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岩石学报 2005年第02期杂志 文档列表

苏鲁造山带超高压变质作用及其P-T-t轨迹257-270

摘要：基于超高压变质岩的岩石学,特别是超高压矿物生长成分环带、扩散环带和蚀变作用研究,综合前人的岩石学和年代学研究成果,提出苏鲁造山带超高压变质作用峰期发生在1000～1100℃和6～7 GPa条件下,俯冲深度相当于200km,形成年代为240～250 Ma.在此基础上,重塑了一个包括八期变质作用的P-T-t轨迹,揭示出超高压变质岩经历了三个不同的折返阶段,即从200 km到100km深度的快速折返阶段,抬升速率为5 km/Ma,冷却速率为10℃/Ma;从100km到30 km的快速折返,抬升速率为4km/Ma,或为近等温降压,或为缓慢降温的快速降压过程;从下地壳到近地表的缓慢折返阶段,抬升速率为1 km/Ma,但为快速降温过程,冷却速率可达20℃/Ma.

中国大陆科学钻探（CCSD）主孔石榴石橄榄岩中发现Fe2P合金矿物271-276

摘要：在东海大陆超深钻(CCSD)的钻孔橄榄岩岩屑(孔深603～683米深部)中,分离出的矿物有硅酸盐、氧化物、硫化物、碳化物、自然元素、金属互化物和合金,计50～60种矿物.多种特征表明其中有一些不寻常矿物,并且有些矿物具有球状外形,如自然铁、镍纹石、铁镍合金、磁铁矿等.本文报道通过成分和结构分析鉴定出的铁磷合金矿物(Fe2P),成分中含少量Cr,Ni和Co,成分均一,分子式为(Fe1.80Ni0.05Cr0.02)P.EDXD数据表明该矿物的晶系属六方晶系;格子类型为P;空间群为P62m;晶胞参数a=b=5.877A c=3.437A,a:c=1:0.5848.通过ICDD PDF-2x射线粉晶衍射数据库2004年公布的最新版本搜索查询,发现与人工合成的同种矿物Fe2P(ICDD 83-2337,Barringerite.syn)十分接近,类似的矿物已在陨石中发现(FeNi)P,故确定本文报道的铁磷合金(Fe2P)为地球上首次发现的天然合金矿物.其成因和形成条件的研究正在进行中.

中国大陆科学钻探主孔0～4500米变质岩石锆石中保存的超高压矿物包体277-292

摘要：中国大陆科学钻探主孔0～4500米的岩心主要由榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩、正片麻岩以及少量的超基性岩所组成.岩相学研究结果表明,榴辉岩的围岩普遍经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压变质的矿物组合已完全被后期退变质过程中角闪岩相矿物组合所替代.采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,发现主孔224件岩心中有121件(包括榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩和正片麻岩)样品的锆石中普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体,且不同岩石类型锆石中所保存的超高压矿物包体组合存在明显差异.(含多硅白云母)金红石石英榴辉岩锆石中保存的典型超高压包体矿物组合为柯石英+石榴石、柯石英+石榴石+绿辉石+金红石和柯石英+多硅白云母+磷灰石.黑云绿帘斜长角闪岩锆石中保存的超高压矿物组合为柯石英+石榴石+绿辉石、柯石英+石榴石+多硅白云母和柯石英+绿辉石+金红石,与榴辉岩所保存的超高压矿物组合十分相似,表明该类斜长角闪岩是由超高压榴辉岩在构造折返过程中退变质而成.在副片麻岩类岩石,如石榴绿帘黑云二长片麻岩锆石中,代表性的超高压包体矿物组合为柯石英+多硅白云母和柯石英+石榴石等;而在石榴黑云角闪钠长片麻岩锆石中,则保存柯石英+硬玉+石榴石+磷灰石、柯石英+硬玉+多硅白云母+磷灰石和柯石英+石榴石+磷灰石等超高压矿物包体.在正片麻岩锆石中,标志性的超高压矿物包体为柯石英、柯石英+多硅白云母、柯石英+蓝晶石+磷灰石和柯石英+蓝晶石+榍石等.此外,在南苏鲁东海至临沭一带的地表露头以及一系列卫星孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的标志性超高压矿物包体,表明在南苏鲁地区由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质(方圆＞5000 km2,厚度超过4.5 km)曾整体发生深俯�

