大地构造学读书报告
土的本构关系——读书报告

邓肯-张模型的发展与特点目前描述土的应力——应变关系的数学模型有很多种,包括弹性和弹塑性两大类。
非线性弹性模型中,邓肯—张(Duncan —Chang)模型应用最为广泛的,它包括邓肯—张E-μ模型和修正后的邓肯E- B 模型,即Duncan 等提出的体积模量代替弹性模量的模型。
1、邓肯—张E-μ模型1.1 双曲线应力应变关系邓肯—张E-μ模型是邓肯等人根据大量一般土的三轴试验13()~a σσε-曲线关系而拟合出的一种应力应变关系的双曲线模型,是一种目前广泛应用的增量弹性模型。
它能反映岩土体变形的非线性特征,也可以体现应力历史对变形的影响。
13aaa b εσσε-=+ (1)式中,a 、b 为试验常数。
在常规三轴压缩试验中,1a εε=,13aaa b εσσε-=+可以写成下式:1113a b εεσσ=+- (2)将常规三轴压缩试验的结果进行整理可以得到1113~εεσσ-的关系式如下式所示:1113a b εεσσ=+- (3)由上式可以看出:1113~εεσσ-二者近似成线性关系(见图1),将实测的113εσσ-和1ε绘制在同一坐标下即可得到两个实验常数a 、b : a 为直线的截距,b 为直线的斜率。
ε1/(σ1-σ3)1-σ3)ult图11113~εεσσ-线性关系图1.2 初始模量E i在试验的起始点,即当应变很小时,由式(1)可得初始模量E i 为:1i E a=(4) 即a 为初始弹性模量的倒数。
而当1ε→∞时,由式(1)可得到应力的极限值——右侧限抗压强度为:131()ult bσσ-=(5) 由此可以看出b 代表的是双曲线的渐近线所对应的极限偏差应力13()ult σσ-的倒数。
在土的试样中,如果应力应变曲线近似于双曲线关系,则往往是根据一定的应变值(如115%ε=)来确定土的强度13()f σσ-,而不可能在试验中使1ε无限大,求取13()ult σσ-;对于有峰值点的情况,取1313()()f σσσσ-=-峰,这样1313()()f σσσσ-<-ult 。
大地构造学读书报告

大地构造学读书报告题目:大别山超高压变质作用研究综述目录引言 (3)地质背景 (4)大别山超高压变质岩形成的机制 (6)超高压变质作用力学模型 (7)大陆地壳俯冲过程..................... 8…大陆地壳的快速折返过程 (12)大陆碰撞过程中的岩浆作用 (15)参考文献 ............................... .16…大别山超高压变质作用研究综述引言随着世界上22条变质带中的柯石英、金刚石和其他超高压变质矿物和矿物组合相继被发现,证明密度相对较小的大陆地壳曾俯冲到至少80 km深的地幔内部,然后折返回地表。
这些发现在全球引发了超高压变质和大陆深俯冲研究的热潮。
在我国东部的大别山造山带榴辉岩矿物中发现柯石英和金刚石以来,国内外科学家针对大别一苏鲁造山带超高压变质岩的分布范围和形成条件进行了广泛的研究.结果证明大别-苏鲁造山带由华南陆块俯冲进入华北陆块之下所形成的大陆碰撞型造山带(图1),出露有世界上规模最大(30000 km2)、保存最好的超高压变质地体之一。
地质背景大别造山带(图2)位于扬子克拉通与中-朝克拉通之间,是秦岭造山带的东延部分。
其中,大别地块主要由大别杂岩、红安(宿松)群、随县群及耀岭河群等不同的构造岩石单位组成,它们分别经历过区域麻粒岩相-高角闪岩相、绿帘-角闪岩相和绿片岩相变质作用,根据已有同位素年龄资料,原岩时代分别属于新太古-古元古、中-新元古及新元古代。
