天然气地质学
收稿日期:2006-12-27;修回日期:2007-03-05.
作者简介:张博(1968-),男,河北深州人,博士研究生,主要从事石油地质研究.E -mail :china -petroman @https://www.doczj.com/doc/4610396515.html, .
库车坳陷变质核杂岩与油气相态分布格局成因初探
张 博1,2,赵力彬2,唐雁刚1,李江海1,王月然2,曹长城1,马玉杰2
(1.北京大学地球空间学院,北京100871; 2.塔里木油田勘探开发研究院,新疆库尔勒841000)摘要:塔里木盆地库车坳陷油气分布具有“西油东气”、天然气母质成熟度具有“北高南低”的特征。通过对库车坳陷变质核杂岩分布、烃源岩演化程度和地温梯度变化的分析认为:库车坳陷变质核杂岩的分布可能极大地影响了不同区带的地温梯度,从而影响了不同区带烃源岩的演化程度并控制了油气相态的横向变化。同时还认为变质核杂岩的形成时期还影响了库车坳陷侏罗系主力烃源岩同其他成藏要素的匹配关系。
关键词:库车坳陷;天然气;变质核杂岩;地温
中图分类号:TE 122 文献标识码:A 文章编号:1672-1926(2007)02-0200-04
0 前言
库车坳陷位于新疆塔里木盆地北部,北以南天山为界,南邻塔北隆起是一个为近东西走向的狭长型坳陷,长约550km,宽30～80km,面积约28500km 2
。由西至东该坳陷由乌什、拜城和阳霞3个凹陷组成,从北到南划分为北部单斜带、克-依构造带、拜城-阳霞凹陷、秋里塔克构造带、南部前沿隆起区5个构造带。相关研究表明,库车坳陷是二叠纪末开始形成的前陆盆地,发育了三叠系-第四系的全部地层。在库车坳陷多年来勘探发现了分布于不同地区、层位的18个油气田(藏),上交三级储量天然气9913亿m 3
,石油1.65亿t,证明库车坳陷是一个油气富集区。
区域上库车坳陷油气分布具有“西油东气”的特征(图1)。例如从东到西依次发育野云2、迪那、克拉、却勒、乌参1、以及神木1等油气藏及显示,东部拜城凹陷周边和阳霞凹陷周边均以干气或凝析油气为主,如克拉2气田、迪那气田都分布在库车坳陷东部阳霞凹陷边缘、位于阳霞凹陷东部目前获得良好显示的野云2井也是以天然气为主。西部乌什凹陷乌参1油气藏则以油为主,该构造带正钻井——神木1井经MDT 测试也以证明以油为主。整体上库车坳陷及周边表现为“西油东气”的特点。从南到北就已
发现天然气的母质成熟度而论,南部前缘隆起普遍
较低,而库车坳陷一般较高。在同一个凹陷,同一套烃源岩的条件,为何会产生这种长期以来一直困惑着相关的石油地质工作者的现象。本文试图根据“变质核杂岩”的相关理论对这一现象做初步探讨。
图1 库车坳陷油气藏相态分布
1 库车坳陷主力烃源岩演化程度
库车坳陷主要发育2套烃源岩,即侏罗系和三叠系烃源岩。已有研究表明,目前库车地区所发现的油气藏的油气主要是来源于侏罗系烃源岩,也就是说侏罗系烃源岩是该构造带的主力烃源岩,也是有效烃源岩。该套烃源岩的整体演化程度从坳陷东部阳霞凹陷到西部乌什凹陷表现出逐渐降低的趋势(图2),其中卡普沙良河剖面出现高值可能和局部热异常有关。在南北方向上,表现出北部演化程度高于南部的现象。
第18卷2期
2007年4月
天然气地球科学
NAT URAL GAS GEOSCIENCE
Vol.18No.2Apr. 2007
图2 库车坳陷侏罗系阳霞组R O 分布
区域上地层埋深特征是东部浅西部深,如东部地区的依南2井,侏罗系阳霞组埋深为4379m ,库北1井同一层位埋深为4583m 。北部地区大于南部地区,南部地区的阳1井阳霞组顶界深度为6032m 。根据正常的温度、埋深关系,针对同一地层应该是西部温度大于东部。考虑到自库车坳陷形成后构造格局未有大的改变,而烃源岩的演化程度又主要受控于其所经受的最高地层温度,因此理论上西部地区的R O 值应大于东部,南部地区的R O 值应大于北部地区。
