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安徽天柱山地質公園地質遺跡類型及綜合評價 _上海地質SHANGHAIGEOLOGY
安徽天柱山地質公園地質遺跡類型及綜合評價 吳維平,柏林,鄭炎貴,黃江華,夏吉侃3 王晨東3 章雲中, 余國勝.,吳方慶.,徐小三.,吳躍東,儲東如,汪德華 (1.安徽省地質調查院,安徽合肥230001;2 安徽省地質學會,安徽合肥 230001; 3.天柱山國家地質公園管理委員會.安徽潛山234300) 摘要:天柱山地質公園位於安徽省安慶市境內,面積約 413.14kin.公園內舉世聞名的超高壓變質帶,郯廬斷裂 帶,獨具特色的花崗岩地貌,豐富多彩的水文地質遺跡,產出多樣的古新世哺乳類動物化石等,極具典型性, 稀有性與自然完整性,這些地質遺跡集中反映了 20 億年以來天柱山地區地質演化歷史,被公認為大陸動力 學的天然實驗室. 關鍵詞:天柱山;地質公園;地質遺跡 中 圖 分 類 號 :P931 文 獻 標 識 碼 :A 文 章 編號:1004—230X(2010)S1—0048—05 0 引言 天柱山地質公園位於華北,揚子兩大板塊之間大別 造山帶的東段,郯廬斷裂帶的南段.以郯廬斷裂為界,北 西側不僅出露聞名全球的大別山超高壓變質帶,而且還 發育中生代花崗岩,東側出露中生代火山岩系以及新生 代陸相沉積岩系. 大別山超高壓變質帶以發育含柯石英,金剛石榴輝 岩ll】,含柯石英硬玉石英岩[41 為特徵,超高壓變質作用時 代為印支期(226±2Ma)舊,因此,它們是三疊紀揚子板塊 與華北板塊碰撞,揚子板塊陸殼基底俯沖到地幔深度的 變質產物.此外,超高壓變質帶中還發育大量新元古代 侵入岩,現已經變質為二長花崗質片麻岩,其形成時代 均為700~800Ma 之間,為Rodinia 超大陸裂解的產物. 研究表明,它們也經歷了印支期220Ma 的超高壓變質作 用. 公園主景區岩石為花崗岩類,岩石類型為石英二長 岩,黑雲母(--長)花崗岩,其岩石化學成分為鈣鹼性岩漿 系列,岩漿來源於三疊紀揚子陸塊俯沖產生的加厚地殼, 形成深度為35~55km,成岩溫度集中在700%~800℃ 之問.形成機制可能與大陸碰撞造山帶在早白堊世發生 構造垮塌和地幔熱擾動所引起的部分熔融有關.花崗岩 中先後獲得鋯石u—Pb 年齡為127±8Ma,129±20Ma ~ 1314-2Mat 砌,屬早白堊世岩漿活動產物. 中生代火山岩分布在郯廬斷裂帶中,新生代陸相沉 積岩中產有大量的哺乳動物化石. 收稿日期:2010—10—21 作者簡介:吳維平(1957 一),男,教授級高級工程師. 聯系電話:O55—14658252;電子郵箱:[email protected] 48I2010 年(第31 卷)增刊 公園位於北西向的水吼~五河韌性剪切帶與北東 向郯一廬斷裂帶的交匯部位,斷裂構造發育.早期以北 西向韌性剪切帶為主,晚期以北東,北北東向脆性斷裂 為主,其中花崗岩體中的節理構造尤為發育,有近東西 向,近南北向,北東向,北西向,有垂直節理,水平節理和 斜節理,有岩漿冷卻凝結時形成的原生張節理,有岩體 凝固後受動力作用形成的次生節理和溫差重力滑動等 作用形成的表生節理.上述脆性斷裂構造是天柱山花崗 岩地貌景觀的重要的成景控制構造. 1 地質遺跡類型及特徵 地質公園范圍內保存有豐富的地質遺跡(表1),其 中主要地質遺跡類型有:花崗岩地貌,水文地質,超高壓 變質帶,古生物化石等. 1.1 獨具特色的花崗岩地貌遺跡 天柱山幾乎包羅了世界上所有的花崗岩風景區的 地貌景觀,奇峰,怪石,洞穴,峽谷等勝景主要分布在天 柱山主峰景區,馬祖庵景區,虎頭崖景區等.尤以花崗岩 崩塌及崩塌堆疊形成的神秘谷洞地貌景觀典型獨特,堪 稱世界一絕. 花崗岩奇峰:天柱山海拔千米以上的花崗岩奇峰 47 座,組成氣勢磅礴的連綿峰巒.其中天柱峰海拔 1489.8m,主峰拔地而起,突兀眾山之上,直插雲霄,勢如 「中天一柱」,五指峰,天獅峰,迎真峰,覆盆峰等在雲遮 霧繞中形成了」峰叢」奇觀.根據花崗岩奇峰形態的不 同,可分為四類:柱狀峰,脊狀峰,穹狀峰,錐狀峰. 花崗岩怪石:在雄偉峻峭的天柱山峰林與峰叢中, 怪石嶙峋,形態各異,惟妙惟肖,星羅棋布,冠名奇石多 SHANGHAIGEOLOGY 上海地質_ 表1 天柱山地質公園地質遺跡分類表 e 達200 余處.如南關的天柱猿,金雞唱晚,神龜探海,象 鼻石等形象逼真;西關的皖公神像,太白觀海,鸚哥起 舞;東關的雙獅戲球,鼓槌石,蜒蚰爬壁,鵲橋橫空,虎頭 崖上的蘑菇石,船形石,無量壽塔石;馬祖庵景區的豬頭 石,霹靂石等等,不勝枚舉.按照其成因,可分為四種類 型:風化剝蝕型,崩塌型,崩塌堆積型,滾石型. 花崗岩洞穴:天柱山共有知名洞府53 處,且多聚集 千米以上的主峰景區.其成因或沿花崗岩節理,裂隙風 化侵蝕而成,或為水流侵蝕,潛蝕而成,多數為峰巔崩塌 的岩石疊壘於峽谷而成.公園中,最具特色的莫過於神 秘谷,以規模最大,結構最為奇特著稱,被譽為」中國花 崗岩洞第一秘府」,為天柱山奇勝之一.全長1000 余米, 落差100 余米.大洞四處,龍宮,迷宮,天宮,逍遙宮;危 洞幽深,洞套洞,洞疊洞,如口廊九曲,樓台層壘.道家視 此為福地洞天,稱之為司玄洞府. 峽谷:天柱山地質公園山勢險要,由近東西向,近南 北向和北東向的斷層,節理形成的峽谷和懸崖較多,高 下逼仄,雄偉壯觀,如小天門,大天門,千丈崖等. 1_2 豐富多彩的水文地質遺跡 天柱山西南有潛水,東北有皖河,形成獨特的」兩河 夾一山」的格局,水文地質資源豐富多彩,有瀑布,井潭, 溪泉,河湖,沙灘等景觀. 瀑布:著名者有20 瀑.」