大别地块南缘被扬子克拉通型上震旦系-古生界沉积盖层覆盖,北缘以晓天-磨子潭断裂与北淮阳构造带为界.超高压(UHP)变质岩石主要分布在大别杂岩内,高压(HP)变质岩石分布于红安(宿松)群内,含青铝闪石、镁钠闪石、红帘石等矿物造和中-新生代构造阶段地球动力学演化过程的结果,并具的蓝片岩组合,主要是新元古代随县群 耀岭河群的特征.大 别地块东部被郯-庐断裂切割,断裂东侧相应的古老杂岩及 超高压-高压变质地体向北东位移,在苏鲁地区均有出露.它 们共同构成延长1 000多公里的世界上规模最大、出露最为良好的超咼压-咼压变质带。
大地构造学

为什么要研究区域构造地质?地球是一个动态的星球,处于不断的变化之中。
地震作用火山爆发岩石剥露成矿作用等昆仑山口西8.1级地震地表破裂带(2001)镜头指向:北地震鼓梁汶川8.0级大地震什么是区域构造地质学构造地质学(Structural Geology)区域地质学(Regional Geology)大地构造学(Tectonics)区域构造地质学(区域大地构造学)构造地质学:主要是研究组成岩石圈的岩石、岩层和岩体在构造作用中形成的变形现象(构造)的几何形态、组合型式及其形成和发展规律的一门学科。
狭义构造地质学,研究褶皱、断裂、节理、劈理、岩层产状及其形成。
区域地质学:是早期的大地构造学,主要探讨局部区域地壳岩石圈形成、发展、演化的地质学分支,诸如褶皱带、大陆裂谷的形成演化。
是以构造运动、地层古生物、岩浆活动、变质作用、成矿作用、海进海退研究为基础的一门综合性学科。
大地构造学又称为全球构造学,是一门研究全球岩石圈形成、发展的综合性学科。
侧重于理论分析与建立,具有探索性。
区域大地构造学:应用大地构造理论进行区域地质特征总结、进行区域地壳岩石圈发生发展规律研究的地质学分支。
侧重于实际资料的综合分析,是大地构造学研究的基础环节。
大地构造学中国区域大地构造学两个关系:构造地质学与大地构造学大地构造学与区域地质学构造地质学与大地构造学的比较都研究不可重复运动的重建,运动塑造了地球外层的演化。
如地壳沿断层破裂、大洋打开、大洋关闭而碰撞等。
都研究地球壳层和上地幔的运动与变形。
不同是后者主要研究区域至全球尺度上的运动与变形历史,前者主要研究岩石在亚微观至区域尺度上的变形。
二者研究相互依赖、促进。
在区域尺度上二者有重叠。
为什么?以小见大、大中寓小。
构造地质学与大地构造学的比较1960s以来,二者发展都很快。
板块构造理论-是一场革命。
地球物理数据日益重要。
地震、地磁、重力数据对深部三维空间大尺度构造提供信息。
大地构造学也依赖于其它地质学科发展。
中国区域大地构造学

《中国区域大地构造学》教学大纲课程代码:0706522016课程名称:中国区域大地构造学课程英文名称:Geotectonic of China学分:2.5学分编写人:葛肖虹教授、周建波教授一课程目的与要求:《中国区域大地构造学》是为本科地质专业高年级学生开设的专业必修课程。
本课程属综合性宏观地质课程。
1.启发学生运用地质科学各基础学科和《大地构造学》基础知识,去分析中国区域地质实例。
2.以建立中国区域大地构造发展轮廓为主线,介绍各主要构造单元的基本特征与大地构造演化史。
3.中国地质学实践性很强,要加强实线教学环节,通过地质图件综合分析,编制平、剖面图,编写实习综合报告等形式培养学生综合分析、形象思维和动手能力。
4.要注意结合中国区域地质研究的最新成就丰富教学内容。
二课程简介:《中国区域大地构造学》课程全面讲述中国大陆及邻近海域区域大地构造基本特征及其地质构造发展历史。
学生在学习和掌握构造地质、地层古生物、岩石、地球演化、大地构造等地球科学基本理论以后,通过对中国及邻近海域区域地质的学习,不仅能够了解掌握中国大陆及邻海的基础区域大地构造特征,还可以加深对地球科学各基本学科知识的理解和运用,培养宏观思维和综合分析的能力。
