岩浆流动,“准岩浆流动”、高温固态变形及中,低温固态变形.关于花岗岩内的面理是由岩浆上升期的流动和底辟侵位及侧向扩张时的流动形成的,还是在与区域变形同时,侵位过程或在侵位之后的区域变形中形成的,在过去的文献中,没有提出过有效的区分准则。然而由自形岩浆矿物定向排列而厘定的面理,尤其当这种面理平行于岩体的内外接触带时,可以证明是岩浆成因的。岩浆底辟的“气球膨胀”或扩张期间形成的面理,也可确定为岩浆成因的,虽然有些学者指出可能有固态变形出现。如果如此,我们将希望能找到晶体-熔体系的变形及高温条件下固态变形的证据。同构造面理的有力证据是岩浆流面与高温固态变形面理近于平行.这些面理与围岩中的区域面理一致,并在围岩内存在同构造变斑晶,火成矿物与伴随区域劈理产生的变质矿物同期生长。如果花岗岩内的面理是由变质矿物厘定的,而火成矿物无定向排列,且面理与侵入体接触界面局部以高角度斜交,而与围岩中的区域性劈理相连时,则说明该面理是构造成因的。     

Montmarault花岗岩的磁性组构分析

在Montmarault花岗岩体东部分支上进行了磁性组构研究.磁性面理(与围岩中的磁性面理一致)和磁性线理的代表性倾向在岩体东部(二长花岗岩)向SE,在岩体西部(花岗闪长岩)向NWW,暗示着存在一个轴向SW倾的背形构造,该SW方向与某些点上的磁性线理相一致.     

阿伯丁花岗岩同位素年龄及构造年龄

新的独居石U-Pb同位素数据表明,阿伯丁的"S"型花岗岩的侵位年龄为470±1Ma、该花岗岩体是在格拉姆期(加里东早期)造山运动晚期、于围岩达拉德组(Dalradian)角闪岩相变质高峰之后侵位的.从相关的脉状杂岩的野外关系来看,上述同位索年龄值也确定了达拉德超群(Daradian Supergroup)的局部D3变形发育的年代.以前发表的同位素年龄数据表明,这一花岗岩体主要起源于变质沉积物的熔融,而这些变质沉积物的最小地壳停留时间大约为1.2-1.8Ga.具有类似同位素特征的岩石形成了花岗岩体的混合岩化的围岩外壳,因此我们推测,岩体侵位深度(17～20km)之下不远的岩石具有广泛的同期熔融作用.     

加利福尼亚Bear山脉断层带中深成岩同构造侵入的证据

在加利福尼亚西变质带的Foothills地体中,Bear山脉断层带(BMFZ)为一复杂的多次变形带,它的活动使Guadalupe火成杂岩(GIC)和Hornitos深成岩的复式镁铁质—长英质花岗岩类在岩浆温度—高角闪岩相温度下发生变形.高温变形的证据包括,在GIC变形岩石中的同变形期重结晶集合体内有斜方辉石、单斜辉石和褐色角闪石产出,在BMFZ内接触变质围岩中董青石—钾长石混合岩的褶皱轴面内有熔融浅色体产出.远离BMFZ,GIC中的复式花岗岩类没有显示出岩浆流动的证据,因此,BMFZ中GIC花岗岩类的变形完全是由于固态流动引起的。这说明,在BMFZ糜棱岩化变形之前GIC就侵入了.在Hornitos深成岩中,复式花岗岩类显示出较弱的固态变形而其中的包体则强烈拉长,表明这是岩浆流动引起的.尽管在很多地区也出现了后来的固相线下的变形.支持Hornitos深成岩中有岩浆流动的证据还包括斜长石板状晶体和柱状角闪石颗粒具有空间取向,以及拉长状斜长石颗粒重结晶集合体的双晶具优选定向性.远离BMFZ,区域变质程度较低,表明高温变形与变质的热来自侵入体. U/Pb锆石年龄与GIC和Hornitos深成岩的侵位以及BMFZ中的变形是一致的,约为150Ma.变形花岗岩类叶理中角闪石的~(40)Ar/~(39)Ar年龄以及接触晕岩石叶理中黑云母年龄均表明,BMFZ中的深成岩和围岩仍保留了足以使角闪岩达到高绿片岩相的热条件.这种热条件在深成岩侵位后还可持续5～15Ma.     

