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.     

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。     

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。     

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.     

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.     

在一种实验变形石英糜棱岩中形成的剪切带

一种实验变形石英糜棱岩的试件展示了剪切带的发展过程。这些剪切带有两种类型:A型剪切带是不连续的,并限于试件内部;而B型剪切带出现在该试件通过活塞拐角已经被剪切的部位。A型剪切带由拉长的重结晶颗粒组成,其长轴与剪切带边界呈30～40°夹角。B型剪切带由强烈压扁的重结晶条带状颗粒组成。眼球体出现于变形历史为共轴的部位;强烈压扁颗粒只出现在活塞拐角附近,那里变形历史是非共轴的。在剪切带中形成的c轴组构具有环带或极密区,它大致垂直于由颗粒拉长限定的叶理(形态组构)。在许多组构中,存在一种相对于形态组构的非对称性。造成这种非对称性的原因既可是由于使用一种具强烈优选方位的石英糜梭     

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.     

巴西南部晚元古代花岗岩的同位素研究与构造背景

Dom Feliciano带(DFB)是巴西南部和乌鲁瓜前寒武纪地区的主要地质特征。在圣卡塔琳娜州,该带呈NE—SW向延伸,明显倾向NW。其内部可以分出两个成对的带:NW向片岩带和SE向花岗岩带。这两个带由Gercino大剪切带分开,该剪切带把花岗岩带推覆于片岩带之上。片岩带中花岗片麻岩与主要的变质事件有关,后来被侵位于第二次变形幕。可以鉴别出三种花岗岩类:(1)Valsungana岩套(V),等粗粒黑云母-微斜长石二长岩—正长花岗岩;(2)NovaTrento岩套(NT),为灰色中粒黑云母(白云母)     

英国北部湖泊区内Shap地区磁性组构的研究

在Shap花岗岩及热晕圈内,外侧围岩中,利用磁化率各向异性方法测定了50个点共280块岩心标本.花岗岩体内各个岩心标本的磁性组构均显示出不同大小磁铁矿颗粒的优选定向方位.这个组构是在岩浆缓慢上升和随之而发生的冷凝期间形成的.在紧靠Shap花岗岩接触面的变质岩中,磁性组构反映出在与花岗岩接触面近正交方向上存在有弱的轴向缩短.在热变质晕圈内,远离花岗岩的奥陶纪和志留纪岩石具磁性组构扁椭球体,其陡倾的磁性面理走向大致为NE-SW向,平行于区域加里东劈理面.这说明在花岗岩内观测到的磁性组构是与岩浆侵位时间有关的原生产物,而岩浆侵位发生于加里东造山运动的主压作用期后.花岗岩对围岩的影响主要是热变质和仅限于花岗岩体周围很窄范围内的机械变形.     

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     

意大利Ivrea区高温剪切带中斜长石的局部不平衡

意大利Ivrea区变辉长岩和角闪岩中20条表面上相似的角闪岩相韧性剪切带内,斜长石的显微构造和化学分析表明,这些斜长石在An和Ba含量上有很大的差别。斜长石在p-T低于围岩中的条件时发生变形,并伴随出现4种不同的显微构造和不同的化学成分:(1)相对没有变形的碎斑;(2)碎斑边上的动力重结晶颗粒和亚颗粒;(3)横切碎斑的显微裂隙中的充填物;(4)剪切带基质中细粒重结晶颗粒。An和Ba含量的差异是由于变形期间和变形之后剪切带中斜长石的局部化学平衡引起的。An和Ba成分的变化是当流体为活动性很高时,由流体作用的颗粒边界重结晶以及固态扩散而引起的。剪切带中成分和显微构造的关系表明,在不同剪切带变形晚期的不同阶段,流体停止了活动。斜长石成分和显微构造的差异表明,只有那些由颗粒边界迁移重结晶演化而来的颗粒以及不靠近碎斑的颗粒能够反映主剪切带变形期间的p-T条件。     

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。     

瑞士赫尔维特褶皱-逆冲断带发育中剪切的作用

阿尔卑斯赫尔维特推覆休的几何特征表明,强烈的内部变形主要是在推覆体运移过程中由简单剪切引起的。推覆体以软弱层为界,并且在构這运移方向上切过强硬层向上举移,地层的层理与推覆体界面斜交。冲断面继发育在下伏的前三叠纪的片麻岩基底中的韧性剪切帶而形成。随着变形增大,较宽的剪切带向下变窄形成强烈剪切带,并最终成为冲断层。顺着与剪切面针交的强层的压缩产生了纵弯褶坡。这些褶皱的几何形态由于受进一步的剪切而被改造,如当它们的正常翼位在简单剪切应变椭圆的伸张区内时导致了正断层。     

