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重力和构造力在地壳中的作用 总被引：18，自引：1，他引：18
本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静 相似文献
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Mechanical Nature of Gravity and Tectonic Forces 总被引：2，自引：0，他引：2
Lü Guxian 《中国地质大学学报(英文版)》2004,15(2):152-154
There are two models of ultrahigh pressure metamorphism (UHPM) zone in Dabie: the model of under thrusting-returning which even arrives at the mantle and the superimposed model of tectonics in the crust. There are two points of view in the argument about formation depth of ultrahigh pressure metamorphism: (1) the depth can be calculated by hydrostatic equation; (2) the high pressure was composed of gravity, tectonic and other forces instead of merely gravity force. Some misunderstandings of mechanical conceptions presented in the paper showing the hydrostatic viewpoints should be open to question. The main conceptions are: (1) the confining pressure was only formed by gravity, and the differential stress was only formed by tectonic force; (2) the differential stress is not big enough to lead to form ultrahigh pressure metamorphism; (3) once tectonic overpressure goes beyond the limited strength of rocks the tectonic force would disappear and the rocks would be broken or rheomorphied at the same time. A short discussion in basic mechanics is made in this paper for a perfect process for discussing the argument. 相似文献
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Lü Guxian 《中国地质大学学报(英文版)》2004,15(2):135-144
INTRODUCTIONSincethediscoveryofeclogiteswithcoesiteanddia mondinclusionsrelatedtothecontinent continentcollision orogenyenvironment,theultrahigh pressuremetamorphism(UHPM )intheDabie Suluhasarousedgreatinterestinmanygeologists (Liouetal .,1994 ;Xuetal.,1992 ) .Experimentalstudieshaveprovedthatsuchmineralsasdia mond ,coesiteandomphaciteoccurredat 2 - 5GPa (andatthecorrespondingtemperatures) (Stevenetal.,1982 ;MirwaldandMasonne ,1980 ) .However,itdoesnotmeanthatthemetamorphicrockscanbe… 相似文献
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构造差应力究竟能够产生多大的附加静水压力在地学界一直有很大争议。本文通过大别山东端郯庐韧性剪切带中糜棱岩的构造差应力测量和同构造新生白云母的电子探针分析,对这一科学问题进行了初步探讨。对该断裂带12个糜棱岩样品进行了20次构造差应力测量,获得了114.6~149.6MPa的差应力值;对同构造新生白云母的电子探针分析获得岩石的形成时的围压为291.7~531.3MPa。通过构造差应力与岩石围压的对比分析,笔者认为岩石中的“构造超压”并不完全是构造差应力产生的附加静水压力造成的,还应包括了岩石中流体压力的贡献。在中-上地壳,附加静水压力主要由流体压力构成;而在下地壳和岩石圈深部,岩石的构造超压主要来自于由构造差应力产生的附加静水压力。但由于岩石圈深部构造差应力的急剧减小,产生的构造附加静水压力对围岩的贡献量极小,并不能使超高压岩石的形成深度明显变浅。 相似文献
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本文对深度计算公式：D=P/d（式中D为深度,P为压力,d为密度）的应用提出质疑。该公式源自一个流体力学原理,即描述静流体中压力与深度关系的帕斯卡原理,所以只适用于流体。如果物质是一种固体,而不是液体或气体,它可以承受剪应力或差应力,则这一公式就不能应用。所有岩石,从出露地表深至核幔边界,都是固体。当外力作用于固体单元上时,固体的应力场存在两部分：均应力和差应力,不论外力是构造力还是重力。而当外力作用于液态物质时,在这个液体应力场中则总是只有均应力而无差应力。地应力测量结果表明,作用于垂直截面上的水平应力通常大于作用于水平截面上的垂直应力,而且越靠近造山带或剪切带,水平应力越大,显示构造力在地壳应力场中起某种主导作用。事实上推动板块运动的力主要是水平的,而非垂直的。地壳中某处的总静压力至少由两部分合成：由构造引起的压力和由重力引起的压力,前者称构造附加静压力。合理计算成岩成矿深度的方法,应该是从总压力中减去构造附加静压力,再除以岩石比重,即D=（P-Pt）/d,式中Pt为构造附加静压力。 相似文献
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Lü Guxian 《中国地质大学学报(英文版)》2004,15(2):162-166