通过研究认为,之所以出现这种反常的现象是因为在库车坳陷东部发育有异常构造现象——变质核杂岩。本文认为,库车油气相态分布的本质规律与此构造现象有关。
2 库车坳陷变质核杂岩与油气相态分
布的关系
2.1 变质核杂岩概念和变质核杂岩在库车坳陷的
分布
变质核杂岩是指“近圆形或椭圆形,由强烈变质变形的岩石和侵入其中的掩体组成的孤立隆起,其上被远比核部岩石变质变形轻的岩石覆盖(Ⅰ型)”。变质核杂岩一般具有下列特征
[1-3]
:1空间上呈穹隆
状或长垣状孤立隆起,通常具有一翼陡一翼缓的特征;o由深部隆升的中、下地壳古老的中深变质岩组成,通常见有晚期的中酸性岩浆岩侵入体;?变质核杂岩顶部和周缘为一条以糜棱状岩石为特征的韧性剪切带,糜棱岩的顶部被大型低角度,即拆离断层切割,使早期形成的糜棱状岩石发生脆性变形和蚀变,形成绿泥石化碎裂岩系,出现超碎裂岩,甚至假溶
岩;?拆离断层的上盘为变质变形较轻的上地壳岩石;?变质核杂岩和拆离断层的上盘岩石的变形性质绝然不同,变质核杂岩表现为韧性变形,上盘为脆性变形并表现为一期或多期不同类型的正断层;?上盘的脆性伸展方向和拆离断层的滑动方向以及下盘糜棱岩石中的运动方向具有一致性,反映了同一的运动方式。
根据上述定义,通过相关野外观察及综合研究发现在库车坳陷东部边缘发育有变质核杂岩(图3,图4)。首先,该套变质岩东西呈不连续的长轴,为东西向的长垣,北陡南缓;其次北部发育有“拆离断层”类型的断层,拆离断层上盘为侏罗系沉积岩,下盘发育元古界变质岩,上下盘的岩石性质完全不同。因此认为该套变质岩为典型的变质核杂岩。2.2 变质核杂岩与烃源岩演化程度关系
库车坳陷变质核杂岩为元古界变质岩,北部以拆离断层与侏罗系接触(图3,图4)。变质核杂岩的形成与岩浆活动尤其是地幔活动有关,岩浆侵位在变质核杂岩的形成过程中起着决定性的作用。与岩浆活动相伴随,尤其是与深部岩浆活动有关的地热资源、热异常发育。现今库车坳陷核杂岩北部地表的热泉,也说明该地区具有异常的热源。
由于库车坳陷东部异常热源的存在导致了该区地温梯度的增高,区域上由山前到凹陷、
由东到西地
图3 库车坳陷变质核杂岩平面分布
201
No.2 张博等:库车坳陷变质核杂岩与油气相态分布格局成因初探
图4 库车坳陷变质核杂岩剖面
温梯度不断降低(图5),钻井实测结果也支持该认识。地温梯度的变化对烃源岩的演化程度具有最直接的影响作用。
从图5可见,盆地东部的野云2井与西部的
乌
参1井,温度系数变化由0.03到0.0192,差别较大,完全可以对烃源岩的演化产生一定的影响。根据化学动力学规律,影响化学反应速度的重要因素是温度,同理控制油气的主要因素也是温度。根据化学动力学公式v =(k t +10)/k t (k t 是t ℃温度下的速度常数,k t +10是(k t +10)℃温度时的速度常数,则v 表示温度每升高10℃时,反应速度增大的倍数),一般情况下,温度每增加10℃,化学反应的速度能提高2～4倍[4]
。位于库车坳陷东部的野云2井在6250m 处深井底实测温度为152℃,而位于西部的乌参1井于6400m 深度,实测井底温度为123℃。如换算到同一深度,野云2井井底温度比乌参1井高30℃以上,即在库车坳陷东部地区侏罗系烃源岩的反应速度是西部地区的6～12倍。烃源岩的演化程度受时间和温度2个因素的影响,但温度是最重要的,可以说烃源岩经受的最高温度决定了其演化程度,也就决定了所生成烃类的相态。依据该理论分析表明,在西部烃源岩进入石油生成阶段时,东部地区已进入凝析油-热裂解甲烷气形成阶段。