飄雲瀑」,是全山最高的瀑 布,海拔約1100m;」雪崖瀑」寬約10m,落差40 余米,是 天柱山最佳瀑布之一.」激水瀑」,青龍澗水至此飛流直 下,聲若巨雷,數里之外,即聞其聲.九井河瀑布群,九大 瀑布相接相續,姿態各異,美不勝收. 潭:為花崗岩溝谷內流水淘蝕形成大小不一的橢圓 狀,葫蘆狀或洞窟狀的深水潭. 泉:天柱山19 泉,如飛來泉,飛龍泉,山谷泉,鐵心 泉,九曲泉,幽澗泉,梁公泉,摩圍泉,卓錫泉等,泉水清 澄,終年不涸. 澗溪:多是流水沿構造破碎帶侵蝕而成山中澗溪. 主要有:潺潺溪,石牛溪,飛來澗,青龍澗,幽澗,東關澗, 皖澗等等.皖澗全長5km,岸崖陡險,松蔭蔽谷,竹海生 風,澗水激流奔騰. 1.3 舉世聞名的超高壓變質帶 1.3.1 超高壓變質岩 (1)榴輝岩 榴輝岩是碧溪嶺一新店一牌樓超高壓變質帶的特 征岩石,岩性有榴輝岩,含金剛石榴輝岩,含柯石英(或 其假象)榴輝岩等.其中含金剛石榴輝岩(潛山新店)最具 代表性.金剛石呈微粒包體出現在超高壓榴輝岩的石榴 石之中,並有金紅石,柯石英,鋯石等包體礦物與之共 2010 年(第31 卷)增刊』49 _上海地質SHANGHAIGEOLOGY 生,其形成條件為:P>4.0GPa,T>900%.柯石英及其假像 在超高壓榴輝岩的石榴石,綠輝石中以包體出現,含柯 石英榴輝岩的形成條件為:P=2.6~2.8GPa,T=630~ 780℃.根據圍岩類型,可將榴輝岩分為3 類,即片麻岩 中的榴輝岩,大理岩中的榴輝岩及與超鎂鐵質岩共生的 榴輝岩. f2)Z,fZ 玉石英岩 硬玉石英岩主要分布在潛山野寨,韓長沖,橫沖,五 廟,岳西碧溪嶺,五河等地,長達30kin,是全球出露面積 的最大的硬玉石英岩帶.硬玉石英岩主要由硬玉,石英, 石榴石及金紅石組成.在石榴石及硬玉中都有柯石英及 其假象,表明它們也經過超高壓榴輝岩相變質作用,其 變質途徑和與之共生的榴輝岩一致l111.石英硬玉岩的岩 石化學及稀土元素特徵表明它們是一種富鈉的雜砂岩. (3)石榴橄欖岩 石榴橄欖岩主要分布在碧溪嶺,呈層狀或脈狀產出 在榴輝岩中,園區范圍內出露20 條,主體呈北東向,少 數呈北西向.在石榴橄欖岩中有榴輝岩的包體.石榴橄 欖岩深灰色,塊狀,緻密.發育不同程度的蛇紋岩化.岩 石細粒粒狀變晶結構,主要礦物為橄欖石+斜方輝石+ 單斜輝石+石榴石及次生的蛇紋石.橄欖石55%,單斜 輝石20%,石榴子石20%,磁鐵礦少量. 1.4 產出豐富的古近世哺乳類動物化石 古生物化石主要發現於古新統望虎墩組,痘姆組, 其中尤以產出豐富的哺乳動物化石為特色.園區內20 多個地點發現了50 余種脊椎動物化石,包括11 種爬行 動物,1 種鳥類和42 種哺乳動物.在這些化石中,以」東 方」命名的有3 種:東方曉鼠,東方翼獸,東方祖鼬;以 「中國」命名的有2 種:原始中國柱齒獸,中國飛蜥;以 「大別山」,」安徽」命名的有10 種,以」潛山」及潛山地名 命名的有17 種.公園內發現的哺乳動物化石中有相當 數量的亞洲獨有類群,如獸科,假古蝟科,麗科,寬臼獸 科,模鼠兔科等.另外還有一些與已經滅絕的古老類群 起源有關的種類,如潛水本愛獸(Benaiusqianshuiensis WangetJin,2004)等.以高脊獸ltilambda)和大別古脊 齒獸rchaeolambdatabiensisHuang,1977)為代表的古 老有蹄類也頗為繁盛.除了哺乳動物之外,懷寧始猛鱷 (EoalligatorhuiningensisYoung,1983)被認為與現生的揚 子鱷有較近的親緣關系,可能代表了揚子鱷的祖先類 型.李氏皖水雞(WanshuinaliiHou,1994)是世界上為數 極少的古新世鳥類之一,是已知鶴形目秧雞亞目的最早 代表,也是鶴形目唯一的古新世代表.這些化石的發現, 為世界古新世哺乳動物群研究增添了新的內容,大大地 50l2010 年(第31 卷)增刊 豐富了人們對新生代初期哺乳動物發展歷史的認識. 2 地質遺跡綜合評價 2.1 科學價值 公園位於華北,揚子兩大板塊之間大別造山帶的東 段與郯廬斷裂帶的復合部位.舉世聞名的超高壓變質 帶,郯廬斷裂帶,獨具特色的花崗岩地貌,豐富多彩的水 文地質遺跡,產出多樣的古新世哺乳類動物化石等,極 具典型性,稀有性與自然完整性,這些地質遺跡集中反 映了2O 億年以來天柱山地區地質演化歷史,被公認為 大陸動力學的天然實驗室. 其一,聞名世界的大別山超高壓變質帶橫貫園區南 部地區新店一牌樓一帶,出露大量超高壓岩石組合,主 要有榴輝岩,石榴橄欖岩,硬玉石英岩等,其中含金剛石 榴輝岩(潛山新店),含柯石英榴輝岩,含柯石英硬玉石英 岩最具代表性.柯石英的發現是全球范圍內的第3 例, 中國首例,榴輝岩中金剛石的發現是全球范圍內變質岩 中的第二例,榴輝岩中的首例.碧溪嶺榴輝岩是全球地 表出露面積最大的榴輝岩體,牌樓一菖蒲出露全球規模 最大的硬玉石英岩帶.與全球發現的22 條含柯石英,金 剛石和其他超高壓礦物的超高壓變質帶相比較,目前國 際公認這里是全球范圍內規模最大,剝露最深,出露最 好,超高壓礦物和岩石組合最為豐富的超高壓變質帶重 要地段七.數十年來,一批又一批的中外地質學家在園 區進行科學考察與研究,據不完全統計,慕名來園區考 察的地質學家來自世界30 多個國家和地區.關於研究 大別山超高壓變質帶的SCI 文章有1000 余篇,其中僅 引用徐樹桐教授1992 年Science 論文的文章有500 多 篇,引用李曙光院士1993 年ChemicalGeology 論文的文 章有300 多篇,引用鄭永飛院士1998 年EPSL 論文的文 章有200 多篇.