Guerande花岗岩体内的磁化率各向异性与岩体构造

为了绘制Brittany南部(法国西部)的Guerande 浅色花岗岩同构造期岩浆构造图,采用了以下的综合方法:一方面,进行广泛的野外调查工作和室内镜下观察;另一方面,开展详细的磁性组构调查。通过前一项研究,得出岩浆流面的走向一般为ENE—WSW,向北缓倾;而岩浆流动方向为NNE,倾角中等。并由此推断该岩体为一个根基不深的叶片状体。由磁化率各向异性所确定的磁性组构主要与赤铁矿—钛铁矿晶粒有关,而它们的平均岩石磁化率约为3.10~(-6)克/奥斯特。磁性条带(Kmax)与岩浆流动方向非常吻合,而磁性层(Kmax—Kint面)与岩浆流面的吻合性较差。磁化率各向异性的定量分析使我们有可能把数据分成两个区域:一个呈面线状椭球体,与主要呈粘性流动的花岗岩体的中心部分相当;另一个压扁域与北部边缘区有关,在那里出现初始阶段的正片麻岩化,即固态条件下的某种变形。与传统构造方法的这种有效对比。将鼓舞我们在岩石的显微构造状况已经十分清楚的情况下,可以把磁化率各向异性方法作为花岗岩岩体构造填图的较为常规的方法加以使用。     

瑞典东南部眼球状片麻岩与造山期后花岗岩之间的可能关系

瑞典东南部造山期后花岗岩体的东侧有眼球状片麻岩产出,它们一般与围岩协调一致地褶皱,但在几个地段,似乎转变为横切(围岩)的造山期后花岗岩.Finspang地区的眼球状片麻岩反映出该区可能是造山期后花岗岩的顶盖或向下变尖的倒钩构造,这种构造与Ramberg(1967)的离心模型实验中的一种相类似.几个要素表明,这类花岗岩是以凝结岩浆的形式侵位的,假想的演变模型与气球构造模式具有某些共同的特性(Ramsay,1981),然而,把它理解为由于岩浆扩张,使其外壳环绕成一个简单的气球状构造,不如认为是由于岩浆膨胀使其顶盖发生变形,造成向下变尖,形成一个弯曲的倒钩构造更为合理.如果假设的这种关系能够成立,那么就可以认为,在瑞典东南部发生的广泛的变质作用和变形作用,是由于Sm?land花岗岩侵入的边界影响造成的.     

