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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
开展麻粒岩流变实验,分析新矿物的形成对麻粒岩的流变的影响,为研究中国东部地区下地壳中性和基性麻粒岩流变结构奠定基础。采用天然基性麻粒岩样品,在围压为1 500 MPa,温度900~1 050℃,应变速率1×10-5/s的条件下,开展流变实验,获得麻粒岩的稳态塑性流变方程;在相同压力和温度条件下,开展静压状态下的淬火实验,研究静压条件麻粒岩在高温高压下的矿物反应;利用扫描电镜(SEM)、电子探针等,分析实验样品的微观结构与成分,研究实验前后矿物成分变化,重点分析在高温高压条件下矿物反应分布以及通过反应形成的新矿物的特征;通过力学数据与微观结构、成分的定量分析,并与静压条件下的矿物反应对比,研究矿物反应对麻粒岩流变的影响,把矿物反应的影响作为参数引入流变方程中,为定量估计有变质反应参与的大陆下地壳流变强度提供初步的本够方程;根据天然麻粒岩样品的流变实验数据,结合已经发表的辉石、长石、长石—辉石组合、辉长岩、辉绿岩、麻粒岩、榴辉岩等的流变实验结果,综合研究矿物成分与矿物反应对麻粒岩流变的影响,揭示基性麻粒岩流变的复杂性。本项目拟利用天然的麻粒岩样品,在3 Gpa熔融盐固体介质三轴实验装置上,开展矿物参与的麻粒岩的高温高压流变实验,获得麻粒岩样品的稳态塑性流变方程、微观结构与变形机制;分析样品实验前后的成分变化,研究矿物反应形成的新矿物,并分析新矿物对麻粒岩的流变的影响;利用麻粒岩流变实验数据,为研究中国东部地区下地壳中性和基性麻粒岩流变结构奠定基础。 相似文献
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在采用天然基性岩样品进行的流变实验中,存在因实验温度低而样品处于半脆性变形域与因实验温度高而样品颗粒边界出现熔体的矛盾。文献中给出的流变参数中,应力指数n的可靠性高,具有良好的重复性,激活能Q在一定范围内具有重复性,而系数A重复性差。采用6种样品进行流变实验。结果表明,矿物成分对岩石流变的影响比根据端员组分确定的双组分和多组分岩石流变物理模型要复杂得多。由斜长石、单斜辉石和角闪石组成的样品中,当斜长石和单斜辉石含量接近,而角闪石含量低于10%,斜长石和单斜辉石控制了岩石的流变;如果样品中有超过10%的角闪石参与流变,角闪石在变形中所起作用非常显著。由斜长石、石英和角闪石组成的样品,当石英含量小于10%而斜长石和角闪石含量接近时,斜长石和角闪石控制了岩石的流变;当斜长石含量达到70%时,样品变形更接近长石特性;如果石英含量超过20%时,石英在变形中起到主要作用。选择与基性麻粒岩中主要矿物成分接近的天然辉长岩(辉绿岩),或者从天然基性麻粒岩中挑选出主要矿物,通过热压合成人工样品,进行高温流变实验是研究基性麻粒岩流变的最有效途径。 相似文献
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产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口 ,现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合 ,主体由镁铁质麻粒岩组成 ,以出现紫苏辉石矿物为标志 ,下地壳包体的平衡温度为 70 0～10 4 0℃ ,平衡压力在 0 .8～ 1.4GPa之间。在绝大多数地区 ,基性下地壳包体占优势 ,其共同特征是低SiO2 、高CaO和Mg# ,过渡族元素和不相容元素含量变化很大 ,不同构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异 ,全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分 ,建立下地壳物性剖面和岩石圈模型 ,并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明 ,在探讨下地壳的组成特点上 ,由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异 ,前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生、演化方式以及壳—幔交换作用具有重要的指示意义 相似文献
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下地壳麻粒岩包体研究进展及其意义 总被引：4，自引：0，他引：4