An experimental study of the confining pressure, i.e. additional hydrostatic pressure initiated by the tectonic force is presented. The experimental progress is that the σ1 is gradually increasing from 0 in a limiting movement (ε1=0) in the σ1 direction and the speed rate of the accelerating load is 0.4 MPa*s-1 in the lateral and level directions. When σ2=σ3<200 MPa, Δσl is nearly lacking, Δσl is increasing at a high speed only when the horizontal force reaches 250-380 MPa, and Δσl almost ceases to increase at the level force of 380 MPa. It is calculated that the tectonic force can produce the confining pressure which is gradually increasing with σ2=σ3 before it reaches 380 MPa in an experiment. It is supposed that the horizontal force is almost all transformed into the confining pressure with the increase of the creep deformation of rocks. 相似文献
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Lü Guxian 《中国地质大学学报(英文版)》2004,15(2):206-215
The plastic deformation of garnet in coesite-bearing eclogite,quartz eclogite and garnet amphibolite of the UHPM complex in Yingshan County in the Dabie Mountains has been studied. The stress generated by the strong tectonic movement was an important component of the total pressure that resulted in the formation of the eclogite in the Dabie UHPM zone. The three-dimensional tectonic principal stresses and additional tectonic stress-induced hydrostatic pressure ［ps=(σ1 σ2 σ3)/3］ are reconstructed according to the differential stress and the strain ratio(α) of the garnet in the minor coesite-bearing eclogite of the Yingshan County. Then the gravity-induced hydrostatic pressure(pg) is calculated following the equation p minus ps,where p is estimated to be 2.8 Gpa based on the quartz-coesite geobarmeter. Therefore,the thickness of the rock column overlying the coesite-bearing eclogite in the Ying-shan County is determined ≥32 km. This estimation,significantly different from ≥100 km,the previous one obtained solely based on the weight/specific weight ratio(W/SW),offers a proper explanation for the puzzle that no tracer of the addition of mantle-derived material has been found in the Dabie UHPM zone during the process of UHPM,although a number of researchers claim that this process took place at the depth of the mantle(≥100 km). It is concluded that attention should be paid to the additional tectonic stress-induced hydrostatic pressure in the study of UHPM zones. 相似文献
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构造动力成岩成矿和构造物理化学研究 总被引：4，自引：4，他引：0
动力成岩成矿"的理论是地质力学构造控岩控矿研究方面的重要进展,是上世纪70-80年代初,在构造地球化学领域关于应力矿物、岩石变形-变质关系、构造控矿等研究基础上提出的。应用动力成岩成矿载体的"构造岩相带",在新疆沙尔托海铬铁矿开展深部找矿取得重大突破。后续研究,从"动力成岩成矿"阶段,发展到现今的"构造物理化学"阶段。基于固体力学原理,研究认为变形岩石由偏应力场引起,偏应力场可分为差应力状态和各向等正应力状态两个部分,后者被命名为"构造附加静水压力"。"构造附加静水压力"不仅能引起岩石体积变化,也能影响其中化学平衡,是一个物理化学变量。结合胶东金矿的长期研究发现,元素地球化学分布是化学平衡的结果,物理化学环境才是化学作用的原因,提出"构造力改变压力温度等条件影响化学平衡"的认识。创建"成矿深度构造校正"方法,预测胶东金矿深部"第二富集带"得到证实,促进胶东从危机矿山重灾区转而成为全球第三大金矿区。经过40多年的理论研究、地质调查和找矿实践,构造物理化学取得显著进展,1996年地质力学专业委员会设立"构造物理化学专业学组"。2018年,中国地球物理学会成立"构造物理化学专业委员会"。 相似文献
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影响地下应力状态的构造作用 总被引：4，自引：0，他引：4
成岩成矿的外部条件中压力是很重要的因素。地下岩石所受的压力不仅来自上覆岩石的重力，而且来自构造力和热力及其它力。这些力合成一个三轴不等的应力状态，相当一个以最短轴为半径的球状应力迭加一个差应力。前者影响成岩成矿和变质作用，后者控制岩石变形和组构的变化。通过三维应变应力测量，这两部分力通过计算是可以区分开的，因而这将是建立地下深度测算新方法的一个基础。 相似文献
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成岩成矿深度的构造校正测算方法,是从测算压力中先消除掉构造附加静水压力之后再计算上覆岩石厚度,即成岩成矿深度的方法。该方法基于对地壳岩石处于固体应力状态的认识之上,采用弹性固体模型代替静止流体模型,对“上覆岩石重力在数值上等同于该点所承受的静水压力”这一通常的认识提出了不同见解,比沿袭至今单纯用压力/比重(或密度)方法得出深度更符合于实际情况。本文介绍了该方法的理论基础和野外地质研究方法——开展变形岩相形迹填图,在室内利用三维变形和古差应力测量,根据样品所处构造部位和性质,选择不同的参数换算成矿时差应力的众值。以胶东玲珑——焦家式金矿床为例,求得成矿深度仅3.5km或更浅,进而提出更深部位存在深部金矿富集带的预测意见。胶东几个大型金矿深部第二富集带已揭露的勘探资料证实这一认识比较符合实际情况。用这一方法测算出大别超高压带含柯石英榴辉岩形成深度仅32km多,而不是用压力/比重方法估算的100多公里,这为大别造山带的构造格局和演化历史的研究提出新的途径和方法。 相似文献
12.