苏鲁超高压变质带岗上石榴石橄榄岩岩体：中国大陆科学钻探卫星孔（CCSD-PP3钻孔）初步研究293-304

摘要：大陆科学钻探在江苏岗上超镁铁岩体上打了一个卫星孔(CCSD-PP3),孔深705 m,穿透428 m厚超镁铁岩体,其下主要为不同类型片麻岩及少量榴辉岩.该岩体产在苏鲁超高压变质带中,面积1370 x 700 m,上覆约10 m厚第四纪盖层.岩心柱可以粗分为4段,370 m上部超镁铁岩,50 m片麻岩夹榴辉岩,60 m下部超镁铁岩,225 m片麻岩类.榴辉岩夹在片麻岩中,片麻岩有正、副之分.榴辉岩石榴石中发现柯石英假象,表明岩石经历超高压变质作用.超镁铁岩主要岩性为纯橄岩和含石榴石纯橄岩,含石榴石纯橄岩出现3层,总厚度仅90 m,与不含石榴石的纯橄岩无截然界线.岩相学研究观测到石榴石中保留橄榄石、单斜辉石和尖晶石等超高压变质之前的矿物组合,以及退变质矿物替代石榴石的现象.岩石化学成分总体变化小,SiO2 42.17～44.79,平均43.78;MgO 46.35～48.98,平均47.42,Mg#值(=Mg/(Mg+Fe)×100)为91.89～92.75,平均92.4,属于高Mg型;Al2O3和CaO丰度低,分别为0.66～0.27,平均0.43,和0.01～0.35,平均0.13;REE总量较原始地幔亏损,但LREE相对HREE富集.结合矿物组合特征,说明这套岩石属亏损型,但可能经历了流体热液的改造;纯橄岩和含石榴石纯橄岩成分的一致型,说明后者是前者经变质改造形成.SHRIMP U-Pb定年测得含石榴石纯榄岩中锆石存在两组年龄,超高压变质阶段新形成的锆石时代为240±2.7Ma,核部残留岩浆锆石给出726±56 Ma.前者与区域上超高压变质年龄十分吻合,后者与大别-苏鲁区域上新元古代大规模花岗质岩浆侵位时代.岗上超镁铁岩体可能记录了早期侵位到地壳,在陆陆俯冲碰撞阶段被俯冲岩片带入到柯石英形成深度,以及随岩片折返到地表的整个历史.

中国大陆科学钻探工程主孔2000～3000米正、副片麻岩的地球化学性质及其成因机制305-324

摘要：中国大陆科学钻探工程主孔(CCSD-MH)2000.0～3000.0米深度范围内出露的岩心以正、副片麻岩为主,夹有薄层榴辉岩和斜长角闪岩等.地球化学研究结果表明,主孔2000.0～3000.0米之间的正片麻岩SiO2含量普遍偏高,为73.26%～78.17%之间,平均值76.40%;Al2O3含量为11.30%～13.66%.TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO含量则明显偏低,其中Fe2O3总量为0.39%～1.71%,FeO=0.20%～1.49%,MgO=0.01%～0.06%.CaO含量为0.19～1.41%,Na2O和K2O含量分别为3.38%～5.35%和1.31%～4.87%.正片麻岩的稀土元素和微量元素配分模式可分为三种类型.第一类表现出较强的轻、重稀土元素分馏,具有中等的负Eu异常,Eu/Eu*=0.39～0.64;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图表现出强烈富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Th)的特点,显示明显的正Ba异常,Ba/Ba*=1.09～2.34,高场强元素Ti、Nb和Ta呈明显的负异常.第二类正片麻岩具有明显的负Eu异常,Eu/Eu*=0.39～0.41,稀土元素配分曲线具有明显右倾斜的特点,轻稀土元素明显富集,而重稀土元素明显亏损;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图与第一类正片麻岩比较相似,但却具有中等的负Ba异常,Ba/Ba*=0.57～0.67.第三类正片麻岩主要为含磁铁矿二长花岗质片麻岩,稀土元素球粒陨石标准化曲线呈"V"字型特点,具有异常强烈的负Eu异常,Eu/Eu*普遍低于0.11;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图显示出强烈富集大离子亲石元素(K、Rb、Th)的特点,具有异常强烈的负Ba异常,Ba/Ba*=0.03～0.21.2000.0～3000.0米深度范围内的正片麻岩具有多成因的特点,部分正片麻岩具有A型花岗岩的地球化学特征,反映它们有可能形成于板内的构造环境;而另一部分的原岩则可能形成于陆缘火山弧的构造环境.主孔2000.0～3000.0米深度范围内副片麻岩SiO2含量明显低于正片麻岩,Al2O3、Fe2O3+FeO、MgO和CaO含量则明显偏高,而Na2O和K2O含量则与正片麻岩大体相当.其中SiO2含量为64.21%～74.12%;Al2O3�

中国大陆科学钻探工程主孔（734～933m）榴辉岩和片麻岩元素及Sr-Nd同位素地球化学研究325-338

摘要：对中国大陆科学钻探工程主孔两段榴辉岩与片麻岩互层的岩芯样品(Ⅰ:734.21～737.16m和Ⅱ:929.67～932.86m)分别进行了主要元素和微量元素以及Sr-Nd同位素分析.结果表明:(1)榴辉岩具有较大的成分变化范围(SiO2含量为46.8%～59.8%),表现出平坦或轻稀土(LREE)富集的分布模式和大离子亲石元素(LILE)富集或亏损以及Nb、Ta负异常特征.部分榴辉岩样品具有明显低的活动性元素(Rb、Ba和K)含量,指示了板块俯冲过程中的脱水变质效应;(2)两段岩芯中的片麻岩具有明显不同的主量和微量元素组成,其中第Ⅰ段具有相对较低的SiO2含量(61.3%～66.2%)和高的重稀土(HREE)含量,而第Ⅱ段具有明显偏高的SiO2含量(73.8%～74.1%)和低的HREE含量.但两段均表现出LREE富集和Eu负异常以及LILE富集和高场强元素(Nb、Ta、Ti)负异常特征;(3)榴辉岩和第Ⅰ段岩芯中的片麻岩具有相近的且偏高的εNd(750Ma)值(-3.6～+0.5),而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩具有明显偏低的εNd(750Ma)值(-8.7).部分片麻岩样品表现出较高的87Sr/86Sr比值(0.7070)和非常低的Rb/Sr比值(0.008),指示岩石Rb-Sr同位素体系受到了变质扰动.非活动性元素如Zr、Hf、Nb、Ta、Ti、Y、REE和Ti在脱水变质过程中没有受到明显扰动,因此可用于恢复榴辉岩和片麻岩的原岩性质及其形成的大地构造背景.根据分析样品的元素和Nd同位素特点,推测榴辉岩原岩具有板内玄武岩性质,第Ⅰ段岩芯中的片麻岩原岩为玄武质岩浆上升过程中同化地壳物质形成的中性岩,而第Ⅱ段岩芯中的片麻岩原岩为地壳物质重熔形成的酸性岩.因此,深钻榴辉岩和片麻岩原岩为新元古代华南陆块北缘裂谷构造带双峰式岩浆活动的产物,在岩浆侵位过程中经历了高温大气降水热液蚀变.

CCSD主孔高Ti榴辉岩非耦合的高Ti、低Nb（Zr）特征：对玄武质岩浆房中磁铁矿分离结晶作用的指示339-346

摘要：利用XRF和HR-ICP-MS对中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔＜700m深度高Ti榴辉岩进行了准确分析研究.结果表明高Ti榴辉岩以TFeO和Eu异常之间的相关性及非耦合的高TiO2(2.4～5.7%)、低Nb(＜5.5μg/g)和Zr(＜98μg/g)为特征.而且,这些榴辉岩的TiO2、V和TFeO之间正相关.高场强元素(Ti、Nb、Zr等)在不同矿物和玄武岩/安山岩熔体之间的分配系数研究表明,高Ti和低Nb、Zr之间的非耦合变化必须有磁铁矿结晶作用的参与才能够出现.斜长石的密度(p=2.61～2.76g/cm3)低于正常玄武岩熔体(p=2.8～3.0g/cm3),因此玄武岩岩浆房中结晶出的斜长石在岩浆演化早期不会和熔体分离而形成堆晶岩.磁铁矿的密度(p=5.1～5.2g/cm3)远远高于玄武岩熔体.磁铁矿的结晶分离会显著降低玄武岩熔体的局部密度而诱发斜长石晶体分离下沉并形成富集斜长石的高Fe堆晶岩.这种机制很好地解释了高Ti榴辉岩所具有的TFeO和Eu异常之间的相关性及非耦合的高TiO2(2.4～5.7%)、低Nb(＜5.5μg/g)和Zr(＜98μg/g)特征.本文研究表明在CCSD中的高Ti榴辉岩原岩应是由同一玄武岩岩浆房中富磁铁矿结晶作用形成的堆晶岩.高Ti榴辉岩的Ti矿化本质上源于磁铁矿结晶作用,而与其经历的超高压变质作用无关.