变质核杂岩的形成时期对油气的生成和与圈闭形成的匹配关系具有重要意义。变质核杂岩的形成与伴随地壳深部岩浆活动的强烈构造活动有关。在库车坳陷,变质核杂岩发育在侏罗系内部,其形成时间下限应晚于侏罗纪。在侏罗纪之后,本地区的构造活动有发育在侏罗纪晚期—第三纪初期的燕山运动以及发育在白垩纪末期—第三纪末期的喜山运动。
根据变质核杂岩与上覆侏罗系、白垩系和上第三系吉迪克组、康村组接触关系发现,侏罗系—上第三系吉迪克组具有形态一致的剥蚀界面,而康村组剥蚀界面则与下伏地层完全不同(图6),说明变质核杂岩形成时间的上限在吉迪克组沉积时。考虑到地层剥蚀界面的一致性并结合构造活动的时间,可以判定变质核杂岩的形成时期为燕山运动晚期到喜山运动早期,大致对应于白垩纪到早第三纪晚期-晚第三纪早期(吉迪克组)。
成藏研究证明侏罗系烃源岩排油高峰在晚第三纪吉迪克期-库车期;大量生气时间从吉迪克期开始,到康村-库车期达到高峰,排气高峰在康村-库车期。而这一时期正好对应于变质核杂岩发育期,在库车坳陷东部正是由于伴随着变质核杂岩的岩浆岩的加热作用,使得烃源岩提前进入了干气阶段,正是由于有着充足的气源在库车东部才发育了克拉2等大型气田。由于变质核杂岩发育在库车坳陷北部地区,其热力作用范围也限于北部地区,从而可以解释天然气成熟度南缘低、北部高的特点,而卡普沙良群的镜质体反射率R O 异常高也可能意味着存在着隐伏的变质核杂岩。
3 结语
(1)库车坳陷变质核杂岩的分布范围可能极大地影响了不同区带的地温梯度,从而影响了不同区带烃源岩的演化程度并控制了油气相态的横向变
202 天 然 气 地 球 科 学 Vo l.18
图6 库车坳陷变质核杂岩与围岩接触关系
化,变质核杂岩的形成时期影响了库车坳陷侏罗系主力烃源岩同其他成藏要素的匹配关系。
(2)由于缺乏库车坳陷北部地区有关地震资料,同时深部地震资料信噪比低,使变质核杂岩的区域分布范围未能确定,其对烃源岩的影响范围和程度不能确定,有待下一步的深入研究。
参考文献:
[1]
Coney P J.Cordilleran meta m orphic core com plex[J].Anover View M em Geol S oc Am ,1980,153:7-31.
[2] 朱志澄.变质核杂岩和伸展构造研究述评[J ].地质科技情报,
1994,13(3):1-9.
[3] 张进江,郑亚东,刘树文.小秦岭变质核杂岩的构造特征、形成
机制及构造演化[M ].北京:海洋出版社,1998.
[4] 吕锡敏,皮学军,任战利,等.库车前陆盆地含油气系统的地质
特征[J ].天然气地球科学,2004,15(3):214-217.
[5] 李梅,包建平,王海,等.库车前陆盆地烃源岩和烃类成熟度及
其地质意义[J].天然气地球科学,2004,15(4):367-378.[6] 苗继军,贾承造,戴金星,等.南天山前陆冲断带中段乌什—温
宿地区构造分析与油气成藏[J].天然气地球科学,2005,16(4):428-432.
[7] 王启军,陈建渝.油气地球化学[M ].武汉:中国地质大学出版
社,1988.
[8] Sefert K.Cordilleran metamorphic core complex [G]//Sefert
K E D.Encyclopedia of Structural Geology and Plate T ecton i- cs,New York :Van Nostrand Rein old Co,1987:113-130.