這里涌現了一大批在世界上有重要影響 的地質科研成果,成長了一大批傑出的中青年地質學 家,從這里已走出了6 位中國科學院院士,被譽為」中國 地質學家的搖籃」.高壓一超高壓變質帶記錄了陸殼深 俯沖,碰撞造山及折返的歷史全過程,揭示了低密度的 陸殼物質在具高流變強度時被俯沖(深埋)到100~120km 以下的地幔深度,然後又快速折返到地殼的這一壯觀地 質歷史過程,成為了解板塊俯沖碰撞,造山帶的縮短加 厚以及俯沖深根的形成與折返機制等造山動力學研究 的必不可少的對象;成為在大陸動力學研究中最富有挑 戰性的前沿和持續20 年迄今仍然閃亮的科學探索命 題.具有世界地質科學意義. 其二,園區東部野寨一牌樓斷裂是全球著名的郯廬 斷裂帶的南延部分,構成大別山超高壓變質帶與潛山盆 地的邊界斷裂.郯廬斷裂帶的多期活動歷史,對大別山 超高壓變質帶的折返,天柱山花崗岩的成岩,成景過程 以及古近紀哺乳類動物化石的形成具有重要的控製作 用. 其三,園區不僅是舉世聞名的大別山超高壓變質帶 立典之地,而且也是中生代岩漿活動最為強烈的地區之 一 .天柱山花崗岩形成於中生代,就位於大別山超高壓 變質帶的東端與郯廬斷裂交匯部位,其成岩作用經歷了 板塊俯沖和碰撞以及碰撞後的拉張鬆弛過程.研究天柱 山花崗岩的物質來源及成因機制,對探討大別造山帶碰 撞後深部地殼的地球化學性質和中國東部燕山期大規 模構造熱事件的成因機制具有重要的意義. 其四,同區主體地貌屬於由中生代花崗岩構成的峰 林峰叢地貌.花崗岩微地貌類型多樣,幾乎包羅了世界 上所有的花崗岩風景區的地貌景觀,奇峰,怪石,洞穴, 峽谷等,其中以花崗岩崩塌及崩塌堆疊形成的神秘谷洞 穴地貌景觀典型獨特,堪稱世界一絕.已被陳安澤命名 為」天柱山型」崩塌疊石地貌景觀【131,因而具有突出的地 貌學價值. 其五,園區產出豐富的古新世哺乳動物化石,具有 亞洲的地方性特色,在研究新生代初期哺乳動物演化方 面具有獨特的地位.目前在國外古新世哺乳動物發現最 多,研究程度最高的是北美,但潛山古新世哺乳動物明 顯區別於北美及歐洲等地的化石.在亞洲其他國家,只 有蒙古有較豐富的古新世哺乳動物產出,但其時代是古 新世最晚期,明顯晚於安徽潛山及中國南方其他地區. 同時,其動物群組成中也沒有大量古老類群的原始種 類,與潛山古新世動物群差別相當顯著.國內同期可以 比較的古新世動物群以安徽潛山,廣東南雄和江西池江 最為著名.與南雄和池江相比,潛山的古新世,$-9L 動物 群在生物演化上有著獨特意義. 潛山發現的最有意義的化石當首推東方曉鼠 (HeomysorientalisLi,1977)和模鼠兔(MimotonawanaLi, 1977,robustaLi,1977),它們分別代表了嚙齒類(鼠) 和兔形類(兔)的祖先類型.」東方曉鼠」即取意為它的 「發現對嚙齒類動物起源的問題猶如東方旭El,朦朧欲 曉了」.相關研究一致認為曉鼠和模鼠兔分別為嚙齒類 和兔形類的起源提供了可靠的化石證據,並進一步證實 了嚙齒類和兔形類是同源的,都應起源於以潛山為代表 的亞洲地區.」潛山安徽龜」化石是我國迄今發現的最早 色鰲類地史記錄.天柱山地質公園從而被公認為」亞洲 哺乳動物的發源地之一,古脊椎動物化石的寶地」. 2-2 科普教育價值 SHANGHAIGEOLOGY 上海地質- 園區所處的獨特的大地構造位置,漫長而復雜的地 質演化歷史,豐富而典型的地質遺跡,大別山超高壓變 質帶的經典地段,全球古新世嚙齒類與兔形類哺乳動物 起源地,獨具特色的花崗岩地貌,不僅為中外地質學家 和國內外眾多的高校,科研院所所矚目,而且成為開展 青少年認識自然的科普教育和愛國主義教育基地,傳播 科學文化知識場所.通過對地質遺跡和地貌特徵的科學 解釋和成因分析,使廣大遊客,特別是青少年更加直觀 地了解板塊學說與地球演化史,既增長了科學知識,又 能增強對地質遺跡重要價值的認識,從而更好地保護地 質遺跡. 目前,天柱山地質公園已成為中國科學技術大學, 南京大學,安徽省地質調查院等十餘個高校院所的教學 科研基地和全國青少年科普基地.日前,公園與El 本富 士山公園結成友好姊妹山.天柱山地質公園的科普旅遊 已日臻成熟,聞名中外. 2.3 美學觀賞價值 天柱山花崗岩在漫長的地質演化和自然作用下逐 漸演變形成的」峰雄,石奇,崖險,嶺秀,洞幽」奇特地貌, 與變幻莫測的雲海,佛光等氣象景觀,豐富的動植物以 及多姿多彩水文地質遺跡的完美結合,造就挺拔崢嶸, 風姿綽約,變幻莫測的萬千氣象,猶如一軸氣韻生動的 立體畫卷,給人以強烈的視覺沖擊和美學享受. 天柱山的美學價值表現在: 各種景觀有機組合,高度的和諧,形成統一而連續 的構圖格局,有著三度空間的可感形象,具有分明的層 次感和韻律美,具極高的藝術觀賞. 天柱山位於中國南北過渡地帶,既有北山之雄,又 有南嶺之秀,雄奇靈秀系於一身,故給人以博彩美一峰 體碩大,給人以壯美;植被良好,給人以秀美;怪石眾多, 給人以奇美;洞穴深邃,給人以幽秘之美. 天柱山的雄峰,奇石,洞穴,瀑布等景觀豐富多樣, 令人目不暇接.而每一景,一物又都顯示出自然的形態 美,特別是堪稱中國一絕的天柱巧石,千姿百態如人如 獸,如詩如畫,凸顯個性美,奇峰地貌,雲海奇觀,松竹清 新,皆出神人化,美不勝收. 天柱山天生麗質,美在自然,由於生態與原貌保存 較好,至今其峰崖嶺隘,草木花卉,溝谷溪流無不呈現出 原汁原味的自然本色之美,既有純朴天然色彩美,也有 天籟之聲的聽覺美與四季朝夕的動態美,歷來為名人, 雅士所贊頌,歷代天柱山水詩文作品層出不窮,是對天 柱山自然美的最好體現. 