产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口，现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合，主体由镁铁质麻粒岩组成，以出现紫苏辉石矿物为标志下地壳包体的平衡温度为700－1040℃，平衡压力在0．8－1．4GPa之间。在绝大多数地区，基性下地壳包体占优势，其共同特征是低SiO2、高CaO和Mg^ ，过渡族元素和不相容元素含量变化很大，不机构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异，全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分，建立下地壳物性剖面和岩石圈模型，并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明，在探讨下地壳的组成特点上，由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异，前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生、演化方式以及壳－幔交换作用具有重要的指示意义。 相似文献
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麻粒岩是研究地壳演化最重要的变质岩类,金红石作为麻粒岩中常见的副矿物之一,深入探究其微量元素体系特点,可为大陆地壳演化研究提供新的视角.根据麻粒岩金红石的基础数据（显微结构、微量元素、离子替换方式）以及地壳常见造岩矿物的微量元素特点,初步探讨了麻粒岩变质过程中微量元素行为和扩散效应.麻粒岩金红石Zr含量可记录不同阶段的变质温度,但次生锆石和钛铁矿可对其Zr含量有较大影响,作为孤立体系（不与锆石和石英平衡）的金红石不能用于温度计算;金红石Nb、Ta、Cr和V不仅受全岩成分控制,还与变质过程中黑云母、钛铁矿、蓝晶石等矿物的形成和分解紧密相关;金红石与富Fe矿物之间有强烈的Fe扩散效应.深入理解麻粒岩变质过程中金红石微量元素行为,可为限定大陆地壳变质演化和动力学过程提供重要的矿物学信息. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
下地壳的含水性和变形研究对探讨岩石圈变形方式和机制具有重要意义。传统观念认为,大陆岩石圈强度轮廓为"果酱三明治"式(即下地壳力学强度相对较弱,而上地壳和地幔岩石圈力学强度相对较硬,而大洋岩石圈强度轮廓正好相反,即下地壳力学强度相对较强,而上地壳和地幔岩石圈力学强度相对较弱。大陆地震震源深度分布的研究发现,大陆岩石圈地幔并无明显地震活动的证据,而某些地区下地壳却存在比较显著的地震活动,从而表明至少在某些地区,大陆下地壳在力学强度上要高于岩石圈地幔。大陆下地壳的流变学性质具有显著的空间和时间上的不均一性。大陆下地壳不同力学强度模型争议的一个很重要的关键点为下地壳究竟是干的还是湿的。我们对攀西含钒钛磁铁矿辉长岩和汉诺坝麻粒岩中结构水和组构特征的研究结果表明:下地壳可能是富水的而不是先前认为的干的,辉石与长石中的含水量及分配系数在不同的下地壳岩石中差别很大,并直接影响矿物和岩石的变形组构和强度。对榴辉岩相条件下准稳态的麻粒岩的变形初步实验研究表明,麻粒岩相变是非常缓慢的过程,很难导致地震,下地壳地震活动可能与含水矿物脱水和部分熔融有关。 相似文献
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柴达木北缘德令哈地区基性麻粒岩的发现及其形成时代 总被引：18，自引：6，他引：18
德令哈地区的基性麻粒岩呈透镜状或脉状分布于长英质片麻岩和泥质片麻岩中.基性麻粒岩的主要矿物组成为紫苏辉石、单斜辉石、斜长石、角闪石,含有少量的铁铁矿、锆石等副矿物.单斜辉石中具有针状的斜方辉石和铁铁矿的出熔片晶,代表了高温条件下的出熔结构.采用不同方法的二辉石温度计,估算出其麻粒岩相的温度为720～925℃.基性麻粒岩的微量及稀土元素分析显示其原岩的形成环境可能为大陆边缘环境.全岩及矿物的Sm-Nd等时线年龄为1791士37Ma,代表了麻粒岩相的变质时代.基性麻粒岩及其围岩的Nd模式年龄显示出这一地区可能有太古宙的地壳物质存在. 相似文献
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南阿尔金造山带是目前报道的具有最深俯冲记录的大陆超高压变质带,其内出露有高压-超高温麻粒岩,它们对深入理解大陆地壳岩石超深俯冲与折返过程具有重要意义.介绍了对南阿尔金巴什瓦克地区长英质麻粒岩和基性麻粒岩的岩相学、矿物化学、相平衡模拟及锆石U-Pb年代学研究成果.其中基性麻粒岩主要记录了深俯冲大陆地壳折返过程的变质演化:包括高压榴辉岩相、高压-超高温麻粒岩相、低压-超高温麻粒岩相及随后的近等压降温演化阶段;长英质麻粒岩除了记录与基性麻粒岩相似的折返过程外,还记录了从角闪岩相到超高压榴辉岩相的进变质演化过程.结合已有研究资料,确定超高压榴辉岩阶段峰期条件> 7~9 GPa和>1 000℃,可达到斯石英稳定域.锆石年代学显示两种岩石类型的原岩和变质年龄均分别在900 Ma和500 Ma左右.变质作用与年代学研究表明,南阿尔金大陆地壳岩石在早古生代发生超深俯冲至200~300 km后,折返至加厚地壳底部发生高压-超高温变质作用,随后被快速抬升至地壳浅部发生低压-超高温变质作用并经历迅速冷却. 相似文献