为毕业论文编写服务,也为今后继续从事地球科学基础研究或深造打下良好基础。
三、课程内容和学时分配(一)课程安排绪论――2学时一、中国区域大地构造学学科性质、内容、方法二、中国区域大地构造学研究历史第一章中国区域大地构造概况――4学时第一节中国现代地貌及深部地球物理场第二节中国的大地构造背景——中国在全球构造中的位置第三节中国及邻近海域大地构造单元划分第四节中国大地构造发展阶段第二章华北地台(中朝板块)――5学时第一节概述与大地构造演化特征第二节太古宙-早元古宙基底演化阶段的构造轮廓;第三节长城纪-三叠纪克拉通演化阶段的构造特征;第四节中-新生代活动构造演化阶段(西太平洋构造带影响时期)的构造特征;第三章扬子地台(扬子板块)――4学时第一节概述与大地构造演化特征第二节前震旦纪基底形成阶段的构造轮廓;第三节震旦纪-三叠纪克拉通演化阶段的地质构造特征;第四节中-新生代活动构造演化阶段(西太平洋构造带影响时期)的构造特征;第四章华南褶皱带与南海-印支地台(古板块)――3学时第一节南海-印支地台概述;第二节华南褶皱带构造演化特征;第三节中-新生代活动构造演化阶段(西太平洋构造带影响时期)的构造特征;第五章塔里木地台(古板块)――3学时第一节概述与大地构造演化特征;第二节前震旦纪基底形成阶段的构造轮廓;第三节震旦纪-二叠纪克拉通演化阶段的地质构造特征;海西印支运动的影响;第四节中-新生代盆地构造演化阶段的地质构造特征。
构造地质学实习心得600字精选

构造地质学实习心得600字一此次教学实习我们在实习指导老师的指导下,顺利完成了教学实习的安排,到达了实习的目地和要求。
为我们日后从事相关工作提供了一个难得的锻炼时机。
通过此次教学实习,我们不仅稳固了自己的理论知识,而且极大的锻炼了我们的实践操作能力。
实习中有许多知识课本上是没有的,我们学到了更加明确可行的操作技术和应用理论。
如何充分灵活利用自己课堂知识进行实际操作,锻炼自己的实践操作能力,这次教学实习给了我们一个充分锻炼的自己的时机。
通过着此次教学实习,我们不仅稳固了自己的理论知识,而且极大的锻炼了我们的实践操作能力。
走出校园,走进大自然的怀抱,感受大自然的魅力。
这次野外实习我们不但欣赏了--秀美的自然景色,调查了解马地质地貌的类型和地质变化,而且学习并掌握了野外地质地貌实习的一些调查研究方法,提高了我们的知识应用与实践能力。
在野外实习的过程中,虽然非常的劳累,但看到如此的美丽的自然景色,实习后的成果心里还是非常愉悦。
这次教学实习让我们受益匪浅。
但同时在调查过程中我们也发现--旅游开发一些不合理现象,存在着不少问题。
例如北部的大山,南部的、宝安山、团山,由于长期垦殖,过度放牧及人类经济活动综合影响,水土流失严重,土壤干旱贫瘠,岩石裸露,原生植被破坏殆尽,只有赤松、栎类稀疏分布,河流及山沟两侧有零星枫杨、槐树等等。
因此如何充分利用--天然的资源优势,实现经济、社会、生态的大丰收是开发者应慎重考虑的。
目前花江大峡谷旅游开发刚刚拉开了序幕,我们相信开发者会充分合理利用花江大峡谷的天然自然资源和人类的智慧,让自然保护区焕发出新的乐章,实现经济、社会、生态三方面和谐开展,造福人类。
洪水淹没,形成一级半埋藏阶地。
构造地质学实习心得600字二为了适应人才需求,即理论、实际结合型人才,我系组织了一次工程地质实习。
实习地点在秦皇岛市北二十八公里处的石门寨地区,实习时间为20--年7月8日至7月12日。
此次实习的目的是掌握岩石根本类型及特征。
大地构造学报告