超高压变质大理岩中的白云石分解结构：大陆地壳物质深循环的新证据347-354

摘要：苏鲁超高压变质地体中产出的与柯石英榴辉岩共生的大理岩发生了不同程度的退变,根据退变程度差异识别出三类大理岩:菱镁矿大理岩(弱退变)、滑石大理岩(中等退变)和透闪石大理岩(强烈退变).菱镁矿大理岩的稳定矿物组合是单斜辉石+白云石+方解石,菱镁矿仅仅在方解石中与方解石集合体镶嵌共存.单斜辉石发育出溶结构且局部形成由角闪石和钠长石组成的后成合晶.另外两类大理岩不含菱镁矿,但含滑石和/或透闪石.在菱镁矿大理岩中观察到白云石的分解反应:(Mg,Ca)(CO3)2=MgCO3+CaCO3,说明这些大理岩是大陆地壳物质俯冲到地幔＞180 km(甚至超过210 km)后返回到地表的产物.所观察到的白云石分解反应表明,苏鲁地区大陆地壳物质在所谓的'地幔禁区'俯冲,俯冲的温度增加梯度可能为～4.2℃/km.大陆地壳物质以如此低的温度梯度俯冲意味着非常高的俯冲速度.如此深循环的大陆地壳物质同时也经历了非常快的折返过程.这是白云石分解结构这种标志超高压条件下进变质反应阶段的证据得到保存的重要原因.

中国大陆科学钻探工程主孔0～2000米斜长片麻岩的地球化学性质及成因研究355-368

摘要：在苏鲁-大别山造山带内,黑云斜长片麻岩习惯被称为副片麻岩,它也是中国大陆科学钻探工程主孔岩芯中一种重要岩石类型,不仅构成了孔深738～1113 m之间斜长片麻岩岩性段的主体,在其它岩性段也有少量以"夹层"的形式产出.其中除少数斜长片麻岩可能是由榴辉岩经斜长角闪岩退变而来或由含泥质的沉积岩变质而来外,绝大多数斜长片麻岩的地球化学特征与现残存的扬子地台北缘晚元古代双峰式火山岩的酸性端元非常相似,指示它们的原岩可能类似于这些酸性火山碎屑岩-凝灰岩.斜长片麻岩中不同元素之间的相关性差别很大,这主要与超高压变质及随后的退变质过程中元素间活性的差异有关.其中SiO2、TiO2、Al2O3、FeO*、CaO、Cr、Ni、V、Co、Fe、Mn、Cu、Zn、Sc等与MgO具明显相关性,它们与MgO一样属不活泼元素.重稀土元素及Y也属于不活泼元素.而K2O、Pb、Rb、Ba、U、Th等大离子亲石元素与MgO之间没有任何相关性,这些元素属活泼元素.Na2O、Sr、Nb、Ta、Zr、Hf等则介于两类之间,可视为准不活泼元素.LREE虽然有一定的活性,但即使是超高压变质作用,也没有从根本上改变稀土元素的分配模式,仍可有效地应用于对原岩性质的恢复.对比研究表明,斜长片麻岩与花岗片麻岩在地球化学性质上存在着明显的差异,其中前者的MgO、TiO2、CaO以及过渡元素的含量明显偏高,尤以低的K2O/Na2O和Rb/Sr比而明显不同于花岗片麻岩.此外,与花岗片麻岩强烈的负Eu异常(δEu=0.21～0.26)和Ba负异常不同,斜长片麻岩中Eu负异常的程度相对较弱(δEu大于0.5),且总体表现为Ba正异常.绝大多数"副片麻岩"和花岗片麻岩(＞90%)可以根据全岩的地球化学特征加以有效区分.