巴西东北部伯南布哥州的新法曾达和伯南布哥剪切带花岗岩的岩浆侵位、剪切带的成核作用及演化

新法曾达和塞拉达岩基以及托里塔马侵入体在巴西东北博尔博雷马省的东部形成了一个巨大的花岗岩地块。NE—SW走向的新法曾达左旋平移剪切带(FNSZ)切割了3个花岗岩体之间的接触带,3个岩体的内部及靠近它们附近的岩石发生了变形。塞拉达Japeganga的南边是右旋东西向的东伯南布哥剪切带(EPESZ)。新法曾达的塞拉达Japeganga杂岩向上长英质单元组分逐渐增多,杂岩的内部构造反映了岩浆房中垂向上呈展状的原始岩层。局部强烈不协调的接触关系,围岩中普遍缺失与剪切有关的变形,以及在远离FNSZ和EPESZ处侵入体的内部岩浆组构不受剪切带控制,这些特征表明岩浆侵位先于剪切带的活动。但是,岩浆的结晶与剪切带的活动同时,这可以从在靠近剪切带处岩浆叶理发生旋转以及岩浆逐渐过渡到固态变形组构中看出来。在侵入体结晶期间或之后,剪切带控制了后续岩浆囊的上升和侵位,然后在FNSZ和EPESZ中形成了岩脉群。岩脉中的镁铁质岩脉占主导,表明在剪切带的活动期间,剪切带向下延伸到了上地幔。以前的观点认为,断层带控制着侵入体的上升和就位方式。但是,本文报道了一个用于解释花岗岩与走滑断层普遍共生的新观点。博尔博雷马省的几个陆内剪切带的成核作用是由于与先存岩浆房伴生的热异常的结果。不完全结晶的岩浆体造成了地壳流变的明显不均一性,这可能引发了应变局部化和剪切带的成核作用。     

根据岩浆弧内各种作用速率推断深成岩体侵位和围岩变形的时限和性质

岩浆弧建造和大多数深成岩体侵位主要发生在构造活动区.因此,要想了解岩浆弧及相伴的深成岩体-围岩系统的发展演化历史,关键是估算构造和岩浆作用速率.对地壳浅部到中等深度岩浆弧的各种作用持续时间和平均速率的最佳估算结果如下:(1)岩浆晶体生长速率为10~(-4)cm/a;(2)变质变斑晶的生长速率在10~(-5)～10~(-2)cm/a之间;(3)岩浆长期补给率10~(-1)km~3/a,短期补给率350km~3/a;(4)铁镁质深成岩体底辟上升速率1～3m/a;(5)深成岩体冷却到围岩的温度需10~5～10~6a;(6)深成岩体在短期内最终结晶需要完全冷却;(7)断层位移速率3cm/a;(8)在断裂带内产生劈理需小于10~6a的时间、10~(-13)s~(-1)或更高的应变速率;(9)产生区域劈理需要10~6a、10~(-14)s~(-1)的应变速率.从这些速率看出,出现在岩浆弧内的各种作用进行的相对较快:深成岩体侵位、劈理发育等仅用了几万年到几百万年的时间.然而,地壳浅部深成岩体的上升和结晶速率一般小于断裂大位移或普遍发育劈理所需的速率.在地壳深部或在经历了快速应变的带内,各种作用的时间间隔相接近.因此,侵位于经历过快速应变的地区或较深地壳层次的深成岩体与侵位于地壳浅层次或经历过缓慢应变地区的深成岩体相比,虽然在其它方面具有类似的特征,但构造型式则完全不同.对比这些资料发现,如果不考虑快速应变率或复杂变形机制,围岩交形速率是深成岩体侵位期间其它构造作用速率的控制因素.我们赞同岩浆在10~5～10~6a内缓慢迁移的侵位机制,但需要进一步考虑.最后,我们证明了深成岩体-围岩系的构造和其它特征与包含的各种作用速率有关,而这些速率对我们和他人共同提出的定时性准则影响很小或不影响.     

西班牙加利西亚华力西造山带中逆冲断层、伸展断层与花岗岩侵位之间的构造关系

Hombreiro深成岩体位于西班牙华力西构造带北部,是同构造期侵位的花岗岩.我们从岩体内获得了新的构造和岩组资料.该深成岩体表现出两期塑性变形特征:第一期变形与Mondonedo推覆体运动有关,其剪切方向为顶部向东;第二期变形与比韦罗断层(Vivero)有关,为顶部向西的伸展剪切.这两期变形均形成于高温条件下,接近于花岗岩的固相线温度,表现出石英[c]轴滑移组构特征.由此证明,伸展断层是在Mondonedo推覆体逆冲之后不久即开始活动的,因为Hombreiro花岗岩在逆冲作用期间侵位.我们认为比韦罗断层的形成位置是由一组花岗岩体侵位引起的地壳不稳定性控制的,并对这条断层的下盘地块进行了详细研究.     

