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。     

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.     

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     

瑞典北部横切斯堪的纳维亚的火成岩带中镁铁质—长英质岩之间的深成作用

中元古代(1.84～1.76Ga)横切斯堪的纳维亚的火成岩带(TIB),从瑞典东南穿过波罗的地盾向北一西北方向延伸,一直延伸到加里东造山带之下作为基底岩石.也有学者提出,在加拿大该岩带是横切拉布拉多的岩基的延伸部分.在瑞典该岩带的构造位置处于东部较老的瑞典-芬兰地体和瑞典西南片麻岩区之间,而且将其归因于安第斯类型深成作用的产物。该岩带与片麻岩的关系还不十分清楚,但可以肯定由于瑞典-挪威变形作用对岩带的     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

花岗岩类构造环境的判别

花岗岩类可以根据其所处的构造环境分成如下种类:(1)岛弧花岗岩(IAG);(2)陆弧花岗岩(CAG);(3)大陆碰撞花岗岩(CCG);(4)造山后花岗岩(POG);(5)裂谷花岗岩(RRG);(6)大陆造陆隆起花岗岩(CEUG);(7)大洋斜长花岩岗(OP).其中IAG、CAG、CCG 和 POG 属于造山花岗岩类,RRG,CEUG 和 OP 则为非造山花岗岩类.花岗岩类的判别是根据常量元素化学成分来实现的,各种判别图解依次判别不同构造背景。OP在 K_2O—SiO_2图上与其它岩类相区分;而用 Al_2O_3—SiO_2图、FeO(全)/(FeO(全)+MgO)—SiO_2图、AFM 及 ACF 角图可区分Ⅰ类(IAG+CAG+CCG)、Ⅱ类(RRG+CEUG)和Ⅲ类(POG)。在上述图中Ⅰ类与Ⅱ类岩石成分,分别落于图中不同区域。而Ⅲ类比较特殊,该岩类在图中没有特定的区域,始终表现了兼具Ⅰ、Ⅱ类型的特征.在Ⅰ类中进一步判别可用Shand 指数,只有 CCG 的 A/CNK(即 Al_2O_3/CaO+Na_2O+K_2O)值大于1.15.IAG 和 CAG尚无法区分开。Ⅱ类中进一步的判别用 TiO_2—SiO_2图则可.这种判别方法适用于美国陆内的元古代花岗岩,结果证明 Arbuckle 花岗岩并非象以前认为的那样属于非造山期岩石。     

地壳生长的大地构造——以科迪勒拉和特提斯造山带为例

驱动板块的主要作用力是重力.大致以1400℃等温而限定的岩石圈倾斜底面导致岩石圈板块向下滑动.以大约100km的垂直梯度从扩张脊中轴的滑离,通常称为“脊推”(ridge push);大洋岩石圈以600km的垂直梯度潜入地幔,通常称为“板拖”(slab pull).脊推力,特别是当其方向与板拖力相反时,造成陆内变形或A型俯冲;板拖力造成洋壳的再循环或B型俯冲,为弧形岩浆作用和增生构造提供传送带体制,在科迪勒拉和特提斯造山带中展现了A型俯冲和B型俯冲之间这种动力学关系.     

深成岩体膨胀和非共轴构造变形之间干涉作用的三维计算机模拟及野外意义

深成岩体侵位使造山带内构造复杂化的原因是由于区域构造应变场和局部岩体膨胀应变场之间相互干涉控制构造的几何形态。关于这类构造的产生仍存在许多疑问,如,(1)与岩体有关的应变在多大范围内促使这些构造形成?(2)构造的三维几何形态如何?(3)构造几何形态如何随递进变形而交化?本文介绍了在非共轴构造环境中膨胀岩体周围构造在三度空间上的位置、样式及运动学演化的计算机模拟。模拟产生四个参数的图象:应变椭球体形态和量级、面理和矿物拉伸线理的方位。凹透镜状高应变区出现在岩体的两侧,而呈椭球体状的低应变区在岩体两端。面理、拉伸线理和压缩区在岩体周围构成不规则的三维环。较高的构造应变率促使该环向岩体方向迁移,而较高的岩体膨胀应变和应变率则使环向远离岩体方向迁移,但环的迁移率较之构造变形率或岩体膨胀率要缓慢得多。虽然天然应变场分析总是结合放射性年龄测定、构造和显微构造分析及应变测量进行的,但模拟应变图象还是可以为野外研究工作提供实际指导。特别是这些模拟图象可用于判断:(1)环绕岩体的构造的成因、几何形态和演化;(2)韧性剪切带的方位和三维运动方向;(3)造山带内与岩体有关的应变分布到围岩变形。     

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.     