地壳运动的驱动力一直存在争议。目前虽然提出了很多假说,但这些假说所描述的驱动力数量级均较小,不足以推动地壳运动;另外,大量实际地应力测量表明,水平主压应力在三个地应力分量中最大,被看作地壳“异常”压力,其机理也没有统一的认识。因此,有必要弄清楚地壳运动的动力来源是什么及为什么会出现这种水平应力占主导的现象。受背斜构造或石拱桥的侧向支撑的启发,通过地球模型受力分析得出,地壳作为球壳在自重下会相互挤压,在圆周方向产生很强的周向应力。周向应力大于重力,且由重力派生,和实测的地应力特征是一致的。推测该应力在20 km深处约为900 MPa,足以驱动板块运动(>500 MPa)。因软流圈是可流动的,其上面的岩石圈只要存在薄弱带,该应力就会释放,板块之间从而产生相对运动。整个洋壳和拱桥类似,在该力的作用下,会在俯冲带处下插至陆壳深部,俯冲带就是岩石圈的薄弱区,它因此会承担部分甚至全部洋壳的重量。最后提出,没有独立于重力的、可独立起作用的构造力或碰撞力,周向应力是地壳运动的唯一具有足够数量级的驱动力。 相似文献
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经对青藏高原中东部1:100万区域重力资料的解释,编制了一批重力基础图和解释成果图.新划出嘉黎下地壳熔融区、拉萨下地壳隆起、乌兰乌拉-杂多古生代隆起带、唐古拉燕山期岩浆弧以及南冈底斯燕山-喜马拉雅期岩浆弧等构造单元;支持将班公错-怒江结合带作为冈瓦纳北界的认识;划出断裂逾百条、中酸性岩浆岩带多处,其中唐古拉岩浆岩带对羌塘盆地油气的储藏不利;冈底斯北部-可可西里中下地壳普遍存在熔融层;高原地壳存在着与重力均衡调整力相反的强大构造应力.这些认识对进一步研究青藏高原的地质构造、寻找与岩浆岩有关的多金属矿产等提供了依据. 相似文献
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沂沭断裂带是郯庐断裂带的山东段,该断裂带不仅规模大,而且活动性强,具有"两堑夹一垒"的构造格架。利用实测1：20万海底高精度重力测量数据对沂沭断裂带莱州湾海域重力场特征进行了研究,采用欧拉反褶积、纹理分析等边界识别方法对数据进行处理解释,旨在对研究区进行构造格架的细化。根据重力场特征,推断断裂22条,以NE-NNE向和近EW向为主,推断沂沭断裂带4条主干断裂在莱州湾呈NNE向近平行舒缓波状展布;初步划分了3个三级构造单元,5个四级构造单元,12个五级构造单元;推断昌邑-大店断裂以西重力高反映了基底凸起,重力低主要反映了中、新生代凹陷,断裂以东重力高主要反映了早前寒武纪变质岩分布,重力低主要反映了中生代花岗岩体分布。 相似文献
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显微构造研究在新城金矿成矿深度测算中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
以山东新城金矿为例,探讨了显微构造研究在构造类型及期次判别、构造变形测量、构造差应力换算以及成矿深度测算中的应用,并首次测算出新城金矿- 530 m中段的成矿深度为1781.29 m. 相似文献
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The West Kunlun orogenic belt is located at the conjunction of the paleo-Asian tectonic system and the Tethys tectonic system.
Petrological and mineralogical studies of the Early Cambrian metamorphic surface crust in this region have shown that in case
the metamorphism reached low-temperature granulate facies, the typical mineral assemblage is biotite-garnet-silimanite-K feldspar-plagioclase-quartz.
The peak metamorphic temperatures are within the range of 720–740°C and the pressure is 0.6 GPa ±. Three types of metamorphic
zircon have been detected in the metamorphic rocks: the complex inclusion-bearing type ; the early relic zircon inclusion-bearing
type; and the inclusion-free type. SHRIMP age determination of these three types of metamorphic zircon have revealed that
these zircons were formed principally during 400–460 Ma, indicating that pre-Cambrian metamorphic surface crust rocks underwent
low-temperature granulite facies metamorphism during the Caledonian. In combination with the geological characteristics of
this region, it is considered that when the oceanic basin was closed, there occurred intense intracontinental subduction (type
A), bringing part of the Early Cambrian metamorphic basement in this region downwards to the lower crust. Meanwhile, there
were accompanied with tectonic deformation at deep levels and medium- to high-grade metamorphism. This study provided important
chronological and mineralogical evidence for the exploration of the evolutionary mechanism and process of the West Kunlun
Early Paleozoic.