中国地质大学(武汉)《大地构造学》课程论文报告主题:秦岭古生代早期-新生代末碰撞造山带的形成姓名: xx - 学院: xx学院班级: xxxxxx二○一x年x月目录摘要 (3)第一章秦岭构造带地理位置及地质特征 (3)第二章秦岭三阶段造山模式 (5)2-1陆-陆碰撞造山阶段 (6)2-2后碰撞单指向叠覆造山阶段 (6)2-3后碰撞双指向叠覆造山阶段 (7)2-4显生宙构造迁移 (9)第三章几种不同的观念 (10)3-1 Sengor的印支期板块碰撞观念[8] (10)3-1-1 对于加里东期陆内俯冲作用的解释 (10)3-1-2秦岭造山带与阿尔卑斯造山带的比较 (11)3-1-3不同于Sengor和Mattauer的观点 (13)参考文献 (14)摘要本文主要介绍了从古生代到新生代末期秦岭造山带三个阶段的造山运动过程及对应时期的迁移方向,包括晚加里东-早华力西期陆-陆碰撞造山,印支-燕山期后碰撞单指向叠覆造山,以及晚燕山-喜马拉雅期以来的后碰撞双指向叠覆造山。
在文章开头还介绍了秦岭-大别山造山带的地理位置和地质特征。
在最后一章介绍了一些西方学者对于秦岭造山带形成的不同见解,包括加里东陆内板块俯冲观点和印支期板块碰撞观点,并简要论述了套用阿尔卑斯造山带模式来解释秦岭造山带的局限性。
第一章秦岭构造带地理位置及地质特征秦岭-大别山造山带横亘于中国大陆腹心地带,介于华北和扬子两大地台之间, 西起青海东部,以子科滩盆地与东昆仑相隔, 向东经甘肃、陕西、河南、安徽诸省, 在合肥以东为郑庐断裂所截, 东西延长超过1500km, 宽0-250km , 其范围包括秦岭、大巴山、武当山、大别山等山脉。
在地理上, 徽成盆地和南阳、襄樊盆地把造山带沿走向分为西秦岭、东秦岭和桐柏-大别山三个区段。
从地质构造上, 秦岭造山带的北界大致从宝鸡开始向东沿渭河至方城, 然后没人南阳盆地。
这条构造线可称为秦岭北缘边界断层, 北接华北地台。
地球物理读书报告

地球物理读书报告第一篇:地球物理读书报告地球物理读书报告地探学院地球物理是一个什么样的学科?通过在吉林大学地探学院大一一年和小学期对地球物理的学习,使我对这个专业有了更多的认识。
地球物理学是地球科学的主要学科, 用物理学的方法和原理研究地球的形成和动力,研究范围包括地球的水圈和大气层。
地球物理学研究广泛系列的地质现象,包括地球内部的温度分布;地磁场的起源、架构和变化;大陆地壳大尺度的特征,诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。
现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象(例如,电离层电机效应、极光放电和磁层顶电流系统,甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。
地球物理学,如果狭义的理解,指的就是固体地球物理学。
这一般又可分为两大方面:研究大尺度现象和一般原理的叫做普通地球物理学,利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的,叫做勘探地球物理学(或物理探矿学)。
应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学,应用于环境探测和监测及环境保护而形成的环境地球物理学。
地球物理学形成了独立的分支学科:地震学、重力学、地电学、地磁学,还有正在发展可能形成地热学。