挪威西部Sunnfjord Staveneset地区加里东期挤压构造和造山晚期伸展构造

研究区位于挪威西部,是Kvamshesten伸展剥离断层带(KDZ)上盘的一部分。KDZ下盘为含榴辉岩的下地壳岩石,上盘是一套前寒武纪基底-盖层对组合。盖层由志留纪大陆边缘沉积物,一套志留纪仰冲混杂岩和一套晚奥陶世蛇绿岩以及泥盆纪Kvamshesten盆地沉积物组成。盆地沉积岩系与前泥盆纪岩石为不整合沉积接触关系。蛇绿岩仰冲和加里东期Scandian造山运动发育一套绿片岩相条件下的倒向SE的挤压构造。随着造山垮塌的开始,中上地壳形成了伸展剪切带,使挤压剪切带与组构重新活化,继承性组构的运动方向逆转,从上盘向SE运动转为向NW向运动,区域伸展构造叠加在挤压构造之上。Staveneset地区造山垮塌早期阶段的主要构造特征是,不对称向西倾倒褶皱使主期挤压叶理发生反向褶皱作用,和混杂岩带中沿软弱岩层的NW和W向剪切和半韧性断裂。挤压组构与最早伸展组构之间不存在变质间断,然而,伸展构造发育在脆性逐渐增强的条件下。泥盆系沉积在Kvamshesten剥离断层上盘的一套岩石之上,该剥离断层在晚志留世—早泥盆世时就已经历了显著的伸展变形和构造剥露。直到现在,在讨论泥盆系盆地形成的构造控制作用时,大多忽略了西挪威伸展剥离断层上盘伸展变形的作用。     

拆离断层系统和核杂岩的模拟模式

伸展的脆-韧性地壳内的拆离断层系统的模拟实验表明,韧性层内穹状核杂岩的抬升,要求剪切必须位于一个侧向不均匀的韧性层内的柔软内核之上。盖在韧性硅酮上的侧向均匀砂层模型的重力扩展,形成了掀斜断块的均匀变形。我们的模式系统再现了在自然界观察到的拆离断层的经典特征。伸展系统主要由一个凸面向上的主拆离断层和至少一个犁式调节断层组成,在核杂岩上升期间,该犁式断层促使下盘连续变陡。所有断层在初始都是高角度正断层,在伸展作用期间旋转而成为低角度断层。     

加利福尼亚艾博特幅联合走滑断层带的形成作用

加利福尼亚艾博特幅许多花岗岩中产生大量的由近平行陡倾斜节理组成的走滑断层带,这些节理一般长度小于50m,间隔从几厘米到几米,一些节理后来滑动成为小断层。简单断层带由倾斜扩张断裂(分支断裂)侧向和尾-尾连接非共而断层构成。这些简单断层带1km长,相应位移达10m。联合断层带是由分支断裂(splay fractures)与小断层和简单断层带连接而成,它们数公里长,相应位移达100m。这些带明显不同于“里德尔剪切带”,它们的形成机制是不能用摩尔-库仑力学准则解释的。简单断层带和联合断层带是由台阶或弧状台阶连接非共面断层组成的,分支断裂长度决定了台阶宽度,最长分支断裂沿最大断层带出现,台阶宽度随断层长度及其位移的增加而变宽。这些发现与一些活动地震断层结构是一致的,为在基岩中由先成节理发育成的断层带提供了以野外为基础的力学模型。     

上地幔剪切带——以阿尔卑斯二辉橄榄岩地块研究为例

意大利西北部的Erro-Tobbio上地幔二辉橄榄岩侵位于欧洲与亚德里亚板块碰撞过程中的阿尔卑斯缝合带,它保存了一组大型剪切带,这组剪切带形成于Picmonte-Ligurian洋盆的侏罗纪裂谷、裂解和发展过程中,温度为800～1000℃.这些构造清楚地表明了岩石圈伸展和裂解过程中Picmonte-Ligurian上地幔中的变形部位.     

耶洛奈夫剪切带中的脉金矿床

地质背景 Henherson和Brown(1966)已描述过耶洛奈夫地区的地质背景,Padgham(1987)最近又作了报道。斯拉夫(Slave)省耶洛奈夫脉金矿床产在主要的脆性-韧性剪切带中。最大的剪切带Con、Giant和Campbell宽10—150m,已知延深超过 1—2 km。在垂直剖面上,剪切带以20°—70°角横切变基性火山岩和层流之间的变沉积物。详细地说,主要构造由次级剪切带的网络组成,次级剪切带包络了各向同性岩石的透镜状区域。在剪切带的边界之间,构造片理呈“S”形,并包含一种近垂直的倾斜线理。这些几何学的关系表明剪切带符合Ramsay和Graham(1970)的简单剪切模型。     

中国碰撞带可能东延至南朝鲜临津江带

朝鲜半岛中部的构造、岩石和地质年代学资料表明,中国中东部的秦岭—大别山—苏鲁碰撞带穿越黄海延伸至临津江带。首次鉴定为临津江带西部的 Yeoncheon 杂岩,主要包含有向北倾斜的变质层序:(1)北部 Jingok单元,由巴罗型变泥质岩组成;(2)南部 Samgot 单元,由钙硅酸盐岩和角闪岩组成。Jingok 单元内,主要是具逆向剪切、向南倾倒的构造。而晚期的正向剪切发育于 Samgot 单元和其南部的变形花岗岩中。这些构造样式被解释为碰撞带挤压后抬升中伴生的伸展变形。角闪岩估算的压力-温度(p-T)指示,高压角闪岩相变质作用(8×10~8Pa～13×10~8Pa 和630～790℃)可能是榴辉岩相沿右旋 p-T 轨迹演化而成。Sm-Nd 和 Rb-Sr 地质年代学资料表明,晚元古代侵入的角闪岩在二叠—三叠纪期间变质。     

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.