PRELIMINARY DISCUSSION ON GEOLOGICAL DISTRIBUTION OF METAMORPHIC
CORE COMPLEX AND HYDROCARBON IN KUCHE DEPRESSION
ZHANG Bo 1,2
,ZHAO Li-bin 2
,T ANG Yan-g ang 1
,LI Jiang-hai 1
,W ANG Yue-ran 2
,
CAO Chang-cheng 1
,M A Yu-jie
2
(1.School of Ear th and Sp ace S ciences P ek ing U niver sity ,B eij ing 100871,China ; 2.Resear ch I nstitute of Exp lor ation
and D evelop ment ,T ar im Oilf ield Comp an y ,PetroChina ,K or la 841000,China )
Abstract :T he distr ibution of oil and gas in the Kuche depression has a special feature ,that is ,“gas in the east ,o il in the w est ”and the maturity o f natural gas “hig her m aturation in the north ,lo wer m aturation in the south.”The analysis of the distribution of the m etamo rphic core complex,the evolutionary degree of the so urce r ock and the difference of geotherm al gradient in the Kuche depression rev eals the appear ance of the m etamor phic core complex m ay be the immediate cause .It is the ex istence of the m etamor phic core co mplex that causes the differ ent degr ee evolution of the hydr ocarbon so ur ce rock in different areas and also contr ols the lateral chang es of the hy dro carbon phases.T he m atching connection betw een the effective hydr ocarbon source ro ck in Jurassic and the other factor s of form ating -reso urce in Kuche is also influenced by the time of form ation of the metam orphic co re co mplex.
Key words :Kuche depression;Natural gas;M etam orphic co re complex ;Ear th temperature.
203
No.2 张博等:库车坳陷变质核杂岩与油气相态分布格局成因初探
辽南变质核杂岩拆离断层带岩石变形特征研究? 关会梅，刘俊来，赵胜金，纪沫 中国地质大学，北京（100083） E-mail：guanhuimei2001@https://www.doczj.com/doc/4610396515.html, 摘要：本文通过宏观与微观构造分析研究了辽南变质核杂岩拆离断层带岩石的变形特征。它们是一套以糜棱岩为主的反映地壳深部岩石在隆升过程中不断演变的构造岩组合。拆离断层带内岩石宏观和显微构造现象丰富，这些构造现象指示出拆离断层带变形岩石在时间和空间上具有递进变形的特点，是拆离断层在地壳不同层次对变形岩石改造的叠加效果。