加利福尼亚Mojave沙漠中部伸展糜棱岩中的体积损失、流体流和应变状态

加利福尼亚Mojave沙漠中部变质核杂岩中糜棱岩成分的改变说明,沿Watcrman Hills剥离断层分布的糜棱岩形成过程中伴随着大量的体积损失(20%～70%).强烈的硅质亏损和通常不活动元素的显著活动性表明,糜棱岩化过程中流体/岩石比值很大,这可能是连结近地表与中地壳蚀变状态有关的多通道热液对流的结果.糜棱岩化过程中石英的溶解表明,流体相对于硅是不饱和的,因此不会是岩浆源的或原生的.剪切带中大量的体积损失本应引起视压扁应变,然而整个核杂岩中的糜棱岩,包括记录体积损失很大的糜棱岩都显示为收缩应变.这种矛盾现象提出了剪切带模式对科迪勒拉变质杂岩是否适用的问题.     

变质核杂岩中大规模低角度正断层作用的古地磁证据

对于沿低角度主剥离断层(正断层)是否出现大规模伸展变形还普遍存在争论.西部盆岭区出现的大量的新生代伸展变形以及与其有关的主剥离断层被普遍描述为沿地壳穹窿(即变质核杂岩)分布的近水平构造(MCCs).一类模式认为,MCCs代表由倾斜到近水平产状的原始高角度正断层圈定的地壳尺度的断块.较多的动力学模式指出,初始近水平断层由于均衡补偿而导致弯曲,到活动期的高角度正断层,最后转为近水平构造;这些模式均要求,MCCs主剥离层及其下盘具30°～60°的倾斜.我们认为,变质核杂岩剥离断层初始为近水平或低角度构造.我们利用南山未变形部分和南部盆岭区的标准新生代变质核杂岩(MCC)的古地磁资料对这些模式进行检验.对比均分时间间隔内古地磁场方向未能获得下盘倾斜的证据.因此,我们推断南山主剥离断层是以10°倾角的低角度伸展构造活动的.     

变质杂岩构造发育的现代概念

变质杂岩构连发育过程的现代概念,是在所谓剪切、塑性剪切、剪切流动和简单流动的机制基础上提出来的.运用这些观点,可以圆满地解释许多客观地质组合现象,阐明变质杂岩和非变质杂岩的基本构造联系,揭示不同构造样式之间复杂的时间关系,而这种时间关系完全不遵循变形阶段依照严格的顺序出现规律的.     

深成作用与变质核杂岩的成因

变质核杂岩的形成可能是由大陆伸展期间的深成活动引起的。韧性变形脉冲在由侵入的深成岩体、岩床或岩墙的热导入所引起的短期热事件期间已经发生。这种侵入作用可能是变质核杂岩构造剥蚀期间下盘差异抬升的根本原因。据~(40)Ar/~(39)Ar视年龄推断的快速冷却在岩浆到达期后可能已经发生,而并非快速侵蚀或者构造剥蚀的结果。~(40)Ar/~(39)Ar视年龄的不均匀性可以由形成于岩床(或岩墙群)的热晕内地壳浅层次的变形糜棱岩的快速冷却解释。在这种情况下,很清楚等温减压轨迹实际上可以连接在岩浆活动期以及期后的瞬变矿物生长记录的p-T点。     

地壳伸展期的Ag-Pb-Zn矿脉、变质核杂岩和流体流动途径

科卡尼山脉的Ag-Pb-Zn脉型和交代型矿床形成于始新世地壳伸展期和瓦尔哈拉变质核杂岩揭顶期,位干穿壳的斯洛坎湖断层的上盘.矿脉矿物的δ~(34)S_(硫化物)、δ~(18)O_(石英)、δ~(18)O_(蔓铁矿)和方铅矿的Pb同位素比值显示了区域分带性,揭示了大规模古水热系统的流体流动轨迹.硫来源于周围围岩,而碳则来自深源,可能是上地幔,Pb则是来自于上地壳与下地壳及亏损的上地幔的Pb的混合物.区域性同位素的这种分带现象是受深部断裂带控制的,如斯洛坎湖断层.该断层将下地壳和地慢Pb以及地幔的CO_2运移到地壳上部,在那里与演化程度高的大气水混合并从围岩中淋滤出,硫从上地壳淋滤出Pb.这是第一个说明成矿作用与变质核杂岩揭顶具成因联系的Ag-Pb-Zn矿脉区.     