用侵入体年龄确定区域变形的时代——通常所用标志中的问题

通过对加利福尼亚中内华达山脉富特希尔斯(Foothills)岩带内的构造前侵入体的研究,结合对同构造和构造后岩体研究成果的评述,表明不能用单一标志来确定岩体侵位与区域变形的相对时间先后。通常所用的标志是,岩体是否发生了变形,是否切割区域构造,是否伴生有在区域构造之后形成的变斑晶。然而,所有的三类侵入体都可能:(1)变形或未变形;(2)有切割围岩构造的接触带;(3)其接触变质带中有显示不同时间关系的变斑晶。由于这些标志意义不甚明确,因而特别需要仔细研究整个岩体及围岩中的构造,尤其要注意岩体接触带与区域构造呈高角度相交的区域。从这种意义上说,变斑晶-劈理关系是一个重要的工具,但应用时也须谨慎行事。     

深成岩体膨胀与共轴构造变形之间相互干涉作用的三维计算机模拟及其野外应用

与深成岩体有关的和与构造有关的应变场的相互作用,基本上控制了造山带的地质构造。不过,人们对这种构造的几何形态和演化却知之甚少。例如:(1)区域构造共轴变形时,这种构造的几何形态如何?(2)构造的几何形态又是如何随递进变形而变化的?对诸如此类的问题,本文进行了应变形态、应变量级的三维计算机模拟,演示了由深成岩体膨胀和均匀共轴构造变形产生的面理、线理图象。该模拟指出,深成岩体膨胀和区域单轴缩短作用相互作用所产生的应变图象,与区域单轴扩张或区域共轴变形产生的应变图象不同。例如,区域缩短作用在岩体周围产生油炸面圈状收缩环,区域扩张则在岩体周围产生苹果状的压扁区;缩短作用只产生一个围绕岩体的连续的油炸面圈状低应变区,扩张作用则在岩体两端产生两个独立的椭球状低应变区。另外,区域缩短作用产生有二维三角形切面的面理环,线理则呈同心状围绕最大缩短轴分布,区域扩张作用则在岩体两端产生两个独立的面理锥、线理锥。所有这些构造元素和应变元素都因岩体膨胀率增大移离岩体,因构造变形率增大移向岩体。尽管对岩体周围构造的研究通常都需要结合显微构造测量、辐向测量和野外测量,该模拟得到的构造模式图还是可以用来估计:(1)岩体周围构造的几何形态及其起源和演化特征;(2)变斑晶内包裹体痕迹的形成机理;(3)与岩体相关的应变对围岩内测得的应变的影响;(4)区域运动系统的类型及其定向。     

花岗岩内的压溶构造

西班牙西北部的同构造期二云母花岗岩受到了晚华力西期区域剪切变形。变形的Corco-esto花岗岩明显地显示出由于韧性变形而产生的面、线组构,并含有与叶理成60°交角的石英脉。这些石英脉沿剪切面发生了与总的剪切方向相反的错断,从而提供了压溶作用存在的证据。     

岩石韧性及其对山带中构造发育的影响

引言本文的目的是探讨构造几何形态的特征,尤其是由岩石流动而发育的构造,同时讨论这些构造与造山带地壳形状的总体变化的联系.选择的一些解释力学原理的实例,多数是由于天然岩石变形时产生的力学不稳定而发育的构造.虽然,岩石变形的某些几何原则的证据常在单个露头尺度上能很好地被识别,但我要强调几乎所有这些原则是不受尺度的影响的.露     

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。     

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.