关于花岗岩侵位空间的新发现

花岗岩侵入体在地壳内所占据的空间从何而来呢?这个问题长期困惑着地质学家们.认为侵入体侵位时推挤开围岩而取得空间的证据常常是缺乏的或者很少,而弯曲作用则能很容易地提供所需要的空间。在岩体顶部存在被捕获的围岩碎块,说明岩块是破碎后与上升岩浆对穿而下沉的。要想看到岩浆如何保持熔融状态,而冰凉的     

再考查深成岩体侵位作用

以前有关深成岩体的侵位研究都试图解释岩体侵位空间如何形成。事实上,幔源岩浆侵位期间在地壳中“制造空间”的途径不外乎:(1)莫霍面降低;(2)地球表面外移。其它的“岩体侵位机制”均是不增加地壳体积的物质迁移作用(MTPs)。得到广泛引用的“同心带状气球膨胀岩体”侵位时的MTPs是岩体附近围岩的韧性流动。这类深成岩体附近可能形成的构造和总应变与岩体的三维形态、接触变质带的宽度以及岩体是否为刺穿底辟有关。对于非刺穿底辟,还与岩体运移区半径有关。我们重新考查了几个这样的岩体,并计算了韧性流动引起的物质迁移总量。围岩流动需要的物质迁移总量没有大于40％的情况,多数为15％～35％。围绕这些岩体的接触带很窄,应变亦很低,反映这些深成岩体主要是一些具有较窄(0.1—0.4个岩体半径)的整合或不整合接触带的岩体。天然岩体接触带中的应变与底辟力学模型中的应变相比,至少小一个数量级。我们认为,球形体底辟上升模型与同心带状岩体之间的相似是表面上的,因为模型太简单了。事实上岩浆的上升和侵位需要多重近场和远场MTPs。MTPs将随深度、与岩浆之间的距离及时间等显示梯度变化。近场MTPs速率必定是快速的,而远场速率可能接近于造山作用的长期平均速率。     

岩浆活动是否影响低角度正断层作用

人们很早就认识到,美国科迪勒拉西部经历强烈伸展作用的地体普遍发生了同伸展期岩浆作用。岩浆侵位对围岩的局部应力场能产生重要影响。由于断层上盘的重量造成低角度断层上正应力增大,使这类断层运动越来越难以发生;但是主应力方位偏离垂直和水平方位时,将易于形成低角度断层面。作者认为,当中地壳岩浆膨胀速率大于区域伸展速率时,地壳内的水平应力将会增加,并使主应力的大小和方位发生变化。均衡力与持续的岩浆活动的共同作用,可以形成科迪勒拉西部变质核杂岩内常呈背形或穹窿的拆离面。随着正断层作用的进行,岩浆的热软化作用使中地壳均衡效应趋于活跃。     

芬兰西南的land地区瑞芬造山期后花岗岩类侵入体中玄武质与花岗质岩浆间的相互作用

Lemland侵入体是产于芬兰西南地区的四个造山期后花岗岩类侵入体之一,侵入体主要由斑状花岗岩和基一中性岩组成,它们显示出双峰式岩浆作用的性质,引起网脉化,形成混合岩. 近来对Lemland侵入体南边部分的研究揭示,基一中性岩形成一环状构造,在环状构造中,岩石可暂分为三个组合:(1)斑状花岗岩中的细粒镁铁质枕状体;(2)混杂基体中含镁铁质包体的混合岩;(3)中粒镁铁质岩。本文认为这种具不同单元的环状构造是从搅动的带状岩浆房中侵位形成的,而不同的岩石组合是由于岩浆的物化性质不同造成的. 岩浆间相互作用的过程,以基性岩浆侵入到上覆的酸性岩浆中,并在其中形成基性枕状体开始,在向上移动的过程中,在基性岩浆留在后面的地方,基性的和酸性的岩浆迅速地混染和混合,形成的混合岩浆侵入到镁铁质枕内,这种镁铁质枕在靠较冷的酸性岩浆一侧形成一隔离边。环状构造中部的中粒镁铁质岩被认为与细粒镁铁质岩为同一种岩石,其较粗的粒度取决于较长的结晶时间.这种岩石被混合岩浆回复脉入和角砾化,形成巨形角砾。在这之后,酸性岩浆继续活动,在镁铁质岩石和混合岩中形成切割的岩墙.     