大陆科学钻探CCSD-PP3钻孔超镁铁岩岩石学和矿物学特征及其意义369-380

摘要：PP3超镁铁岩在钻孔中出露厚度达480米,包括纯橄岩、石榴橄榄岩和闪石化金云母橄榄岩等岩石类型.岩石主要组成矿物橄榄石、铬尖晶石、石榴子石、单斜辉石和斜方辉石等.橄榄石为镁橄榄石(Fo在88.7～93.1之间),SiO2含量在38.8wt.%～42.4wt.%;石榴子石为钙饱和的镁铝榴石(Py65.945Alm18.095Uv7.518Gr4.695And3.605Sp0.142),MgO含量在16.77wt.%～20.04wt.%,CaO含量在5.4到6.4fwt.%之间,Cr2O3含量在0.3到3.3wt.%,FeO含量在2.48wt.%～11.78wt.%,TiO2含量小于0.04wt.%,代表早期矿物组合;两类斜方辉石的成分都为顽火辉石(Opx Ⅰ:En91.86Fs7.80Wo0.34,OpxⅡ:En91.83Fs7.91Wo0.21Ac0.06).斜方辉石Mg#(Mg/(Mg+Fe)×100)在91.7～92.5间,Cr2O3含量低于0.32wt.%,CaO含量在0.102～0.199wt.%间,Al2O3含量为0.32～1.06wt.%,均值在0.72wt.%;单斜辉石可分为早期透辉石(Wo45.98En47.89Fs2.73Ac3.39)和晚期顽透辉石(Wo27.61En68.78Fs2.27Ac1.34)两种.铬尖晶石的Cr#(Cr+(Cr+Mg)×100)从51到89变化,TiO2和MnO2含量分别低于0.26wt%和0.46wt%.橄榄石、铬尖晶石和单斜辉石等矿物组合表现为3～4期次的特点.

中国大陆科学钻探主孔榴辉岩类岩石退变质过程——对超高压变质地体隆升的启示381-388

摘要：中国大陆科学钻探的实施,揭示了深俯冲陆壳的三维结构.超高压变质岩的岩相学详细观察,发现榴辉岩类岩石占0～2000米岩心的60%.大多数榴辉岩的原岩具有长期居留地壳的历史,但是分布在607～783米附近的石榴单斜辉石岩,在成因上与石榴橄榄岩关系密切.从矿物成分,岩石化学特征上看他们构成超镁铁-镁铁质的岩浆杂岩,是俯冲过程中,地幔物质加入于深俯冲的岩片并一起遭受超高压变质作用. 榴辉岩质的片麻岩,部分相当于所谓的副片麻岩,在主孔也占一定的地位.实际是中酸性成分的火成岩超高压变质的产物.花岗质片麻岩有多种类型,根据其中所夹的角闪黑云片岩残留体看来大部分应属角闪黑云斜长片麻岩选择性部分熔融的产物.榴辉岩类的变质演化可分为3个阶段.第一阶段(M1约230～240 Ma)是超高压变质的峰期,其证据是石榴石、绿辉石、金红石中均发现柯石英的微粒包裹物,石榴橄榄岩中的钛斜硅镁石是其超高压变质历史的见证.第二阶段(M2,226～219Ma)早期退变质阶段,超高压变质岩退变为高压榴辉岩相和角闪岩相岩石,冠状体和后成合晶的生长是此阶段的标志,这些特征性结构反应了岩石的不平衡和再平衡的历史,说明了超高压变质地体的快速隆升.后来(219～180Ma)超高压变质地体长期处于中下地壳,在流体影响下,榴辉岩质片麻岩退变成的黑云角闪斜长片麻岩及绿帘黑云(角闪)片麻岩,他们经选择性部分熔融或经超临界流体的K交代作用转变为黑云角闪二长片麻岩(即所谓正片麻岩).其中多含有铈褐帘石,成分环带明显,La/Ce=0.42～0.72,且边沿均有绿帘石的边,代表后期叠加的绿帘钠长角闪岩相退变质.第三阶段(M3:170～180Ma)以糜棱岩和构造角砾岩的出现为特征,代表与二次隆升的脆韧性脆性变形的过渡,这些构造岩的基质普遍发育绿泥石、阳起石和方解石,说明了�

南苏鲁芝麻房石榴石橄榄岩中橄榄石的“C”类组构及其形成条件探讨389-397

摘要：上地幔地震的各向异性主要归因于橄榄石的优选方位,不同的橄榄石优选方位模式可以作为上地幔不同动力学作用的指示剂.不同应力和含水量条件下的高温变形实验已经确定出五类橄榄石组构模式('A'型、'B'型、'C'型、'D'型和'E'型).本文运用电子背散射(EBSD)技术对来自苏鲁超高压变质带南部的芝麻房石榴石橄榄岩的橄榄石进行了优选方位测定,不同变形程度的橄榄石均显示了[100]轴近垂直于面理和[001]轴行于线理的特征,为'C'类组构模式,可见组构类型与变形程度没有关系,并且橄榄石组构所显示的NW向SE的剪切指向,与围岩-正、副片麻岩中形成于折返过程的石英优选方位所显示的SE向NW的剪切指向完全不同,说明芝麻房石榴石橄榄岩中橄榄石的'C'类组构是折返前形成的.结合橄榄石结构水的测量和已有的芝麻房石榴石橄榄岩形成的温压条件,推测该组构形成于含水俯冲带中,认为芝麻房石榴石橄榄岩的原岩来自于高含水的上部地幔楔碎块,与俯冲的陆壳物质一起经历了超高压变质作用并最终折返至地表.

超高压榴辉岩中金红石的纳米级微构造特征及成因机制探讨399-404

摘要：本文应用透射电子显微镜(TEM)详细研究了,中国苏鲁毛北地区金红石榴辉岩中金红石的超微构造特征.在该金红石榴辉岩中发育有两种不同类型的金红石晶体.第一种类型的金红石(Rt(A))与石榴石和绿辉石共生,其晶体内部发育有极密集的晶体缺陷,调制结构和变形双晶.变形双晶面分别为(100)和(010).表明该类金红石晶体曾遭受过强烈的应力作用,推测它们可能是在大陆板块俯冲或折返过程中形成中发育的.而另一类金红石(Rt(B))存在于石榴石和绿辉石晶体中的包体,其晶格十分完整,没有变形痕迹.可能是由于该类金红石寄主于较大颗粒的石榴石或绿辉石晶体中,在大陆板块俯冲或折返过程中因受到寄住主晶的保护,没有发生晶格畸变.

磷灰石中磁黄铁矿出溶结构的发现405-410

摘要：中国东部苏鲁地区(江苏赣榆)出露大理岩-榴辉岩块体,其菱镁矿大理岩中保存的白云石分解结构表明地壳物质俯冲深度达到～200公里.在与该大理岩共生的榴辉岩中,我们发现了磷灰石的磁黄铁矿出溶结构.磷灰石是该榴辉岩的主要副矿物,其自形程度较高,与石榴石共生.样品中几乎所有磷灰石均发育出溶结构,至少存在两组相互垂直的出溶棒,它们各自严格沿同一个方向分布.出溶棒形状规则,宽度相近(＜1μm),但长度变化大(5～50μm).利用高分辨能谱仪测定其能谱,结果表明,出溶棒主要由Fe和S两种元素组成,但不能准确地确定其Fe/S比值.我们把这种出溶棒初步确定为磁黄铁矿(Fe1-xS).磷灰石由于含大量稀土元素和挥发性组分如OH、F、Cl等以及我们所观察到的S,它的深循环因此可能对地球的水、硫以及其它挥发性组分的全球平衡具有重要影响.本文报道的磷灰石中磁黄铁矿出溶结构为深入探讨这个基本科学问题提供了一个新的突破口.