北拉多加湖沿岸变质杂岩中金的地球化学

本文给出了红柱石-矽线石型变质杂岩带中金分布的新资料。北拉多加湖沿岸变质泥岩中的金含量与世界其它地区该类型岩石金的平均含量相吻合。对于等温等压线区段的岩石来说,金含量高是其特征。角闪岩相高温变质区岩石的特点是金含量最低。已查明金的富集矿物和载体矿物,指出了在进变质过程中金在主要造岩矿物中的重新分布,确定了金的富集矿物之一黑云母中金含量与化学计量间的关系。     

新西兰菲奥德兰大陆伸展期间麻粒岩的形成

麻粒岩作为一种高压、高温岩石,传统上认为其形成源于在大陆碰撞带和岩浆弧深处的变质作用。而近来,许多注意力都集中在大陆裂谷期间形成麻粒岩的可能性,特别是目前麻粒岩是否正在北美贝森和兰奇省之下形成。报道的新西兰菲奥德兰与上述情形相似,但它具有更深的剥蚀伸展区中的温压资料和单锆石U-Pb年龄。在新西兰菲奥德兰,早白垩的麻粒岩在岩浆增厚的大陆伸展滑塌之后已位于地壳浅层次中,它们再一次经历了麻粒岩相的变质作用。资料表明,麻粒岩相的变质作用可以出现在大陆伸展期间,并指出在新西兰西部,在高构造层次中,麻粒岩相的变质作用常伴随有一个或多个变质核杂岩的就位,这与在贝森和兰奇省提出的模式一致。     

根据蓝片岩的退变质压力-温度轨迹推测俯冲带的构造历史

许多显生宙的会聚板块边界都以出现不连续的具有高压进变质轨迹的蓝片岩带为标志.常见的蓝片岩组合可以发生广泛的绿片岩和(或)绿帘-角闪岩组合的叠加.如西阿尔卑斯.对这种类型的高压变质带来说,退变质作用是非常快速的、近于绝热的降压作用;其中某些地体在降压的早期还经历了连续加热。抬升作用很可能是由于岛弧、大洋高原或陆壳碎块进入了俯冲带(碰撞带),俯冲速度骤降或停止,并由此导致受阻的重结晶俯冲杂岩在浮力的作用下近于绝热上升的结果.另一种类型的高压变质带,如加利福尼亚西部的弗朗西斯科带,保存有变质的文石,没有低压组合的叠加。退变质作用几乎就是沿进变质p-T轨迹回返.或对于原来的高变质级岩块而言,其退变质甚至可以出现于更高的p/T比率下。很显然,部分这种类型的变质带应是在板块连续俯冲和冷却作用进行过程中,受均衡作用的驱使沿俯冲带缓慢抬升的.其上升运动是以构造叠瓦岩片、混杂岩中的层间回流,部分也许是以底垫增生柱的侧向扩张形式进行的.由此可见,高压变质带的退变质p-T轨迹对会聚板块的构造历史可以提供重要的约束条件。     

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。     

造山期后盆岭伸展作用的运动学模式

拉夫特里弗(Raft River)伸展剪切带出露于阿尔比恩(Albion)-拉夫特里弗-克劳斯克里克(Grouse Greek)变质核杂岩中.韧性变形的研究表明,这个伸展剪切带与第三纪加厚的科迪勒拉地壳晚造山期塌陷作用造成的地壳伸展作用相对应.纯剪和简单剪切混合产生的递进变形形成沿剪切带的复合应变型式.我们提出了一个数字运动学模型,它能反映脆性伸展的上盘岩石与未变形的下盘岩石之间由伸展量不同而引起的沿剪切带的应变变化情况.关于造山后期地壳伸展作用假说必须包括韧性下地壳中弥漫的均匀伸展和流动以及中、上地壳中局部的伸展剪切带.     