一种供大学生学习变质岩用的模拟研究课题

Camelot是变质岩石学的一个实习课题,是为模拟研究经验而设计的。该课题涉及了由地质图到手标本以至薄片等尺度上的资料。所给地质图中勾画了一个由两个世代褶皱(F_1及F_2)叠加而成的干涉褶皱式样,而第三世代褶皱(F_3)使得这式样略有改变。手标本中的轴面组构如片理(S_1),折劈理(S_2及S_3)等说明这些褶皱的特点。此外,手标本中还显示了渐进变质作用在不同岩性单元中的影响。然而,课题的主要任务是让学生分析薄片中的变质结构,其中包括鉴定变质指示矿物,在图上勾出等变线,并确定这些指示矿物的生长时间及其与S_1、S_2及S_3组构间的世代关系等。最后,写出一份适于发表的地质报告。     

沿剪切带拉张侵位的Mortagne花岗岩深成体——构造的和重力证据及区域意义

通过对华力西期花岗岩构造的系统测量、相关显微构造的观测及详细的重力研究,对于华力西期Mortagne花岗岩侵入体的侵位机制、运动学及三维几何形状进行了解释。本文提出岩浆充填于NW-SE向左旋剪切带转折部位产生的拉分构造中。与侵位作用无关的第二期右旋剪切作用形成了花岗岩体边缘构造。联系Mortagne深成体的侵入时代(313±15Ma),对已证明为法国西部华力西期的相继发生的运动方式相反的两次剪切运动进行了讨论。     

碎斑状阿尔卑斯型橄榄岩中的斜组构:一种用于上地幔流变的剪切方向标志

对意大利西北部Voltri地块中超铁镁质的阿尔卑斯型橄榄岩详细构造研究,揭示出碎斑状构造岩中存在斜组构.这种构造岩的主面理,由具有未变形结构的粒状尖晶石二辉橄榄岩中公里级剪切带内高温流变作用引起的辉石拉长和尖晶石定向排列而构成.这种构造岩中的斜组构以与构造面理夹角达40°的拉长橄榄石和显著的颗粒边界线状排列为特征.此外,膝折型亚颗粒边界常常与(100)面平行,并显示出与构造面理呈大角度相交的优选方位.在具有这种斜向颗粒形态组构的构造岩中,橄榄石的晶格优选方位型式表现为[100]和[001]的双峰态分布.推测斜组构和双峰态方位分布起因于伴有不利取向颗粒消减,变形颗粒边界迁移的高角度膝折式颗粒边界的发育.据斜组构确定的剪切方向与据晶格优选方位、不对称辉石碎斑系以及出现显微构造的剪切带填图尺度几何学确定的剪切方向一致.因此,这些斜组构是上地幔剪切带中高温流变作用的可靠的运动学标志.     

