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。     

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。     

碎裂变形引起的角闪石中的核幔构造

普遍认为矿物颗粒中的核幔构造是在晶质塑性变形期间形成的.对怀俄明东南部Cheyenne带角闪岩中核幔构造的光学、扫描电镜和透射电镜的研究表明,类亚颗粒(本文称之为亚颗粒)是碎裂变形作用而不是晶质塑性变形作用的结果.支持碎裂变形作用的光学和扫描电镜证据有:(1)亚颗粒的外形是棱角状的,边界普遍平行于(100)劈理;(2)亚颗粒粒度变化大;(3)被镁角闪石次生加大的阳起角闪石内核的角闪石亚颗粒具有成分分带现象;(4)碎斑核中见到的一些波状消光是沿劈理面的滑移造成的.现在未查明角闪石颗粒中的位错是碎裂变形之前形成的(加工硬化),还是裂隙扩展中形成的.这些研究的意义是,至少在某些情况下,一些矿物的核幔构造形成于碎裂变形期间,而不是形成于恢复和重结晶作用期间.因此,光学显微镜下的核幔构造不是晶质塑性变形机制的标志性证据.     

翡翠及其变种

珠宝市场上出现了除翡翠以外的一些名称 ,如水沫子、莫子石、八三玉等 ,有关它们的特征与鉴别已有不少报道 ,对此不再赘述 ,本文拟就翡翠矿物相变引起的变种及其内在联系简述如下 :翡翠是一种矿物集合体 ,以硬玉为主要矿物成分 ,其次有透辉石等辉石族、钠闪石等角闪石族和钠长石等矿物成分。成岩成矿过程经历了 :(1)成岩阶段 :硬玉岩是在特定的低温高压条件下 ,由富含 Na、Al的粘土岩经变质重结晶作用形成 ,根据原岩的成分差异 ,可出现硬玉岩、含辉石硬玉岩、含角闪石硬玉岩和钠长石岩……等。伴随变质分异作用 :主要由 Cr3 、Fe3 取代硬…     

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.     

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.     

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。     

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.     

上地幔中的剪切带与地幔橄榄岩内的地球化学富集和变形的关系

幔源尖晶石橄榄岩的结构变化过去常被认为是软流圈地幔底辟存在的证据,并指示大范围(几公里～几十公里)内变形的非均一性.但许多火山口都挟带有变形及未变形的捕虏体,同时橄榄岩体中所呈现的野外关系表明:因为大量的岩石圈剪切带的存在,变形与未变形橄榄岩的蚀变规模较小(几厘米～几米).极少数捕虏体既含变形的、又含未变形的橄榄岩.在变形与交代矿物生长之间也存在明显关系,角闪石通常富集在强烈变形带、橄榄岩体和变形捕虏体中,有时也出现于交切状脉及其周围的接触变质带中.人们还可以看到在变形作用和地球化学富集作用标志之间存在一定的关系.许多变形尖晶石橄榄岩中的单斜辉石显示出轻稀土元素富集的特点,而未变形尖晶石橄榄岩中的单斜辉石通常具有洋中脊玄武岩(MORB)型轻稀土元素亏损模型.未变形橄榄岩的Sr和Nd放射性同位素组成通常与MORB的相似.并且有低ε_(Sr)值和高ε_(Nd)值.相反,含或不含角闪石的变形橄榄岩常具高ε_(Sr)电和低ε_(Nd)值.这表明了富大离子亲石元素和富轻稀土元素的流体或熔体的地球化学富集作用,从上所述可推断:在浅部地幔内有岩石圈韧性剪切带存在,角闪石和单斜辉石在这些剪切带的交代流体中发生沉淀.     

纽兰芬Coney Head杂岩体的U Pb地质年代

纽芬兰白湾(White Bay)区Coney Head杂岩由奥陶纪泰康造山运动期间侵位于大陆边缘之上的异地深成岩和变形了的与其相当的岩石构成,据认为是在一岛弧中由部分熔融而形成的英闪岩的锆石年龄为472±2Ma,这表明这里的英闪岩是在阿列尼格(Arenig)期结晶的.有一种U/Pb(锆石+金红石)年龄勾433±2Ma的微花岗昔切割了英闪岩.微花岗岩中残留的元古代锆石表明,岩浆岩有一部分是由陆壳或来源于陆壳的沉积物熔融而成的.这些关系说明,这种微花岗岩是在志留纪,即大陆基底上方的英?岩在奥陶纪发生迁移之后产生的.     

花岗岩中的次岩浆显微裂隙

比利牛斯深成花岗岩中的显微构造表明,斜长石晶体在有熔体存在的情况下就发生了破裂作用.这一现象主要由充填裂隙的石英和/或长石显示出来.电子探针分析证明:填隙长石除成分与环带状斜长石的边缘成分一致外,还随熔体分馏作用减少而更具酸性,裂隙是花岗岩处于次岩浆状态(即岩浆中的熔体量小于岩浆流动所需要的临界值)时,由相互接触的颗粒之间的应力集中所造成.从岩石学角度来说,物质成分的共结性最差,就最易发育次岩浆裂隙,这是因为在冷却期间少量的熔体可以在很大的温度范围内存在.显微裂隙与流面斜交的强烈趋向,可能成为岩浆剪切方向的新判据.     