本专业培养具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能,受到基础研究和应用基础研究的基本训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究能力,能在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习地球物理学方面的基本理论和基本知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,掌握地球深部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等研究与开发的基本技能。
2.地球物理学习涉及到的知识?地球物理学是应用物理学的原理和方法研究海洋、陆地和大气的性质、形态及物理过程的科学,是与天文学、地质学、物理学、化学相交叉形成的学科。
按照国际上最常见的划分方法,地球物理学的内容包括:气象学、水文学、海洋学、地震学、地磁学、火山学、地电学、地壳构造学、重力测量学、地热学、地球宇宙物理学以及地质年代学等一系列分支学科。
土力学读书报告

高等土力学读书报告学院:土木工程专业:结构工程指导教师:姓名:学号:2015.12.30本学期学了土的应力与应变,强度理论,全量理论,增量理论,模型理论,滑线场理论及极限分析。
以下对这些理论做简要回顾。
应力应变土的应力应变关系十分复杂,除了时间外,还有温度、湿度等影响因素。
其中时间是一个主要影响因素。
与时间有关的土的本构关系主要是指反映土流变性的理论。
而在大多数情况下,可以不考虑时间对土的应力——应变和强度(主要是抗剪强度)关系的影响。
土的强度是土受力变形发展的一个阶段,即在微小的应力增量作用下,土单元会发生无限大(或不可控制)的应变增量。
因而它实际上是土的本构关系的一个组成部分。
由于土是岩石风化而成的碎散颗粒的集合体,一般包含有固、液、气三相,在其形成的漫长的地质过程中,受风化、搬运、沉积、固结和地壳运动的影响,其应力应变关系十分复杂,并且与诸多因素有关。
其中主要的应力应变特性是其非线性、弹塑性和剪胀(缩)性。
主要的影响因素是应力水平(Stresslevel、应力路径(Strespath)和应力历史(Stresshistor),亦称3S影响土的强度理论土在外力作用下达到屈服或破坏时的极限应力。
由于剪应力对土的破坏起控制作用,所以土的强度通常是指它的抗剪强度。
确定强度的原则土的强度一般是由它的应力-应变关系曲线上某些特征应力来确定的,如屈服应力、破坏应力(或峰值应力)等,这些特征应力值与土的种类和物理条件(如加载时间、加载速率和排水条件等)有关。
在不考虑加载时间或加载速率对土强度影响的常规试验中,对于不同的土,大体上可获得三种典型的应力-应变关系曲线,一种是当应力随应变增大直至峰值时,土体出现破裂,随着应变进一步增大,应力由峰值逐渐降低,最后达到稳定应力值。
对此,人们取峰值应力作为破坏强度,取最后稳定应力值作为破坏后的强度。
第二种是当应力达到最大值后,应力虽然不增加,但应变继续增加,对此,也可取最大应力值作为破坏强度。
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大地构造学读书报告题目:大别山超高压变质作用研究综述目录引言 (3)地质背景 (4)大别山超高压变质岩形成的机制........... .6超高压变质作用力学模型. (7)大陆地壳俯冲过程..................... 8...大陆地壳的快速折返过程 (12)大陆碰撞过程中的岩浆作用 (15)参考文献............................... .16...大别山超高压变质作用研究综述引言随着世界上22条变质带中的柯石英、金刚石和其他超高压变质矿物和矿物组合相继被发现,证明密度相对较小的大陆地壳曾俯冲到至少80 km深的地幔内部,然后折返回地表。