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南天山榆树沟麻粒岩相构造岩研究 总被引：11，自引：4，他引：7
榆树沟麻粒岩相构造岩宏观上呈糜棱岩带和糜棱岩化带产出,发育强烈流变叶理;微观上主要造岩矿物发育各种塑性变形显微构造。变形过程中同种造岩矿物的动态重结晶新晶与塑变残斑（残晶） 之间化学成分变化不明显, 表明在变形期间水活度低,以位错蠕变为主。该构造岩形成于深地壳麻粒岩相变质的晚期阶段,是地体在早期阶段于下地壳底部－上地幔顶部发生高压麻粒岩相变质作用后因构造抬升进入深地壳麻粒岩相环境下发生退变质和强烈韧性剪切变形的产物, 其形成后经历了快速的构造折返过程。 相似文献
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在内蒙古东部喀喇沁地区早中生代大营子闪长岩中首次发现基性麻粒岩捕虏体.初步研究表明它们不同于华北克拉通地表出露的前寒武纪麻粒岩.根据其主要造岩矿物斜方辉石、单斜辉石、黑云母及斜长石的电子探针分析结果, 重点研究了各主要造岩矿物的化学成分特点, 并讨论了麻粒岩捕虏体的变质作用温压条件.研究结果表明, 捕虏体岩石的变质作用已达麻粒岩相, 其变质作用条件约为850~900 ℃, 0.6~1.0 GPa.这些麻粒岩捕虏体反映了研究区早中生代下地壳的组成特点, 为恢复该区早中生代深部地壳结构提供了依据. 相似文献
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应用显微傅里叶变换红外光谱技术,对华北克拉通北缘汉诺坝地区的太古宙地体麻粒岩和新生代玄武岩中捕虏体麻粒岩(中生代底侵成因)的主要组成矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石和石榴子石)进行了详细分析.结果表明,无论是地体麻粒岩还是捕虏体麻粒岩,岩石中的主要组成矿物均含有结构水,主要以OH形式存在.同种产状麻粒岩的矿物水含量(H2O%)均存在较大的变化,而且都远远超出实验误差,表明下地壳内水的分布可能是不均一的.两种产状麻粒岩的矿物结构水含量有着显著的不同,地体麻粒岩中矿物的水含量是捕虏体麻粒岩的2倍以上.太古宙-古元古代形成的安徽女山新生代玄武岩中的捕虏体麻粒岩具有与汉诺坝太古宙地体麻粒岩相似的水含量范围,但明显高于汉诺坝中生代形成的捕虏体麻粒岩.由此看来,早期(太古宙-古元古代)下地壳的水含量要比中生代形成的下地壳高得多,这可能指示不同时代下地壳在形成机制和性质上的不同. 相似文献
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大陆下地壳高电导率的起源：矿物中的结构水 总被引：5，自引：1，他引：5
大地电磁学的测定结果显示，大陆下地壳可能具有异常高的电导率(10-4~10-2 S/m)。认识这种异常现象的起源，对于更好地理解地球内部的结构和一些典型的地质学过程具有重要的意义。虽然目前有多种机制试图对大陆下地壳高电导率现象进行解释，但是争论依然激烈，已有的模型(含水矿物模型、孔隙流体模型、颗粒边界石墨膜模型和正空穴电子对模型等)都不能提供令人信服的答案。对安徽女山下地壳麻粒岩包体中的主要组成矿物(斜长石、斜方辉石、单斜辉石)的Micro FTIR分析表明：这三种矿物普遍含有结构水，含量分别可以高至~1 700×10-6、~1 600×10-6和~2 400×10-6。麻粒岩中结构水的存在可能会对大陆下地壳的电导率分布产生重要的影响，从而可能为认识其起源提供一个新的解释方法。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(6)
为探讨中天山地块前寒武纪结晶基底组成及时代,进而制约天山造山早期地壳演化及构造归属,在野外调查基础上,结合岩石学、矿物学、矿物化学等手段,对新疆东部喀拉塔格地区(中天山地块东段)新发现的下地壳代表性岩石-麻粒岩进行了系统研究。结果表明,麻粒岩主要矿物组合为紫苏辉石+堇青石+黑云母+石英+斜长石;麻粒岩相变质发生于1899±32Ma(MSWD=2.4,error bars=2δ),原岩应形成于2354±23Ma(MSWD=1.2,error bars=2δ)。该麻粒岩为目前中天山地块有确切年龄依据的最老地质体,证实了中天山地块存在古元古代结晶基底并经历了古元古代晚期高温变质,为中天山地块基底组成与时代、与周缘地块对比研究提供了重要信息。 相似文献