断层带内角闪岩相变质岩的出现揭示出辽南变质核杂岩是从中部地壳伸展而形成的。年代学数据表明拆离断层的作用时限为130～113 Ma。 关键词：辽南变质核杂岩，拆离断层带，显微构造，递进变形 中图分类号：P54 1 序言 拆离断层(detachment fault)是当前地质科学研究的热点之一。脆性剪切变形域中的高角度正断层，向深处常成铲形而变缓，最后可联合成一个较大规模的水平伸展的低角度正断层，即拆离断层[1～3]。本文通过宏观及显微构造观察，对辽南变质核杂岩的拆离断层带内岩石的变形特征进行了分析，得出拆离断层带岩石具有递进变形特点，并通过年代数据及岩相学分析得出拆离断层的作用时限及形成深度。 2 辽南变质核杂岩的组成 辽南变质核杂岩位于华北地台东部辽东半岛南部，郯庐断裂的东侧。作为典型的科迪勒拉型变质核杂岩，具有三层结构（上盘弱变形沉积岩层、下盘的深成变质岩和中部的拆离断层带），由五部分（上盘弱变形沉积岩层、上盘的上叠伸展盆地（Supradetachment basin）、中部拆离断层带、下盘的深成变质岩和同构造（Synkinematic）花岗质侵入岩体）构成[4～6]（图1）。上叠伸展盆地规模很小，仅局限于局部地段。盆地具有显著的东断西超的特点，其东部和南部与拆离断层带接触；下盘的深成变质岩由太古宇片麻岩组成，它们被晚中生代时期同伸展就位的花岗岩所侵入。辽南变质核杂岩的核部和主拆离断层带内发育的不同阶段、具有不同特点的同构造深成侵入岩体，主要包括朝阳寺岩体、北部饮马湾山岩体、古道岭岩体和分布面积很小的赵屯岩体及赵房岩体。其中赵屯岩体为片麻状花岗岩，岩石具有明显的晶质塑性变形特点，说明岩体的就位时间早于拆离断层的伸展作用；饮马湾山岩体具有明显的同伸展特征，尤其是拆离断层带附近的部分岩体，具有发育的岩浆流动形成地面理和线理，而且上诉面理和线理与拆离断层带中的面理和线理产状具有一致性[6, 7]；赵房岩体侵位于拆离断层带内，岩石具有明显的岩浆流动特征，说明岩体并未受到拆离断层的影响，是伸展期后就位岩体[8]。 ? 本课题得到国家自然科学基金项目(40472105)的资助。
地质资料要点 1.变质核杂岩 目录 概念: 特征： 变质核杂岩 变质核杂岩是构造上被低角度正断层(剥离断层)拆离的、呈孤立的平缓穹形或拱形强烈变形的变质岩和侵入岩构成的隆起、其剥离上盘是年轻的沉积岩系，往往出现在造山带的核部。 编辑本段概念: 由于岩石圈的伸展拆离基底隆升和地表的剥蚀作用使地壳深部的变质岩和深成岩逐渐上升而出露地表,这套深部岩石称为变质核杂岩。也称为火山侵入杂岩。 编辑本段特征： （1）形态特征：外形近圆形或椭圆形 （2）结构特征：上拆离盘，拆离断层，下拆离盘。 （3）拆离断层特征：分隔上拆离盘与下拆离盘，由下之上断层岩由糜棱岩变为断层角砾岩 （4）变质特征：下拆离盘岩石变形变质程度深，上拆离盘岩石基本未变质变形相对较弱 （5）地层缺失：盖层底部缺失部分地层或地层厚度减薄 开放分类： 2.剪切带 剪切带shear zone
发育在岩石圈中具剪切应变的强烈变形带。这一变形带可以是应变不连续的面状构造（断层），或者在露头尺度上见不到几何不连续性而呈连续应变的韧性剪切带。自然界存在不同尺度的剪切带，可以从微观的 剪切带 剪切面到几十米、几十公里、甚至几百公里长的巨型剪切带。小者仅见于岩石薄片中，大者可延伸上千千米。 按照剪切应变发生时的岩石的力学行为不同和应变速率的差异，剪切带可以分为3种类型：①脆性剪切带。即断层。一般在不高的温度、压力和高应变速率的条件下形成，碎裂岩系列代表地壳7～10千米以上脆性剪切带的产物。②韧性剪切带。产在较深部位的剪切应变带，其伴生的长英质糜棱岩的形成深度通常不小于15千米。③脆-韧性剪切带。宏观上在一韧性剪切变形带内，但可见到把剪切带岩石错开或带内出现羽状拉张裂隙。一般认为，此类剪切带的形成环境介于前两者之间的过渡带内。对这类剪切带发育机制的研究，有助于对脆－韧性的转化及地震带和非地震带的存在边界等问题的认识。 通常认为，从脆性到韧性剪切带是不同构造层次之间剪切滑动的表现。1977年R.H.西布森提出剪切带双层模式，将剪切带自上而下划分为脆性域和准塑性域，两域之间也就是地 3.剪切应变 shear strain 剪切时物体所产生的相对形变量。即指在简单剪切的情况下，材料受到的力F是与截面A0相平行的大小相等、方向相反的两个力，在此剪切力作用下，材料将发生偏斜。偏斜角θ的正切定义为剪切应变γ：即 γ=tanθ。当剪切应变足够小时，γ=θ，相应地剪切应力为τ=F/A。 4.夷平面 夷平面 各种夷平作用形成的陆地表面。是一种陆地抬升或侵蚀基面下降，侵蚀作用重新活跃，经过一个时期后所残留的地表形态。