Part of the results from the research project “ Research on the West Kunlun pre-Cambrian tectonic events” under the program
“ Research on the important geological problems of China’ s pre-Cambrian” (No. 200113900070) sponsored by the China National
Geological Surveying Bureau. 相似文献
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地质作用深度测算中的问题 总被引：2，自引：0，他引：2
迄今为止,地质作用的深度通常是用压力除以密度来计算的。这种方法只在假设岩石处于静止的液体状态下才是正确的。然而,实际上从浅部地壳直至地幔深处的岩石都是固体状态而不是液体状态,且粘性系数随浓度递增。实测数据表明,地下水平压应力总是大于垂直压应力,说明构造力在量值上超过重力。所以,在地壳中进行地质作用深度的测算必须把岩石看作是固体并依据固体物理理论。因此,吕古贤等在文献〔１６〕中提出的深度测算方法（１ 相似文献
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阿尔金山地区构造单元划分和前寒武纪重要地质事件 总被引：25，自引：4，他引：21
阿尔金山地区构造单元从北至南划分为敦煌地块、阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、中阿尔金中—新元古代构造岩片、阿尔金构造杂岩带和阿尔金南缘基性超基性岩带5个构造单元,它们具有不同的岩石组合和变质变形特征。在正确识别地质事件的性质和特征的基础上,根据现有同位素年龄资料甄别出5期重要地质事件。3600～2500Ma的数据表明敦煌地块内存在始太古代、古太古代、中太古代、新太古代古老地壳和多期的岩浆活动;2500～1800Ma的古元古代是敦煌地块遭受强烈改造和中基性侵入岩形成的时代;1000～800Ma存在新元古代碰撞造山和大规模的岩浆活动;530～500Ma是阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、高压变质泥质岩和榴辉岩的变质时代,形成的构造杂岩带是古生代早期秦岭-柴达木盆地北缘巨型碰撞带的西延部分;400Ma的柴水沟辉长岩的斜锆石年龄代表了碰撞后的裂解事件。 相似文献
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成矿深度测算对于矿床学理论研究和深部找矿都有重要意义。经典的成矿深度“压力/比重”计算方法,缺乏考虑构造应力在成矿过程中的影响。前人按照“压力/比重”的计算方法,提出胶东蚀变岩金矿是6 000~8 000 m深的元古宙成矿,石英脉型金矿是深度在3 000 m左右的中生代成矿,并据此建立了金矿垂直五层楼的分带模式。依据该模式指导的深部预测勘查效果不好。“成矿深度构造校正测算”是近几十年逐渐成长起来的一个新方法,即先减去“构造附加压力”后再进行成矿深度测算。本文介绍“成矿深度构造校正测算”的计算方法,指出其应用条件和预测意义。开展成矿深度构造校正测算需要以下条件:(1)确定成矿模式;(2)开展野外构造变形岩相测量;(3)测量岩石矿物应变,恢复成矿构造应力场,计算构造附加静水压力;(4)测算成矿深度。根据“成矿深度构造校正测算”方法已经获得胶东多个典型金矿成矿深度的测算结果:(1)夏甸金矿成矿深度为-1 979.51~-3 014.72 m;(2)焦家金矿成矿深度为-1 632.4~-2 331.6 m;(3)大尹格庄金矿成矿深度为-2 775.4~-4 164.5 m;(4)新城金矿成矿深度为-1 781.29~-2 750.0 m;(5)玲珑金矿成矿深度为-720.55~-3 454.97 m。根据以上典型金矿成矿深度的测算结果,本文认为胶东金矿属于深-1 000~-4 500 m的浅成热液剪切带型矿床,由此推断胶东典型金矿矿体主要部分仍然赋存在深部。按照“构造校正测算”方法得到的成矿深度,结合地质、物探和化探信息,预测金矿发育“深部第二富集带”,已经得到胶东金矿勘查工作的证实。 相似文献
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大别山陆一陆点碰撞和构造超压的形成 总被引：1，自引：0，他引：1
依据大别造山带的地质特征及古地磁证据,提出大陆动力学非规则边界陆-陆点碰撞模型,采用数值模拟方法,分析点碰撞所引起的构造应力集中及其影响因素,探讨构造压力在大别山超高压变质岩形成过程中所起的作用,推测可能形成的深度范围.研究表明:在本文的模拟条件下,(1)大陆碰撞初期产生的构造应力场中的平均压力在碰撞点附近增大了约5～9倍.在边界力为100 MPa的情况下,构造压力在超高压中所占的比例约为20%～35%;(2)由于有构造压力的作用和影响,超高压变质岩的形成深度有可能被提升20～35 km;(3)仅考虑碰撞方式,不计岩石物性差异和其他因素的影响,构造应力的影响有限,静岩压力在超高压变质岩形成过程中仍占据主导地位. 相似文献