2.4 社會價值 2010 年(第31 卷)增刊f51 _上海地質SHANGHAIGEOLOGY 公園旅遊業的發展,帶動了地方經濟的發展同時推 動公園內外,以服務遊客的商業網點的迅速發展;地質 公園的建立直接解決當地一部分人的就業,又可以帶動 相關產業的勞動力就業,解決農村剩餘勞動力的轉化, 極大地緩解了當地勞動力過剩的壓力.農家樂已成為天 柱山地質公園周邊居民一項重要的經濟來源渠道.地質 公園的建立得到周邊居民的認可和支持,極大地提高了 當地居民的生活水平,有力地促進了公同地質遺跡,生 態環境保護和當地經濟的持續發展. 參考文獻 [I]OkayA1,XuST,SengorAMC., centralChina[J].EurJMineral,1989,1:595—598. 【2】WangX,LiouJG,MaoHK.Coesite—hearingeclogitesfi』omtheDahie MountainsincentralChina[J].Geology.198917:1085—1088. 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書名:分形
作者:汪富泉
出版社:山東教育出版社
出版年份:1996-12
頁數:236
內容簡介:內容提要
分形是當代科學中最有影響和感召力的基本概
念之一,分形幾何學是探索復雜性的有效工具,對各
門自然科學均產生了並將繼續產生深遠的影響。本
書共分兩篇六章。第一篇深入淺出地介紹分形與分
維的基本概念、計算分形維數的方法及純數學中的
分形實例。第二篇分五章介紹自然界中形形色色的
分形現象,既有物質世界的真實形態,又有計算機仿
真結果。內容包括:宇宙大尺度的分形結構,多姿多
彩的地表形態及復雜地質構造的分形特徵,物理、化
學、生物等領域中的物體與過程在組織結構與形態
上的分形藝術。其中較詳細地介紹了作者近年來在
分形理論及地球科學、生物物理、化學物理中的分形
等研究工作。
本書可供高等學校高年級學生、教師和科技人
員閱讀。
作者簡介:作者簡介
汪富泉,男,1955年生,四川師范學院副教授。
已發表的論著有《分形幾何與動力系統》、《利齊曲率
滿足某些條件的極小子流形》、《關於黎曼流形的某
些整體性質》、《直積流形擬共形平坦的條件》、《蛋白
質的譜維數》、《G-P演算法的改進及其應用》和《關聯
維數在油氣勘探中的應用》等。
李後強,男,1962年生,四川聯合大學教授,非
線性科學研究室主任,博士生導師。作為第一作者合
著的《分形理論在分子科學中的應用》獲1992年度
國家教委科學技術進步一等獎,已發表的論著還有
《分形與分維》、《分形理論及其應用》等。
4. 構造岩類型有哪些
由變形作用使岩石的結構和構造,甚至礦物成分發生變化,形成一種組構、礦物成分與原岩不同的新類型岩石,稱之為構造岩(tectonite)。鑒於除熱接觸變質岩以外的幾乎所有變質岩類型的形成中,差異應力都起著不同程度的作用,因此廣義的構造岩包括了區域變質岩。我們這里所指構造岩為狹義的構造岩,即發育於斷層帶內的由斷層作用將斷層帶或剪切帶內的岩石改造而成的新生岩類,其狹義同義詞為斷層岩(fault rock)。
有關構造岩研究已有100多年的歷史。最初人們普遍認為構造岩是脆性變形的產物,破裂起主導作用,故稱其為碎裂岩或斷裂構造岩等,並按碎裂程度的不同,將其劃分為斷層角礫岩-碎裂岩-糜棱岩系列。這種認識持續了將近一個世紀。20世紀70年代以來,隨著對地殼較深層次的變形及其有關岩石的深入研究、岩石變形實驗的不斷完善、金屬物理學位錯理論的引入和透射電子顯微技術在顯微構造分析中的應用,使得對構造岩尤其是對糜棱岩的研究,有了突破性的進展。結合岩石變形實驗及對天然變形岩石的觀察研究,人們發現構造岩中的糜棱岩並不是脆性破碎後經強烈研磨而成的產物,而是經過晶體內部位錯組織的活動性所引起,即前述晶質塑性變形作用。從此人們改變了對構造岩的認識,將構造岩劃分為碎裂岩系列(cataclasite series)和糜棱岩系列(mylonite series)。前者以脆性變形為主,後者以塑性變形為主,它們分別代表了地殼淺部斷層帶和較深部剪切帶的產物(Sibson,1977)。
對於構造岩類型的劃分,目前較流行的方案主要有兩類:以結構為主的分類,(Sib-son,1977;見表5-1)和按成因機制分類(Wise et al.,1984,見圖5-1;王嘉蔭,1978;孫岩等,1985)。盡管對於岩石的結構分類也隱含著某些成因信息,但在很多情況下很難在實際工作中直接確定岩石的成因與主要礦物的變形機制。因此,目前更多的學者還是強調了更為實用的構造岩結構分類。本書主要結合Sibson(1977)對構造岩類型的劃分,對代表了地殼不同層次變形的構造岩類型,按未固結構造岩、碎裂岩系列、假玄武玻璃、糜棱岩系列、高壓-超高壓構造岩及疊加構造岩幾大類特徵簡述如下。
一、未固結構造岩未固結構造岩(incohesive tectonites)是指沿著地殼淺部層次或近地表斷層,構造的剪切作用改造了固結的岩石,使之通過機械碾碎而發生細粒化。細粒化的岩石在變形後並未得到結晶物質或更細粒物質的膠結及相應的成岩作用,而是保留了鬆散狀態的細粒物質集合體,即未固結構造岩。
斷層中破碎微弱的地段以斷層角礫為主,其中岩石碎塊為主(>30%),基質為同成分的碎屑。碎塊定向性差時稱為斷層角礫(fault breccia);碎塊定向性強時可稱為透鏡體化帶或構造透鏡體。破碎強烈地段發生強烈的機械碾碎,並伴有長石等礦物的水化和分解形成粘土礦物,形成斷層泥(fault gouge)。斷層泥常常是一種沿斷層分布的、由破碎和研磨作用而形成的糊狀物質,其主要成分為岩石碎屑、礦物碎屑、岩粉和粘土礦物。斷層泥中常常發育不同程度的定向構造,如粘土礦物的定向面理、礦物碎屑流動條帶、碎斑的定向排列等。這些定向構造主要由碎裂流動、沿正向或反向呂德爾剪切滑動形成。Cladou-hos(1999)在研究美國加里福尼亞州死亡谷未固結構造岩時根據斷層角礫及斷層泥中定向面理、流動條帶、呂德爾剪切發育情況和碎塊定向程度將斷層角礫和斷層泥分為四種類型:
①流動條帶斷層泥:碎塊定向強,流動條帶和碎塊定向大致與剪切面平行,粘土礦物少,呂德爾剪切不發育。
②面理化粘土質斷層泥:基質中粘土礦物含量高,碎塊定向強。粘土礦物定向和碎塊定向均與剪切面斜交,發育少量同向呂德爾剪切。
③弱面理化斷層泥:碎塊可以有磨圓,但定向弱,可發育同向和反向呂德爾剪切。
④斷層角礫:碎塊稜角明顯,無磨圓,碎塊間主要沿同向及反向呂德爾剪切滑動。
對准噶爾盆地南緣晚新生代斷裂帶的斷層泥研究發現,斷層泥主要可分為兩類:流動條帶狀斷層泥(照片5-001,5-002)和條帶不發育的斷層泥(照片5-003,5-004)。前者可能反映了斷裂的運動方式主要是非地震的穩態滑動;而後者則可能主要反映了斷層的在地震狀態下的快速黏滯滑動(胡玲等,2005,2006)。
斷層帶中未固結構造岩記錄了有關斷層新活動的各種信息;如斷層泥中粘土礦物組合、成分、結晶程度可以判定斷層活動時物理環境和活動方式(張秉良等,2000,2002),顯微構造特徵還可判斷斷層活動方式、性質、期次關系等。(胡玲等,2005,2006)如張秉良(2000)根據雲南小灣斷裂斷層泥中粘土礦物的結物、形態、化學組成、晶胞參數等特徵判斷該斷裂以蠕滑活動為主;而香山-天景山斷裂中不同斷層泥類型反映了斷裂西段以穩態滑動為主,中段為黏滯滑動,東段則二者兼存(張秉良等,2002)。
近20年來,國內外對鬆散沉積物中斷層的微觀研究也取得了不少進展。研究發現,鬆散沉積物中的活動斷層在微觀上可表現為變形條帶(deformation bands)、變形條帶的帶(zone of deformation bands)、滑動面(slide surfaces)、較寬的斷層帶、微破碎帶、碎屑顆粒集中的帶和鐵質有機質集中的帶等(林傳勇等,2008)。總之,顯微構造研究可作為鬆散沉積物中宏觀形跡不明(隱形)斷層及其是否伴有古地震事件等行之有效地手段之一。
二、碎裂岩系列岩石以脆性變形為主,顯著特點是無定向或具弱定向,岩石中裂隙發育,岩石被裂隙切割成大小不一的碎塊。隨應變加大,碎塊間位移加大,粒度變細,碎塊間碎基增多,碎塊逐漸被碎粒和碎粉所包圍,呈殘留碎塊狀,以至最後岩石全部變為碎粒或碎粉。碎裂岩系構造岩的形成始於破裂與微破裂作用。破裂作用的發生,使得岩石破碎成大小碎屑。進一步的遞進應變,一方面在碎屑中形成更多的破裂與微破裂,另一方面相鄰碎屑之間會發生相對滑移和旋轉,產生摩擦而使得碎屑被碾碎形成基質。在此過程中,細小的新生基質是較大顆粒的碎屑經過機械碾碎形成,其間未發生顯著的化學作用。依據變形岩石中新生細小基質與殘余碎屑的含量,可以將碎裂岩系列岩石劃分為碎裂××岩、初碎裂岩、碎裂岩和超碎裂岩共四類。
(1)碎裂××岩:岩石初步碎裂化,但細小的基質含量很低,小於10%。岩石基本保持原岩面貌,細小基質常常在雜亂分布的裂隙中發育(照片5-005,5-006)。
(2)初碎裂岩(protocataclasite):是岩石發生斷層脆性碎裂作用的初級產物。岩石具碎粒結構或碎斑結構(照片5-007~5-010),碎塊位移或轉動較大,碎塊呈殘留碎斑狀,被碎基所包圍。碎基含量約佔10%~50%,但岩石中碎斑仍多於碎基,碎斑粒徑已變小,一般小於2mm。碎斑中常見破裂和邊緣粒化現象。初碎裂岩在不同度上保留原岩的性質和結構。
(3)碎裂岩(cataclasite):由於原岩遭受較強烈破碎後所形成的一種動力變質岩石,岩石具碎裂結構,碎斑少而小,岩石大部分已破碎為碎粒、碎粉,碎基約佔50%~90%。顆粒趨於均一,原岩結構基本難以辨認(照片5-012~5-013)。若碎粒較多,由碎粒與碎粉組成碎粒結構,也稱為碎粒岩。
(4)超碎裂岩(ultracataclasite):岩石遭受斷層作用強烈研磨粉碎而成的脆性斷層岩。岩石中碎斑小而少見,碎基分布較均勻,多為細小的碎粉狀,佔90%以上。原岩結構已無法辨認(照片5-014,5-015)。大部分由碎粉組成,故也稱之為碎粉岩。
在碎裂岩系列中,除碎裂××岩外,若其他岩石的原岩成分和結構仍可辨,可以用原岩名稱命名,如花崗質初碎裂岩等;若原岩難以確定,則直接稱碎裂岩、超碎裂岩等;也可以主要礦物的名稱命名,如長英質碎裂岩等。
碎裂岩系列岩石以脆性變形為主。碎裂岩的顯著特點是無定向或弱定向,大小不等的碎屑物質被細小碎屑或者變形同期注入的脈體物質,如方解石脈或石英脈所膠結。而碎屑物質常常表現出被溶解改造的跡象。碎裂岩的破碎程度(碎屑和基質的粒度及含量),由碎裂××岩至超碎裂岩是依次遞變的。碎裂岩往往發育呈帶狀,構成斷層帶。由圍岩向碎裂××岩和由碎裂化岩石向超碎裂岩經常表現為逐漸過渡現象。
在一些特殊情況下,碎裂岩可以具有顯著的定向性,特別是當岩石中含有更多的雲母類礦物顆粒時更為突出,表現為雲母顆粒定向排列,或雲母集合體構成成分條帶,定向性構成的面理可以呈間隔性或透入性。沿著斷層帶的剪切作用,還可以在碎裂岩中形成類似韌性剪切帶中經常發育的S-C組構。