这些发现在全球引发了超高压变质和大陆深俯冲研究的热潮。
在我国东部的大别山造山带榴辉岩矿物中发现柯石英和金刚石以来,国内外科学家针对大别一苏鲁造山带超高压变质岩的分布范围和形成条件进行了广泛的研究.结果证明大别-苏鲁造山带由华南陆块俯冲进入华北陆块之下所形成的大陆碰撞型造山带(图1),出露有世界上规模最大(30000km2)、保存最好的超高压变质地体之一。
深度/km(据郑永飞等[1])地质背景大别造山带(图2)位于扬子克拉通与中-朝克拉通之间,是秦岭造山带的东延部分。
其中,大别地块主要由大别杂岩、红安(宿松)群、随县群及耀岭河群等不同的构造岩石单位组成,它们分别经历过区域麻粒岩相 -高角闪岩相、绿帘-角闪岩相和绿片岩相变质作用,根据已有同位素年龄资料,原岩时代分别属于新太古-古元古、中-新元古及新元古代。
大别地块南缘被扬子克拉通型上震旦系 -古生界沉积盖层覆盖,北缘以晓天-磨子潭断裂与北淮阳构造带为界.超高压(UHP)变质岩石主要分布在大另U杂岩内,高压(HP)变质岩石分布于红安(宿松)群内,含青铝闪石、镁钠闪石、红帘石等矿物的蓝片岩组合,主要是新元古代随县群耀岭河群的特征.大别地块东部被部-庐断裂切割,断裂东侧相应的古老杂岩及超高压-高压变质地体向北东位移,在苏鲁地区均有出露.它们共同构成延长1 000多公里的世界上规模最大、出露最为良好的超高压-高压变质带。
大别地块具有长期的构造-热历史,其中,大别杂岩内表壳岩系的多期变形、晋宁期的广泛硅铝壳部分熔融作用和构造再造作用,是印支期陆-陆碰撞前的主要地质事件。
强大的中生代(134- 118 Ma)岩浆就位、陆内变形及伸展坍陷构造,则是改造超高压-高压变质岩构造的后期热构造事件,并最终导致超高压-高压岩石裸露地表。
现今大别造山带的地壳组成及结构,主要是印支期碰撞造山及超高压变质期后伸展构造和中-新生代构造阶段地球动力学演化过程的结果,并具双侧造山带的结构特征。
(据索书田等[2])GMF为龟梅断裂,XMF为晓天-磨子潭断裂,XGF为襄樊-广济断裂,TLF 为绑庐断裂,QOB为秦岭造山带,DM为大别地块,SL为苏鲁区, NHY为北淮阳构造带,CM为核杂带,UHP为超高压单位,HP为高压单位,EB为绿帘-蓝片岩带,DC为沉积盖层.大别山超高压变质岩形成的机制现今观察到的大别地块内部超高压变质地体的区域构造样式,主要是在印支期(240~ 210 Ma)扬子与中-朝克拉通陆- 陆碰撞及超高压变质作用期后形成的[2],具有变质核杂岩和多层伸展拆离带的组合格局。
大陆碰撞造山作用包括大陆地壳俯冲和折返两个过程[1 ],在动力学机制上分另U对应于被动和主动运动。
一方面,大陆岩石圈由于高密度大洋岩石圈的牵引发生俯冲,最终达80~120 km以上的地幔深度导致柯石英和金刚石相超高压变质作用。
另一方面,超高压变质板片由于低密度大陆地壳的浮力而发生幕式上升和侵蚀(折返------------------------ 将先前深埋的岩石带到近地表)。
大陆深俯冲一般以低的地温梯度为特征,只存在有限的脱水作用。
与此相反,超高压板片的折返则常常是在高的地温梯度下进行,伴有幕式脱水作用。
超高压变质作用力学模型超高压变质作用是在超高压条件下发生的一种区域变质作用。
它与陆陆碰撞过程中的大陆俯冲和快速折返过程密切相关,是陆壳碰撞造山带中特有的一种变质作用。
其明显的标志是存在着柯石英、微粒金刚石和其他的超高压变质矿物和矿物组合。
超高压变质作用的压力包括静压力和动压力。
静压力是指地块的上覆静岩载荷压力。