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构成世界各大陆基底的前寒武纪高级变质区或称麻粒岩相区,是下部地壳的代表。它的研究不仅具有实际意义(赋存有大量矿产),而且具有极大的理论价值。因而对这一课题的研究已成为各国地质界的热门。当前,对这一领域的研究主要集中于以下几个方面:①前寒武纪麻粒岩相区以及下部地壳的性质及其组成;②麻粒岩相的形成条件和机制,温压条件测定方法的选择;③麻粒岩相区变质流体的性质及其作用;④下部地壳的地球化学研究;⑤麻粒岩相区地质学和岩石学研究及它们的动力学模拟(P-T-t轨迹)。 相似文献
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最近由澳大利亚新南威尔士大学应用地质系B.J.Hensen博士和苏联国家科学院实验矿物研究所L.Ya Aranovich博士牵头申请的IGCP 304项已获批准。该项目旨在通过对角闪岩相—麻粒岩相变质地体的综合研究来提高对大陆下地壳构造热历史的认识水平。研究工作将从四方面展开:不同时代不同成因高级变质地体的比较;建立与详细野外研究 相似文献
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麻粒岩的形成及其对大陆地壳演化的贡献 总被引：17，自引：17，他引：17
麻粒岩是地球中最重要的岩石类型之一，它的形成主要受地热条件的控制。麻粒岩的形成可以与大陆碰撞、大陆拉张以及大陆弧模式相联系。麻粒岩在某种程度上，还是下地壳的同义词。通过麻粒岩地体地及火山岩中麻粒岩捕虏体的研究，使人们对地球深部的物质组成和结构有了直接的了解。麻粒岩在陆壳的形成和演化中具有举足轻重的地位。陆核说、陆壳垂直增生或横向增生说，都以麻粒岩作为重要的岩石学依据。 相似文献
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该文概述了目前国外前寒武纪地质研究的热点和前沿:(1)地球早期地壳演化;(2)研究前寒武纪成矿怍用的新思路;(3)地球上最古老的矿物岩石年龄和前寒武纪同位素年代地质学;(4)大陆下地壳麻粒岩研究。在此基础上对我国前寒武纪地质研究提出了建议。 相似文献
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阿尔泰基性麻粒岩的发现：来自矿物学的证据 总被引：5，自引：10，他引：5
新疆北部阿尔泰造山带富蕴乌恰沟一带首次发现代表中、下地壳深变质作用的基性麻粒岩详细的野外和室内研究表明阿尔泰基性麻粒岩主要由粗粒和细粒的麻粒岩组成(SiO2含量为47．83～53．57％)。两者的矿物组合相近，为斜方辉石 单斜辉石 斜长石 角闪石 黑云母。角闪石和黑云母成分富镁，可能与岩石的成分富镁有关、基性麻粒岩的岩石地球化学成分显示其富Mg/(Mg Fe^2 )和亏损U，Th，K及Rb，而且其原岩为钙碱性玄武岩，是岛弧构造环境下形成的产物。矿物化学特征表明斜方辉石中Mg／(Mg Fe^2 )介于0．65～0．71之间，为紫苏辉石，具高MgO FeO，低Al2O3和Ca／(Ca Mg Fe)，而单斜辉石具低TiO2和Al2O3的特点，说明它们皆为变质成因。部分角闪石和褐色黑云母富钛，指示它们为高温下形成的产物。这些特征证实了上述岩石为基性麻粒岩。角闪石和黑云母氟和氯含量较低以及水速度较高，暗示其流体成分氟和氯在变质作用过程中不起主导作用。根据麻粒岩中矿物共生组合、期次和矿物温压计估算，麻粒岩形成的峰期和退变质温压条件分别为750～780℃，0．6～0．7GPa和590～620℃，0．23～0．37GPa，前者属高温中压条件，阿尔泰地区基性麻粒岩的发现为进一步研究阿尔泰地区深部下地壳的组成和结构以及深化阿尔泰地区、新疆北部甚至中亚地区大陆动力学过程和机制都具有重要意义。 相似文献
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含熔体差应力状态下中下地壳岩石的变形结构与物质迁移 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对辉长岩、麻粒岩、斜长角闪岩高温高压变形实验样品的研究,确立了含熔体差应力状态下中下地壳岩石共轭扇式变形模型的合理性,划分出垂直于轴向压应力定向和剪切定向两种变形组构。并通过对主要变形矿物、变形组构的识别,详细勾画了辉长岩、麻粒岩、斜长角闪岩3种典型中下地壳岩石的变形结构图式和变形机制。辉长岩为弥散带状变形结构,麻粒岩、斜长角闪岩为共轭扇式模型结构;中下地壳岩石的变形可能主要集中在流变性最强的一种或者几种组分上;变形集中化的过程,也往往是某些组分集中化的过程;变形不仅是造成岩石圈深部层次物化环境不均一性的重要因素,也是成矿的重要条件。 相似文献