三、假玄武玻璃假玄武玻璃(pseudotachylite)最早由Shand(1916)提出,用於描述南非Parijjs地區一種由沖擊作用形成的呈脈狀的暗色隱晶質岩石。岩石一般顏色較深,常呈黑色或黑綠色,外貌很像玄武質玻璃(照片5-016~5-019),故稱假玄武玻璃,也有人稱玻化岩或構造熔岩、假熔岩(何紹勛等,1996)。岩石一般隱晶質、玻璃質結構或玻基碎斑結構(照片5-020~5-026)。玻璃基質可呈流動構造(5-020,5-024,5-025)或碎粉狀構造(5-026),還可見球狀、樹枝狀微晶結構,氣孔和杏仁構造和球粒構造等(照片5-021,5-022)。有時可以見到局部結晶,這些結晶質可能是假玄武玻璃形成過程中保留下來的,也可能是玻質脫化而成的。碎斑大小不等,但多在0.2mm以下,呈渾圓狀或不規則狀。成分依原岩而不同,可以是長石、石英或其他礦物,含量一般較少。碎斑結構的產狀主要是因為假玄武玻璃形成時時間短,以及碎屑礦物成分、變形形態和熔體成分的影響等,一般達不到母岩熔融,使假玄武玻璃保存有母岩的岩屑和晶屑,而形成碎斑結構。
假玄武玻璃是岩石在高應變速率(由地震或沖擊作用引起)下,沿斷面快速滑動所形成的一種特殊的構造岩。Spray(1995)對花崗岩快速滑動導致熔融的實驗研究結果表明,假玄武玻璃的變形過程是:當初始破裂發生時,岩石先形成粗大碎塊,而沒有熔融現象;隨後,磨碎作用使碎塊粒度逐漸減小,引起碎塊表面積(能)急劇增加(可達3000多倍);當磨碎作用達到臨界應變速率時,由破裂和彈性應變產生的熱量超過系統散發的熱量,熔融作用開始發生。熔融產生後,一方面其潤滑作用使摩擦阻力減小,另一方面流體的注入等使正應力減小,此時,斷層的滑動速度達到最大值,但同時這也降低了生成熱,使熔體冷凝,假玄武玻璃形成。形成後,使滑動阻力和斷面剪切強度再次增大,滑動速度減慢至停止。經過應變積累,斷層再次活動。這樣多次重復,形成地震斷層的脈動性質。由此,他認為磨碎是熔融的必要前提,二者是假玄武玻璃形成過程中的不同階段。
假玄武玻璃主要是地震滑動的產物,可分布於整個地震帶。因此,假玄武玻璃可形成於地殼淺部(<12km)的彈-脆性變形機制下,也可形成於較深部位(12~18km)的晶體塑性變形環境下,即在韌性剪切帶的糜棱岩中也可出現假玄武玻璃,如蘇格蘭西北的莫因斷層(Sibson,1980)、桐柏地區韌性剪切帶(翟淳,1988)及廣東河台韌性剪切帶(何紹勛等,1996)中已發現假玄武玻璃和糜棱岩伴生。二者的共存充分說明岩石變形時處於典型的脆-韌性轉變狀態。但不同深度假玄武玻璃的結構不同,含氣孔、杏仁構造的形成深度<1.6km,非晶質形成深度<6km,微晶結構的假玄武玻璃形成於8~18km。
假玄武玻璃還可以出現在大型滑坡的底部或隕石沖擊變形中(Blenkinsop,2000;照片5-018)。在沖擊變形中,常常伴隨出現有高壓顯微構造現象(出現在沖擊時,有沖擊玻璃diaplectic glass、焦石英lechatelierite、高壓石英多形變體柯石英coesite和斯石英stish-ovite等)和低壓顯微構造現象(出現在沖擊後,如裂隙fractures、面狀變形構造planar deformation features-PDFs、鑲嵌化現象mosaicism)等。上述現象也是很好的溫壓指示計(詳見第六章)。
張進江和鄭亞東(1995a)及張桂林(1997)等對假玄武玻璃的化學成分進行了研究總結。研究發現,假玄武玻璃的全岩化學分析與緊鄰的母岩一致,而且REE和某些痕量元素含量也變化不大,說明假玄武玻璃是母岩及碎裂岩原地熔融形成的。但熔融的基質部分與全岩之間存在明顯差異,最顯著的特徵是熔融部分的SiO2含量少於圍岩,而Al2O3,Fe2O3,FeO2,TiO2,MnO2,MgO,CaO,K2O等則相對增加。因此石英、長石等是圍岩中不易熔融的礦物(鹼性長石則較易熔融),而層狀硅酸鹽和角閃石及鐵鎂質礦物等則相對容易熔融。假玄武玻璃中礦物優先熔融的順序是:層狀硅酸鹽(如黑雲母)、鏈狀硅酸鹽(其中閃石類易於輝石類)、架狀硅酸鹽(如長石類)、正硅酸鹽(如石英)。這一熔融順序是由礦物的剪切屈服強度(低)、抗破裂強度(高)和熱傳導率(高)等物理性質所決定的(優先熔融),與正常岩漿岩的熔融順序正好相反。上述熔融順序也很好地解釋了假玄武玻璃中雲母碎塊少而石英碎塊較常見的現象。
四、糜棱岩系列糜棱岩(mylonite)最早是由Lapworth於1885年描述蘇格蘭高地莫因斷層中的岩石時首先提出來的。他認為糜棱岩是一種細粒的具有強烈面理化的岩石,是在脆性破碎和研磨作用下形成的,不伴有組分的重結晶作用。後來Christie(1960)雖然發現莫因斷層中的糜棱岩普遍發育重結晶現象,但卻沒有打破糜棱岩為脆性變形產物的觀點,認為是後構造重結晶所致。直到20世紀60年代後,金屬學位錯理論在構造地質學中得到廣泛應用,同時,透射電子顯微鏡分析技術揭示出岩石變形機制的一系列新證據。進而使得人們對糜棱岩的顯微構造、組構等特徵及成因機制等有了新的認識,即充分認識到晶質塑性變形在糜棱岩形成與演化中的重要地位。1981年在美國召開的彭羅斯國際會議上,對糜棱岩的顯微構造、變形機制、形成條件及命名原則等廣泛地進行了討論,普遍認為糜棱岩的三個基本特徵是:①粒度減小;②出現在較窄的帶內;③具增強的面理和線理。
隨著研究的深入,人們發現第一個特徵即粒度減小並不完全適合所有具糜棱岩特徵的構造岩。如對隱晶質碳酸鹽岩來說,韌性剪切變形的結果粒度不僅沒有減小卻因重結晶作用反而有明顯的加大現象。因此,又有人提出上述條件只適用於結晶岩及花崗岩。但糜棱岩的最主要特徵是礦物經受了塑性變形,並由塑性變形導致了明顯的重結晶及強烈的優選方位則是普遍共識。
最典型的糜棱岩發育於遭受綠片岩相條件下剪切變形改造的花崗質岩石。依據岩石中變形碎斑和基質的含量、性質及結構等,可分為糜棱岩化岩石、初糜棱岩(protomylo-nite)、糜棱岩(mylonite)和超糜棱岩(ultramylonite)。與碎裂岩系列岩石變化規律一致,糜棱狀岩石由糜棱岩化岩石向超糜棱岩的演化也正是岩石應變程度由低向高的反映。