不列颠哥伦比亚东南部Kokanee地区始新世Ag-Pb-Zn-Au脉状和交代矿床成矿年龄

位于不列颠哥伦比亚东南部的Kokanee地区的Ag-Pb-Zn-Au脉状和交代矿床赋存于Slocan湖区深断裂上盘的中侏罗Nelcon岩基及其外围的寒武纪到三叠纪的变质沉积岩中.变质证据表明成矿作用晚于Nelson岩基和Ainsworth地区中侏罗纪的片理化作用,而早于(或同时)Slocan深断裂下盘的Valballa变质核杂岩的始新世揭顶活动时期.煌班岩墙和辉长岩墙与成矿作用明显地是同期的,通过对其中黑云母和角闪石的K-Ar同位素年龄研究,确定了40到52Ma时的始新世中期一次短暂的碱性岩浆活动.而更老一次早白垩纪另一次碱性岩浆活动(141～129Ma)的存在是可能的,但尚未完全证实.通过对矿脉和热液蚀变带中白云母进行的K-Ar法和分阶段加热的~(40)Ar/~(39)Ar法同位素年龄研究,可确定成矿热液沉淀形成脉状矿床和形成交代矿床的时间为58～59Ma,矿体与煌斑岩墙之间相互穿插关系表明,该矿区热液系统的活动持续了15Ma以上.始新世地壳拉张运动导致了高温热流体及作为成矿热液流动通道的构造体系的形成.Nelson岩基与成矿作用在时间上相差100Ma,两者之间仅有空间上的联系,没有成因上的联系,空间上的伴生不代表成因的联系.     

印度拉贾斯坦邦Aravalli超群杂砂岩的岩石学与地球化学特征及元古宙沉积盆地的构造演化

印度西部拉贾斯坦中南部元古宙Aravalli超群由浅变质的粗砂岩、碳酸盐岩及杂砂岩所组成,夹有细粒粉砂岩和泥质岩,位于由片麻岩、片岩及高级变质沉积物组成的太古宙基底之上。其中杂砂岩可分为四种不同的岩相类型(相A、B、C、D),每一种岩相具有不同的QFL组分、粒度、常量元素、微量元素和稀土元素特征。根据QmFLt判别图可判别每一岩相类型形成的构造环境。相A、D杂砂岩来自再旋回造山带,相B则来源于与岛弧相关的安山质岩石。相C的粉砂岩表明存在一个陆块物源区。这种以岩相学为基础的解释与根据沉积相和沉积构造分析所恢复的古地理环境是非常一致的。唯一的例外是相B,根据岩相学分析其为安山质物源,但是与其露头特征并不一致。这些物源区的判别已得到常量元素、微量元素和稀土元素等资料的验证。地球化学资料广泛证实了以岩石特征为基础所做的构造背景解释。这些基础实验方法与野外原始沉积构造相结合,使我们能够十分精确地区分不同的物源区与构造环境。作者用向西消减的元古宙板块构造模式来解释Aravalli超群中沉积作用的演化。     

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。     

西班牙中央山系中的剥离断层作用和晚古生代低温热液银—贱金属矿化

在西班牙中央山系东部,晚海西期热液活动导致了低温热液银-贱金属(Pb-Zn-Cu)矿脉的形成。在海西期造山运动期间,中伊比利亚地壳被压缩变厚,由晚海西期块状花岗岩侵入体加热、弱化,然后变成超厚。接着,由于岩石圈规模的低角度剥离断层作用,使中伊比利亚地壳隆起带发生伸展性断裂。剥离系统经历了构造剥蚀、均衡回弹和上隆作用,演变成与美国盆岭区十分类似的伸展区。在伸展期间,产生了安山岩火山作用和热液活动,包括低温热液型热液对流系统,这些系统沿横切Hiendelaencina变质核杂岩的断裂淋滤、搬运并沉淀银和贱金属.     