在绝大多数地区它仍然是最主要的压力来源,从地表到地核,压力随深度变化曲线是复杂的;但在岩石圈深度内,压力与深度的关系近似为线性关系,压力梯度近似为0.033GPa/ km [3]。
动压力主要是指除静压力以外的其它压力来源,如构造应力、体系内部相变压力等。
胡宝群等[3]认为在超高压变质作用的力学模型中,只有结合超高压变质作用过程中广泛存在的各种相变、化学反应等实际情况,分析相态和物质成分、地温等因素对压力的贡献建立一个压力组成模式,才能充分反映超高压变质过程中各种因素对压力的影响。
于是,他们通过研究矿物中结构水、结合水在岩石圈深部相态的变化,岩石是否能在莫霍面附近保持良好的弹性以及构造增压(岩石相态变化)等因素对超高压变质作用压力来源的贡献。
最后提出,在建立超高压变质作用压力模型时不考虑压力的释放,并假定体系性质为封闭体系。
基于上述分析静岩载荷压力、岩石圈实际力学状态偏离静岩载荷压力计算时力的平衡状态所产生的构造超(P超),岩石圈实际相态组成偏离静岩载荷压力(P静)计算时的成分均匀和相态不变等条件所产生的相变增压(P相)之和即为体系内总压力(P总),即为如下公式:P总=P静+ P超+ P相P总=P静+ P超+ ( aP气+ bP液+ cP固)式中a、b、c为体系中气相、液相、固相总摩尔数百分比,a+ b+ c= 1; P气、P液、P固分别为多相体系中气相、液相、固相压力减去静岩载荷压力后的压力增虽。
大陆地壳俯冲过程密度低的地壳物质如何进入密度大,刚性强的地幔中。
现今主要有两种观点,一种是深俯冲观点,基于实验岩石学和静岩压力环境的恢复,目前该观点占主流地;另一种是构造超压观点,认为俯冲碰撞带强大剪切作用和地壳物质偏应力等可以产生附加的构造超压,地壳岩石不需要俯冲到地慢深度就可以产生超高压变质作用(England,1984;Mancktelow,1993.1995;Smith,1993 )。
石耀霖等[4]认为大别-苏鲁大规模超高压变质形成构造条件是大洋板块拖曳窄条陆壳俯冲的结果。
他们通过分析新西兰南岛北端,推出俯冲大洋板块能携带宽度达150km左右的窄条陆壳克服浮力达到超高压变质深度,而大陆板块碰撞的主体则浮在岩石圈上形成走滑断层的结果(图3)。
于是,他们乂猜想这种模式同时也存在于大别-苏鲁(图4):苏鲁西侧俯冲海洋板片首先拖曳苏鲁陆壳俯冲到超局压变质深度;随后大别以西俯冲大洋板片拖曳大别至超高压变质深度, 而陆壳浮力导致苏鲁陆壳停止俯冲,飘浮的陆壳被北推而形成郊庐断裂-秦岭陆陆碰撞造山后大另U超高压陆壳也折返;秦岭作为典型造山带,虽然不排除零星超高压变质的可能,但不具备大规模超高压变质的条件。
b一未来状况a—现今状况(据石耀霖等)(据石耀霖等)(a)扬子地块洋壳向华北地块下俯冲,苏鲁陆壳(深色)开始与扬子碰撞;(b)苏鲁及部分东大别大陆窄条在其西部俯冲海洋板片拖曳下俯冲到超高压变质深度;(c )大别陆壳在侧面海洋板片拖曳下俯冲;苏鲁陆壳职浮在岩石圈上随扬子地块北移形成绑庐断裂;苏鲁超高压变质岩折返;(d)秦岭陆陆碰撞造山,大别陆壳俯冲停止而开始折返吕古贤等[5]通过构造附加静水压力研究与含柯石英榴辉岩成岩深度测算,认为超高压变质岩可由壳内构造挤压作用引起的构造超压形成,并估算大别山柯石英榴辉岩的形成深度稍>32. 106 km。
然而,王清晨[6]等却认为差应力引起的构造超压严格受到岩石强度的限制,由于岩石本身力学性质、应变速率及温度的影响,它们在变形前所能承受的差应力不会超过 1 GPa.这一数值代表了构造超压的值域的上限,同时仅引起这一差应力岩石的变形,不会引起超高压变质作用与此同时,董树文等[7]基于对中国大别山碰撞造山带高压-超高压岩石研究成果,并对比喜马拉雅造山带,提出第三种模式一一陆-陆点碰撞与超高压岩石形成模式(图5)点碰撞模式是从陆一陆碰撞的特殊方式和作用力边界条件上来探讨产生超高压作用的可能,是大陆深俯冲与超高压变质作用机理的一种新诊释。