第16卷 第3期1997年 9月 地质科技情报 Geolo gical Science and Techno logy Info rmatio n Vol.16 No.3 Sep. 1997变质核杂岩研究的新进展① 颜丹平 (中国地质大学地质矿产系,北京,100083) 摘 要 从三个方面综述了变质核杂岩研究的新进展:①通过研究基底滑脱带与盖层脆性断层的产状变化, 认为递进变形中基底滑脱带原始产状可能是水平的,而上盘盖层中脆性正断层的产状从高角度开始变化;②变 质核杂岩的形成与热异常和岩浆活动及由此引起的伸展作用具有密切的成因关系;③变质核杂岩可以形成于 不同的区域构造背景下。 关键词 变质核杂岩 伸展构造 剥离断层 新进展 变质核杂岩(metam orphic core com eplex)是由Crittenden〔1〕在研究美国西部科迪勒拉伸展构造基础上提出的,主要指从破裂和伸展的上地壳岩石下被拉出来的、位于大规模缓倾的正断层之下的由中下地壳岩石组成的地质体〔2〕。同构造侵入岩的同位素年龄表明,科迪勒拉变质核杂岩的成型时间为第三纪(55Ma～15Ma),晚于前陆褶皱冲断带的拉拉米期而早于盆岭区新生代的高角度正断层作用期,据此Lister t等〔2〕曾强调变质核杂岩的成型时间应为新生代第三纪。但随着越来越多的变质核杂岩被发现,人们已认识到变质核杂岩的形成时代可以是多样的。如中条山变质核杂岩(1677Ma,γ2)〔3,4〕形成于元古代;根据同构造期岩浆活动的时代判断,我国北京房山、云蒙山和扬子地台西缘的变质核杂岩带以及亚干变质核杂岩等的年龄为(135～250)M a,为印支—燕山期所形成。这类较老的变质核杂岩除在构造上与科迪勒拉变质核杂岩相似外,突出表现为伸展剥离时代老,形成后又经受了后期构造的叠加改造,使其构造面貌更为复杂。 相反,对扩张洋脊和海盆的伸展构造研究,直接观察到了一些新近形成或正在形成的变质核杂岩。如所罗门海Woo dlark盆地扩张中心西端的D Entrecastea nx岛变质核杂岩,现今正在活动,其伸展始于晚新世,为渐新世碰撞事件之后体制转化所致〔5,6〕;现今正在扩张的洋脊被认为是具全球规模的伸展区域,为伸展动力学和变质核杂岩的成因提供了直接的证据,因而受到人们的重视,如Reykjanes海岭为冰岛热点附近缓慢扩张的洋壳,其核部是由火山岩为主组成的(正在形成的)岩浆杂岩〔7～10〕。 可见,变质核杂岩的形成时代可以是新生代、中生代、古生代乃至前寒武纪各个构造阶段。目前对变质核杂岩的研究主要在基底滑脱带与盖层脆性断层产状变化、变质核杂岩形成与深部热异常、岩浆活动、造山带和区域构造等的关系方面进行了深入和全面的研究。 ①地矿部“八五”科技攻关项目(85-01-005-01)部分成果 第一作者简介:颜丹平,男,1964年9月生,讲师,主要从事构造地质学研究工作 收稿日期:1996-11-04 修改稿收到日期:1997-06-20 编辑:黄秉艳
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 构造地质学课程综合测试2 学习层次：专科时间：90分钟 一、填空题 1．根据断层两盘相对运动方向将断层分为____、____、____。 2．根据褶皱的作用力方式，可以将褶皱划分为：____、____、____、____。 3．逆冲推覆构造的组合型式主要有____、____、____、___。 4．根据侵入体与围岩的接触关系，可以把侵入体的产状划分为两大类，分别为____、___。 5．A型线理主要有____、____、____、____。 6．影响岩石力学性质和变形的主要因素主要有_____、_____、____、____、___。 7．连续劈理的类型主要有：____、___、____、____。 8．根据翼间角的大小可以把褶皱描述成____、____、___、___、___。 二、名词解释 1．倾向 2．劈理 3．递进变形 4．枢纽 5．韧性剪切带 6．地堑 三、简答题 1．什么是变质核杂岩？变质核杂岩的主要特征是什么？ 2．简述断层运动方向的确定标志。 3．对比张、剪节理主要特征。 4．褶皱的组合型式主要有哪三种？试分别描述。 5．简述弯滑褶皱作用的特点。