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)     

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。     

巴基斯坦北部Kohistan岛弧内变辉长岩中的冠状体和高压岩脉——降温期间地壳加厚的证据

喜马拉雅地区西北部东西走向的Kohistan地体,是夹持于两个碰撞板块即喀喇昆仑(Karakoram)板块(即亚洲板块)与印度板块之间三明治式的岩浆弧。Kohistan岩浆弧南部,主要是早石炭纪火山岩和深成侵入岩变成的斜长角闪岩。斜长角闪岩中的残留体辉长岩显示钙碱性特征,矿物学特征类似于报道过的现代和古代岛弧内的低压深成侵入岩类。最大的残留辉长岩体产于Khwaza Khela附近斜长角闪岩带南缘,总体近圆形,长约1km,由堆积辉长岩和相关岩石组成,它们记录了地壳加厚和降温过程。由橄榄石和钙长石反应形成的冠状体,有斜方辉石+单斜辉石+Mg-Fe~(2+)-Al尖晶石土钙镁角闪石,形成温度约800℃,压力(5.5—7.5)×10~8Pa。这种热动力构造事件是区域性的,可能还与约85Ma时(甚至更早)喀喇昆仑板块逆冲于Kohistan岩浆弧上的事件有关。后来辉长岩局部被含有高压矿物组合(石榴石、蓝晶石、黝帘石、钠云母、更长石、方解石、方柱石和石英土绿泥石土刚玉土透辉石)的岩脉所穿插。该矿物组合生成温度为510℃—600℃,压力(10—12)×10~8Pa,说明了三叠纪时地壳隆升之前曾有过进一步的加厚和降温过程。本文列出了矿物电子探针分析数据,讨论了辉长岩中岩脉和冠状体矿物组合的构造意义。     

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.     

火成岩侵入作用的物理机制

火成岩有两种主要型式:深成岩和火山岩.深成岩是在挤压构造应力状态下侵位的侵入岩,火山岩则是大量的岩浆在引张构造应力状态下经由断裂控制的岩墙构造而喷发的.那些典型的侵入现象可根据岩石圈动力学-热力学状态、浮力性质和起源以及岩石半固相流动的力学性质等物理参数加以讨论.根据典型参数的技术要求并借助于动力学-热力学结合的物理近似法提出了二维数字模型.采用浮力驱动式底辟侵入体的模拟,以推导出那些能够控制侵入体在不同粘度条件下上升和侵位的主要参数.提出了岩床型和岩基型构造,并讨论它们对力学和物理条件的依赖性.     

加拿大安大略班克罗夫特剪切带中大理质糜棱岩的显微构造和变形机制

加拿大安大略班克罗夫特剪切带中中级变质大理岩的糜棱岩化,以方解石和石墨的颗粒减小及结构的多样性为特征.方解石颗粒大小的变化从原岩的几毫米到糜棱岩的50～200μm,直到超糜棱岩的<30μm.相应的方解石颗粒形态在原岩中为等轴状;在初糜棱岩(第一次发育空间优选方位)中为拉长状;在粗粒糜棱岩中又为等轴状;在细糜棱岩(第二次发育空间优选方位)中又为拉长状;而在超糜棱岩中一般为等轴状;这反映了外部能量(即施加的应力,它有助于形成拉长状的颗粒形态)和颗粒内部能量(如畸变应交能,它有助于形成等轴状的颗粒形态)之间的相互作用.石墨颗粒大小从原岩中的几毫米至几厘米变到超糜棱岩中的超显微尺度.在糜棱岩类型中,石墨作为暗色条带出现;而在超糜棱岩类型中,石墨呈现为方解石颗粒表面的细粒覆盖物.根据结构证据认为,随着糜棱岩化强度的增加,主要的变形机制为双晶化(指数蠕变——状态I)、动力重结晶作用(幂律蠕变——状态Ⅱ)和可能为颗粒边界滑动的超塑性流动(状态Ⅲ);它们的活动性很大程度上受方解石颗粒大小的控制.方解石粒度的减小,正如核幔构造或碎斑构造以及亚颗粒和重结晶颗粒的大小所指示的那样,在糜棱岩化的早期阶段主要由旋转重结晶作用引起.S-C组构中的颗粒拉长反映了迁移重结晶作用的活动;这类构造并不是原来等轴状颗粒受压扁作用的结果.根据重结晶颗粒大小估算粗糜棱岩和超糜棱岩的差异应力分别为2.5和14～38MPa.原始石墨颗粒减小,是由底面的递进分离作用引起的,这与长英质糜棱岩中云母鱼的形成作用类似.糜棱岩和超糜棱岩样品的方解石-石墨温度计说明糜棱岩化的变质条件为475±50℃;用该温度值及26MPa的差异应力值,根据基本等式得到应变速率为1.2×10~(-10)/s;相应的位移速率为<38mm/a.     

造山期后及非造山背景下碱性花岗岩的岩浆作用

主要造山作用结束后,造山和非造山序列在时空上密切相关,构成岩浆序列,如钙碱性的岩基→抬升和揭顶作用,高钾钙碱火山活动(可有可无)→碱性深成火山杂岩体.从造山地球动力状态向非造山地球动力状态转化过程的持续时间在100Ma内.碱性花岗岩组合可分为两种类型:1.富Ba和Sr的造山期后红色花岗岩,以含富Mg、Mn的镁铁质矿物、碱性长石次溶线结晶作用及高Sr同位素比值为特征,表明其矿物绝大部分来自地壳,反映岩浆中心侵位发生在晚期造山岩浆作用幕后几百万年内.2.贫Ba和Sr的非造山浅绿色至浅灰色超熔花     

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。