(1)糜棱岩化××岩:岩石初具糜棱結構,基質含量<10%,碎斑佔大多數,可見礦物定向拉長現象。常見的顯微構造現象有:波狀消光,機械雙晶及雙晶彎曲,扭折等,在殘斑邊緣可見少量動態重結晶新晶粒(如照片5-043)。
(2)初糜棱岩(Protomylonite):岩石具糜棱結構。殘斑粒徑較大,多呈不規則狀,眼球狀或透鏡狀,趨於定向排列。基質佔10%~50%,動態重結晶新晶粒逐漸增多。殘斑中可見脆性破裂及各種具塑性或半塑性變形特徵的顯微構造,如長石機械雙晶及扭折、雲母扭折、方解石機械雙晶,石英波狀消光及消光帶等。石英還常發育核幔構造。有些眼球狀初糜棱岩具有S-C面理構造(如照片5-044)。
(3)糜棱岩(mylonite):岩石具典型的糜棱結構,基質含量為50%~90%,以動態重結晶新晶粒為至,殘斑逐漸減少且粒徑變小。流動構造明顯,不僅具紋層狀透入性面理,而且常發育明顯的礦物線理。殘斑和基質常構成不對稱碎斑系,初糜棱岩中所具有的各種顯微構造更為發育(如照片5-045)。
(4)超糜棱岩(ultramylonite):岩石發生糜棱岩化的高級階段產物,具糜棱結構,殘斑少見,基質90%以上,大部分礦物已經動態重結晶細粒化,呈紋層狀分布肉眼觀察岩石緻密,色深,具明顯的流動構造(如照片5-046)。
按照原岩類型,糜棱岩還可以分為:鈣質糜棱岩、長英質(花崗質)糜棱岩、角閃質糜棱岩、輝長質糜棱岩、橄欖質糜棱岩等。鈣質糜棱岩中,大理岩糜棱岩變形程度由弱到強見照片5-027~5-030;灰岩糜棱岩見照片5-031;長英質糜棱岩從手標本到薄片變形程度由弱到強見照片5-032~5-037;在低綠片岩相條件下變形程度由弱到強見照片5-038~5-042;在高綠片岩相條件下變形特徵見照片5-043~5-046;在低角閃岩相條件下變形特徵見照片5-047~5-052;在高角閃岩—麻粒岩相條件下變形特徵見照片5-053~5-058。角閃質糜棱岩在綠片岩相條件下變形特徵見照片5-059~5-062;在低角閃岩相條件下變形特徵見照片5-063~5-068;在高角閃岩—麻粒岩相條件下變形特徵見照片5-069~5-076。輝長質糜棱岩見照片5-077~5-081。橄欖質糜棱岩見照片5-082~5-086。它們在不同的變質條件下發生不同的變形。如長英質糜棱岩在低綠片岩相到麻粒岩相不同的變質條件下,礦物變形特徵就十分不同。其中,高角閃岩相至麻粒岩相條件下的糜棱岩因變形的強弱不再表現為殘斑數量的多少,而且像旋轉應變組構、S-C組構和殘斑組構等也不發育,它們與圍岩的區別僅僅是片麻理定向更為強烈;因此這一類岩石常常被稱為構造片麻岩(照片5-053~5-058)。何紹勛等(1996)認為這類構造岩主要是在高溫條件下,礦物以晶體生長為主形成的,在地殼中深部層次由強烈塑性流動變形地區常常可見。
在構造變形期後,如果構造岩所處的溫壓環境較高,動態重結晶的新晶礦物就會發生顯著的靜態恢復重結晶及生長作用,矩形狀或板狀、扁平狀、顆粒粒徑趨於變粗,有時可見殘斑與後生長的變斑晶共存,形成變余糜棱岩(blastomylonite,又稱變晶糜棱岩,照片5-087~5-091)。其特點是岩石具變余的糜棱結構,或者靜態重結晶及生長作用使糜棱結構破壞,在外貌上與區域變質片岩或片麻岩相似,此時就要仔細尋找那些變余的糜棱結構加以區分。變余糜棱岩具有明顯的透入性面理,如果岩石的顆粒50%以上因靜態重結晶作用而增大到肉眼能辨認,則根據其面理發育特點,分別稱為構造片岩或構造片麻岩。
五、高壓—超高壓構造岩近年來許多學者充分注意到非正常構造層次及超高壓變質糜棱岩的研究(索書田等,1997;趙中岩等,2002;Zhao et al.,2002,2003,2005;許志琴等,2003)。含柯石英和金剛石的超高壓變質岩在大陸碰撞造山帶的發現是20世紀晚期固體地球科學的重要進展之一。它表明不僅大洋殼可以俯沖到上地幔的深度,而且相對密度較小的大陸殼也可以俯沖到上地幔深度並且折返回地面。在大陸深俯沖和折返過程中,陸殼岩石在上地幔深度超高壓變質條件下形成,並經歷了長距離的構造搬運和多期次構造變形。超高壓變質岩構造記錄了其變質與變形的歷史,對研究大陸深俯沖和折返過程以及大陸殼在這一過程中的流變學行為有重要的意義。
在超高壓變質條件下,陸殼的主要造岩礦物:如石英、長石、雲母、角閃石和輝石等,轉變為柯石英、石榴子石、綠輝石/硬玉、藍晶石和多硅白雲母等在上地幔環境下穩定的超高壓變質礦物。研究這些超高壓變質礦物的變形機制和顯微構造特徵是深入了解其流變學行為的關鍵。在過去的二十年,盡管構造地質學工作者在已經發現的超高壓變質帶開展了大量的構造研究,卻未找到超高壓變形構造(Henry et al.,1993;Hacker et al.,2000;Renner et al.,2001;St?ckhert,2002)。而在超高壓變質岩中發現了許多原生岩漿岩和火山岩構造(Zhang and Liu,1997;Bruno et al.,2001;Oberh?nsli et al.,2002)。據此,有的研究人員提出在深俯沖帶內,應力強度較低,只有幾個兆帕(MPa),小於位錯蠕變所需的應力強度(St?ckhert和Renner,1998;St?ckhert,2002)。我國地質工作者在蘇魯超高壓變質帶的仰口地區首次發現了超高壓韌性剪切構造岩,並開展了詳細的工作,揭示了在超高壓變質條件下,位錯蠕變仍然是礦物和岩石的主要變形機制,並指出在大陸深俯沖帶內應力強度應在幾十個兆帕以上(趙中岩等,2002;Zhao et al.,2005),而高應變主要集中在韌性剪切帶內(Zhao et al.,2003,2005;方愛民和趙中岩,2004)。