图5华北地块与扬子地块碰撞过程示意图(据董树文等)综上所述,我认为相对于其它两种模式,石耀霖等提出的大洋板块拖曳窄条陆壳俯冲模式更加合理。
虽然其他两种模式都很好地从力学模型去解释了大陆地壳俯冲,但是他们并未考虑到诸如从大别山超高压变质岩岩石、矿物的年龄、形成深度、地球化学、构造变形等现有的证据。
在董树文等提出的点碰撞模式中还未考虑到地块之间的洋壳的影大陆地壳的快速折返过程大别山这些形成于100 km以下岩石圈地幔深处原岩以陆壳为主的变质岩石,是如何迅速折返到地壳上部并剥露于地表的,尚众说纷纭。
关于折返作用的动力学机制,目前已提出的模式主要包括:剥蚀与浮力的联合作用模式(Platt,1993);剥蚀与低角度正断层伸展的联合模式(Harrison,1992);陆内冲断、加楔和剥蚀的联合作用(Cuthbert et al .,1983;Okay etal . .1989;Hsu,1991;Avigad,1992;Dong et al . ,1998); 上地壳拆离带单剪伸展断层和塑性变形的下地壳纯剪垂直缩短作用的联合(Arderson et al . ,1990;Ballevre et al . ,1990;Blake et al . ,1990;Hacker er al . ,1995;Maruyama et al . ,1998);角流、浮力一垂直挤出一热隆伸展联合作用(Cong et al . ,1995);山根拆沉模式等。
薛怀明等[8]通过同位素年代学,P— T—t轨迹,变质岩(带)的空间分布规律、构造要素及其空间配置等所提供的信息以及考虑到邦庐断裂、斜向俯冲的影响。
他们认为大别山超高压变质杂岩的折返过程可分为5个阶段:扬子板块剪扭性斜向俯冲到中朝板块之下(大约230Ma年前的中-晚三叠世)一一原岩在岩石圈不同深度发生超高压变质作用,俯冲地壳部分断裂(230Ma~220Ma ——在浮力驱动下变质杂岩快速折返(200Ma~180Ma ——超高压岩石折返到地表,浮力消失,板块俯冲停止(约180Ma年前)——超高压岩石被抬升,穹窿发育(133Ma~122Ma)S3* 352园3 S5图6大别地块超高压变质岩石折返过程示意图(据索书田等)(a)在角闪岩相条件下地壳薄化、伸展拆离,超高压岩石抬升到中上地壳;(b)增厚岩石圈拆沉、超高压岩石迅速折返至中下地壳;(c)超高压变质岩石的形成阶段.1示榴辉岩透镜体,2示被剪切带分隔的榴辉岩体,3示花岗岩及变形花岗岩,4示基性超基性杂岩,5示逆冲剪切带,6示正向剪切带、断层及拆离带与此同时,针对于大别山超高压变质杂岩的折返,索书田[2]等依据现有同位素年代学、岩石学、构造学资料及其地质意义的进一步分析,以及通过对大别山区域性伸展作用前的超高压剪切带和退变质剪切带的深入研究,提出另一个与挤出楔模式相吻合的3阶段模式(图6):第1阶段(210~200Ma)由扬子克拉通与中-朝克拉通碰撞增厚的岩石圈地幔拆沉作用,驱动超高压变质岩石迅速折返(挤出)到中下地壳(图6b);第2阶段(200~ 170 Ma), 可能延续到130 Ma,在伸展体制下,超高压岩石缓慢向中上地壳抬升(图6c);第3阶段(130Ma~现在),伴随着大别地块的断块状不均一隆升、伸展坍陷和侵蚀作用,超高压岩石逐渐暴露于地表.麻城等红色盆地内沉积物的观察证明,至少自晚白垩世(97.5Ma),部分超高压岩石就已裸露于侵蚀面。