河南省原生金刚石矿找矿潜力分析

近年来,我国重新启动了金刚石地质找矿工作。河南省金刚石找矿工作中专家们积累了大量历史资料,但尚未取得找矿的突破性进展。河南省的大地构造位置横跨华北板块、扬子板块和秦岭-大别造山带,具有太古界陆壳基底,境内有金伯利岩等深源岩浆活动,具有形成金刚石的地质条件。理论研究和找矿实践表明,原生金刚石矿的成因模式包括金伯利岩和钾镁煌斑岩型,超镁铁质岩型和超高压变质型。鹤壁地区有金伯利岩出露,有金刚石出土且指示矿物齐全,发育深大断裂及次级断裂系统,具备形成金伯利岩型金刚石矿的地质条件。理论分析表明,超高压变质作用过程中有可能形成宝石级金刚石。在桐柏地区榴辉岩中,有可能存在超高压变质岩型宝石级金刚石。对于河南省的金刚石找矿工作,需加强鹤壁地区金伯利岩含矿性评价的基础理论研究,可尝试在桐柏地区寻找超高压变质型金刚石。     

滇西的宝玉石资源

在滇西前寒武纪变质岩发育区,除金属矿产外,宝玉石矿产也占有重要地位。其中哀牢山—苍山变质岩带的哀牢山群地层出露区是宝石的重要产区。各变质岩带中的角闪片岩、黑云角闪变粒岩、黑云斜长片麻岩和大理岩是有利的成矿围岩。宝石成矿与喜山期酸性岩浆活动有关。含矿伟晶岩的规模大、分异好并且有核晶洞。宝石品种计有:海蓝宝石、红绿宝石、纯绿柱石、大红宝石、黄玉、刚玉、紫水晶和天河石等。     

元古宙地壳伸展及太古宙花岗岩-绿岩区穹-脊构造的形成

在太古宙花岗岩-绿岩区,狭窄的"绿岩"(超镁铁质及镁铁质火山岩)带及上覆沉积岩与广阔的"花岗岩"(花岗质侵入岩、片麻岩及混合岩)区相伴出现,因其缺乏任何清楚的现代类比物而长期困惑着地质学家们.不仅不能确定绿岩最初如何形成,而且对这类地区独特的构造、变质格局的成因及发育时间也争论不休.许多花岗岩-绿岩区显示出穹-脊的几何学特征,其中带状表壳岩(火山岩和沉积岩)出现在构造槽中,楔入于穹状花岗岩-片麻岩-混合岩杂岩体之间.在邻接穹隆的表壳岩系中出现典型的变质晕,接触带本身是剪切带.本文报道了巴西一个花岗岩-绿岩区的野外研究成果,研究结果表明,这种结构型式形成于元古宙,比绿岩喷出时间晚500Ma.作者认为形成这种格局所必要的热体制及变形运动学可能发生于地壳伸展期,当时,热的基岩沿着超壳正断层系统向上输送到表壳岩系的底部.     

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.     

澳大利亚新南威尔Hill End早期变质蚀积岩中金矿的同位素和地球化学模式

在新南威尔士Hill End金矿田的HawkinsHill矿区、含金石英脉矿体主要由平行层里的矿脉群组成,其成矿主岩为晚志留世多期形变的板岩-变质杂砂岩浊积岩系。这些矿脉仅仅分布于Hill背斜的脊部,其成因与早石炭世早期绿片岩相变质作用期间发生的滑动机制密切相关。矿脉的性质则体现了肠状褶皱和香肠构造的形态特征。矿脉的就位伴生一条窄的绿泥石化和白云母化围岩蚀变带及更广泛的碳酸盐化(方解石、含铁镁方解石和铁白云石)。     

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。