两类榴辉岩的石榴石变形特征差异——来自TEM研究的证据411-420

摘要：大陆碰撞造山带中超高压榴辉岩从变形程度上通常可以分为面理化榴辉岩和块状榴辉岩两类.本文利用透射电子显微镜对中国大陆科学钻探主孔岩心中面理化榴辉岩和块状榴辉岩的石榴石变形特征进行了比较研究.结果表明:(1)面理化榴辉岩中石榴石的位错密度比块状榴辉岩中石榴石的位错密度高大约3个数量级,位错密度达1.2×1010/cm2.并且有水分子团与高密度位错共存,表明主导石榴石发生强烈塑性变形的机制为水弱化的位错滑移.(2)块状榴辉岩中石榴石的位错密度低,没有观察到水分子团,虽然在局部发现有位错网,但总体上仍呈刚性.(3)两类榴辉岩的石榴石中占主导地位的位错滑移系都是1/2〈111〉{110},其次为〈100〉{010}.本文对变形石榴石晶体中水的赋存状态、水弱化机制及变形石榴石形态优选方位与晶格优选方位不协调问题进行了讨论:(1)水在石榴石晶体中有三种可能赋存状态:第一种是吸附于位错管道中的极化水分子;第二种是通过晶体表面以及位错管道扩散进入晶格的间隙水分子;第三种是以4OH-替代SiO4-4形式的结构水.(2)石榴石水弱化机制有两种可能:一种是水弱化促进的位错滑移机制,在面理化榴辉岩石榴石的塑性变形中起主导作用;另一种是水弱化促进的扩散和颗粒边界滑移机制,在面理化榴辉岩石榴石的塑性变形中只起次要作用.(3)变形石榴石不产生明显的LPO是由其晶体结构本身特征所决定的,并不能排除其主导变形机制仍然是位错滑移的可能性.

中国大陆科学钻探主孔钻孔崩落与现场应力状态的确定421-426

摘要：中国大陆科学钻探主钻孔在1200m深度以下出现了钻孔崩落现象,我们在1200m至2015m的范围内采集了82个钻孔成像测井图象资料.对钻孔崩落长轴方位进行了方向统计,结果表明近似对称的崩落平均方位为324.8°±3.3°,对应的平均最大水平主应力方位为54.8°±3.3°.利用崩落形状要素(崩落深度和崩落宽度)以及岩石力学实验确定的岩石内聚力和摩擦系数,计算了1269m、1500m、2000m等16个深度上的最大和最小水平主应力的大小.根据岩石密度测井资料计算了各个深度上静负载应力.三个主应力的大小和方向反映出主钻孔位置的应力场处于走滑应力状态,与地震震源机制解得到的走滑应力场一致.

岩石密度和超高压岩石折返速率427-437

摘要：在常温常压条件下对中国大陆科学钻CCSD主孔100～3000米岩心样品进行了密度测量,建立了密度连续剖面,并界定了不同超高压岩石的密度值.通过对比高温高压物性实验资料,岩石密度随着退变程度增强而降低,榴辉岩密度变化序列为3.52g/cm3 3.49g/cm3→3.07g/cm3→2.93g/cm3.超高压长英质岩石密度变化序列为3.00g/cm3 2.80g/cm3→2.65g/cm3.上述实验资料是讨论不同折返阶段岩石所受浮力的基础,为研究折返速率大小提供了基本参数.本文通过折返板块运动平衡时,上浮力与粘滞力平衡这一关系式,定量研究了大陆俯冲板块的折返速率,认为密度差产生上浮力从而引起折返,温度对板块折返速率的影响最为显著;密度差大小、折返角度、折返板块大小对折返速率也有直接的影响.定量模拟分析表明,在温度高于850℃时,板块的折返速率可以超过100mm/a;当温度降至700℃时,折返速率则低于1.5mm/a.作者认为在折返早期,温度较高,板块快速折返至60～70km榴辉岩相深度;随着传导散热,温度降低,板块以较慢的速率折返至中下地壳.折返速率的估算表明,浮力是板块折返第一阶段(从＞100km深部折返至＜40km的中下地壳)的主要驱动力.

2005年全国岩石学与地球动力学研讨会（一号通知）438-438

摘要：岩石学及其地球动力学过程是地球科学研究的基础，随着新的高精度测试手段的应用以及理论研究的深入，并与构造地质学、地球化学和地球物理学密切交叉融合，这一传统的学科已成为目前固体地球科学研究中最为活跃的领域之一。经商定，“2005年全国岩石学与地球动力学研讨会”将于2005年11月在浙江省杭州市举行。本次会议的目的是继续为从事岩石学与地球动力学研究的同行提供一个宽松的交流与讨论问题的平台，展示其最新的研究成果，并在会前与期间开展一些热点领域的讲座和研讨，希望会议能够得到地学界同行的积极支持和参与。