榴輝岩構造岩的變形強弱仍然可以通過綠輝石等礦物定向的強弱來反映(照片5-092~5-094)。其中,柯石英榴輝岩是典型的超高壓變質岩,主要由石榴子石、綠輝石、藍晶石和多硅白雲母組成。榴輝岩糜棱岩(照片5-095,5-096)中,在弱變形情況下,綠輝石、藍晶石和多硅白雲母的長軸定向排列構成明顯的形態組構,礦物不發生細粒化,有波狀消光。綠輝石顆粒的邊界在平行長軸的方向常有壓溶坑(照片5-097)。綠輝石和多硅白雲母顆粒之間常有「切削」接觸關系(照片5-098),表明壓溶是一個重要的變形機制。柯石英常呈包裹體保存在其他礦物中,具有波狀消光和貝殼狀裂紋,表明其變形發生在脆-韌轉換域。在強變形的剪切帶內,綠輝石和多硅白雲母由於動態重結晶作用都發生了不同程度的細粒化(照片5-099)。綠輝石除了少量殘斑保存了核-幔結構(照片3-113),大部分重結晶成10~20μm的顆粒。重結晶顆粒的長軸定向排列與面理平行,平行長軸的邊界平直,指示亞晶粒旋轉是主要動態重結晶機制;而與面理呈高角度的顆粒短軸邊界常呈鋸齒狀,指示邊界遷移是重要的動態重結晶機制。
六、疊加構造岩強烈變形地區,尤其是早前寒武紀深變質岩區,往往經歷了多期次和多階段的變形與變質作用的改造。早期形成的構造岩往往經歷了不同程度的疊加改造,或是不同時期不同期次變形的疊加與改造,或是遞進變形作用過程中不同階段變形作用的結果。疊加改造一方面表現為構造變形帶之間構造形跡的相互疊加與復合,另一方面表現為構造岩之間的相互疊加與復合,同時在斷裂帶中的構造岩多期變形及疊加現象非常普遍(胡玲,1998)。常常存在的變形疊加有:退變質和(或)變形疊加、同變質變形疊加和進變質和(或)變形疊加。其中退變質和(或)變形疊加是最為常見的疊加現象,也是一條斷裂在地殼不斷抬升演化過程中遭受降溫降壓及變形改造的結果。
退變質(retrogressive metamorphism)和(或)變形疊加現象主要表現為中高級變質相的糜棱岩為晚期中低級變質相的變形所疊加改造(照片5-100~5-104);或糜棱岩為後期脆性破碎的碎裂岩改造,成為碎裂岩的角礫或碎斑(照片5-105,5-106)。事實上,退變質和(或)變形疊加現象也大致反映了一條韌性剪切帶完整的形成和演化的過程。據傅昭仁等(1996)研究,剪切帶的演化過程大約有這樣三個階段:韌性斷層形成期、脆-韌性斷層疊加期及脆性斷層改造期。
同變質(synmetamorphism)變形疊加主要表現為在地殼淺部以碎裂為主的兩次或多次脆性破碎形成的斷層泥(照片5-107~5-111)或碎裂岩(照片5-112~5-114)、假玄武玻璃的疊加(照片5-115~5-117),多期岩脈(照片5-118),多期壓溶縫合線(照片5-119),多期面理的疊加等(照片5-120~5-122)。
進變質(progressive metamorphism)和(或)變形疊加一般情況下不容易被保存,只有進變質和(或)變形作用不均勻或不完全時,才可被觀察到。如內蒙古色爾騰山地區花崗綠岩帶的韌性剪切帶糜棱岩在經歷了低角閃岩相區域變質及綠簾角閃岩相退變質變形之後,發生了不均勻升溫進變質重結晶作用(胡玲等,2006;照片5-090,5-123,5-124)。單純的進變質疊加現象如碎裂岩受到岩漿熱等的影響碎基重結晶定向而碎斑及裂隙仍被保留等(照片5-125,5-126);進變質變形的疊加現象如灰岩的糜棱岩化是隱晶質方解石結晶增大,灰岩常常因雜質含量不同而呈條帶狀,在韌性變形過程中,雜質含量相對較少的層內方解石結晶粒度偏大,從而使得灰岩糜棱岩化也呈似層狀或條帶狀(照片5-031)。Gilotti(1998)曾報道過瑞士境內新元古代長石雜砂岩中發育的糜棱岩化進變質變形現象。
觀察和分析構造岩的疊加特徵疊加期次同分析構造形跡之間的疊加具有同等重要的意義。它不僅有助於正確了解和認識微觀構造特徵,更能為宏觀變形及構造演化史提供更直接可靠的依據。
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書名:地球-牛津通識讀本
作者:[英國]馬丁•雷德芬
譯者:馬睿
豆瓣評分:7.6
出版社:譯林出版社
出版年份:2015-12
頁數:296
內容簡介:
【中國科學院地學部院士、南京大學校長陳駿作序推薦】
這是一場精心安排的冒險之旅,是對地球主要運作機制的全景掃描,並對重要「景點」,諸如地球歷史、板塊運動、海洋結構、火山地震等——作了精準解說。閱讀本書,是一趟豐富充實的地球知識之旅,也是充滿人文內涵和藝術享受的思想之旅、 審美之旅。
—— 陳駿
這是太陽系中最富有生機的行星,在這本簡練精悍但內容全面的小書中,關於地球的迷人真相呼之欲出。這是一個關於礦物、岩漿和地質災難的故事,內核飛旋、板塊炸裂,無不驚心動魄。
——《世界末日指南》作者比爾•麥圭爾
【內容簡介】
人類對地球的認識在幾十年前發生了翻天覆地的變化,彼時地質學家意識到,各個大陸在地球表面漂移,海洋也此起彼伏地新生和毀滅。本書文字簡練清新、內容引人入勝,它更新了我們關於地球的敘事。馬丁雷德芬考察了最新的地質學研究,解 釋了人類在板塊構造、地震學和衛星影像等領域的全新認識如何幫助我們逐漸理解地球的本質:這是一個活躍的、變動不居的星球。
作者簡介:
馬丁•雷德芬畢業於倫敦大學學院地質學專業。英國廣播公司(BBC)科學組資深製作人,為國際頻道和廣播四台製作節目。於《新科學家》、《經濟學人》、《星期日泰晤士報》、《周日獨立報》等報刊發表大量科學類文章,涉獵廣泛。著有《地心旅行》(1991)、《翠鳥系列:瞭望太空》(1998)、《翠鳥系列:行星地球》(1999)等。2005年獲英國科學作家協會頒發的「科學作家獎」。