在非定向岩心中确定组构方位的缺陷及解决办法

已知三个不同方位切割同一构造组构的岩心,即使在不知道岩心地理方位的情况下,组构的绝对方位也可计算出来。确定组构真正方位至少要三个小圆共同相交,每个小圆代表岩心段一个可能的方位。利用微型计算机对大数据分析而自动形成的与这一简单概念相关的可能缺陷包括:岩心内组构测量的误差以及小圆对之间的交切性质。这些缺陷可由下面的方法克服:利用最小角度离散度组合选择代表性解,计算特征向量确定平均组构及其相关的误差包络面。     

印度西南部晚前寒武纪碱性深成岩体:泛非岩浆作用的地质年代及稀土元素约束

印度西南部前寒武纪麻粒岩相地区分布有一套碱性花岗岩和正长岩深成侵入岩体。据属于这套岩石的Angadimoyar正长岩(AM)和Pera-limala(PM)碱性花岗岩全岩Rb—Sr同位素资料,确定等时线年龄分别为638±28和750±40Ma,~(87)Sr/~(86)Sr初始比值分别为0.7032±0.0008和0.7031±0.0008。这些年龄资料同前人研究资料均证实从晚元古到早古生代范围内有长期的岩浆活动,并几乎与冈瓦纳超大陆的其它分离体所发生的泛非造山事件同时。本文报道了四个泛非碱性花岗岩一正长岩套的REE模式:Chengannoor (CR)、Vellingiri(VL)和上述两个已知年龄的侵人体((A M和PM).CR和AM具有高REE总量、明显富LREE,无Eu异常的特征,Sr,Rb,U和Th低,KZO,KZO/NazO/Mgo和碱性指数均比其它两个侵人体低.PM和VL侵人体具REE总量低、不明显的分馏REE模式,并有高KzO,Kz} / NaiO, KZO, Kz0 / Mg4 f一匕位,高Sr和Rb. '((J.低U和Th.这些岩石的地球化学模式与A型花岗岩相似.它们的构造环境只能是板块内部岩浆活动类型.这种碱性岩浆活动证明扩张相与冈瓦纳组合的印度大陆的前裂谷构造伴生.我们还给出了这些侵人大陆的岩石成囚模型,包括以低初始"'Sr / "fiSr和高K/Rb比值为特征的深部壳源物质山于减压作用导致的熔融.     

南澳洛夫蒂山脉东部高温低压变质作用的起因和结果

洛夫蒂山脉东部含红柱石和矽线石变泥质岩保存了反映聚敛变形期矿物平衡的证据;变质温度约550～600℃,压力为300～500 MPa;纤状矽线石首次出现的地方(即纤状矽线石出现的等变线)侧向地温梯度峰值为10℃/km。变质历史的高温段似乎是等压的。所推测的等变线几何形态明显形成于变形期,这说明变形持续时间大约为0.3_(0.3)~(+0.7)Ma。这些因素说明,同峰期变质作用有关的热扰动基本来自岩石圈内局部的热对流。由峰期变质所达的温度、聚敛变形和侵入作用之间的密切联系可推断:至少在现在所暴露的地壳层次上,有花岗质岩浆的热对流。明显短暂的变形期说明,变形是由岩浆热上升时岩石圈热弱化所触发的。     

花岗岩侵位及其相关构造的述评

花岗质岩浆是在重力和水平构造活动的综合作用下侵位于上部地壳的。自然界侵入体具有与其上升和侵位的动力学历史密切相联的各种构造型式。为了系统解释所包含的侵位机制,就必须将自然界的构造型式与实验和数值模型进行对比。根据对自然界的、实验的、数值模型和理论方面的研究,我们得到了有关地壳内花岗质岩浆上升和最终定位问题的重要结论。本文将评述有关文献曾提到过的主要侵位机制,即穹窿作用、底辟作用、气球膨胀作用、岩浆顶蚀作用、破火山口陷落和岩脉扩展作用。岩脉扩展是岩浆从地壳深部和上地幔向上迁移的最有效的作用。根据现代岩脉扩展理论,在地壳深部也能发育使岩脉扩展和岩浆上升的张性断裂。在造山区,如果在岩浆侵位期间有区域变形作用同时活动,岩浆将通过狭窄的通道或容脉裂隙到达上部地壳,并呈不整合的上地壳深成岩体或气球膨胀深成体的形式聚积于最终的储存库内。