参考答案 一、填空题 1．正断层、逆断层、平移断层。 2．纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、剪切褶皱作用、柔流褶皱作用。 3．叠瓦式、对冲式、背冲式、楔冲式。 4．整合侵入体、不整合侵入体。 5．生长线理、拉伸线理、擦痕、压力影。 6．岩石的成分、结构、构造围岩温度溶液时间。 7．板劈理、片理、千枚理、片麻理。 8．平缓褶皱、开阔褶皱、中常褶皱、紧闭褶皱、等斜褶皱。 二、名词解释 1．倾向：倾斜平面上与走向线相垂直的线叫倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位即倾向。 2．劈理：将岩石按照一定方向分割成平行密集的薄片或薄板的次生面状构造。 3．递进变形：在外力作用条件没有发生改变的情况下，变形是由无数瞬间微量应变及相应的应变状态的无穷积累、发展而成的变形过程。 4．枢纽：同一褶皱面上最大弯曲点的连线，可以是直线，也可以是曲线。 5．韧性剪切带：岩石在塑性状态下发生连续变形形成的狭窄高剪切应变带。不存在不连续界面或破裂面，带内岩石发生塑性变形。具有“断而未破，错而似连”的特点。韧性剪切带又称韧性断层。一条向下切割的大断裂，在浅层次为脆性断层，向深层次则过渡为韧性断层。 6．地堑：两条或两组断层面相向的正断层大致平行排列，中间的断盘下降，称之为地堑。 三、简答题 1．什么是变质核杂岩？变质核杂岩的主要特征是什么？ 答：变质核杂岩是美国学者Coney和Davis等在研究北美西部科迪勒拉山伸展构造基础上提出的,主要指从破裂和伸展的上地壳岩石下被拉出来的、位于大规模缓倾的正断层之下的、由中下地壳强烈变形的变质岩和侵入岩构成的穹形地质体，其上为构造滑脱和扩张的不变质盖层。变质核杂岩是大陆伸展构造的重要形式，一般由三部分组成，既核部为老的变质岩及侵入体，中间为固态流变韧性层以及上部浅变质或未变质沉积盖层。 2．简述断层运动方向的确定标志。 答：断层运动方向的识别标志很多，主要有如下标志： （1）牵引褶皱，其的弧形弯曲突出方向指示本盘的运动方向。 （2）张剪裂脉或张剪节理 （3）根据断层面上的擦痕、阶步及断层带中的构造透镜体判别两盘运动方向 擦痕由粗—细的方向指示对盘运动方向。 正阶步：陡—缓的方向指示对盘运动方向。 反阶步：陡坎对着的方向为本盘运动方向。 构造透镜构造透镜体的长轴与断层面锐夹角的方向指示对盘运动方向。
第17卷 第1期 1998年 3月地质科技情报Geolog ical Science and Technolog y Information Vol.17 No.1M ar. 1998 变质核杂岩与岩浆作用成因关系综述 1 张进江 郑亚东 (北京大学地质学系,北京,100871)摘 要 对岩浆与伸展作用的关系、伸展作用中岩浆的成因和需加强的工作进行了讨论,并重点论述了变质核杂岩形成机制与侵入作用的关系。在造山带重力势能差和深部作用等各种因素导致的拉伸应力场作用下,岩石圈地幔和地壳通过减压或深部热活动发生部分熔融而形成岩浆,岩浆的上涌强化了地壳伸展,对地壳的弱化作用触发伸展构造的发生。岩浆作用是变质核杂岩形成的主导因素之一,其主要包括对地壳的加热、弱化导致 拆离断层的形成及由其浮力和密度产生不均一隆升而形成穹隆。 关键词 伸展作用 岩浆作用 变质核杂岩 成因机制 分类号 P588.3 自70年代后期以来,大陆岩石圈特别是造山带伸展构造形成了一个研究热点。岩浆作用和伸展构造的关系一直为众多地质学家所关注,对其中两者何为主动因素以及伸展作用过程中岩浆的生成模式尚存在较大争议,特别是作为伸展构造的特征产物,变质核杂岩一般都与大型岩浆侵入体相伴生,使岩浆侵入作用与变质核杂岩形成机制的关系成为一个较为前沿的研究课题。近年来国际地质学界开展的研究,对伸展作用过程中岩浆作用的认识日趋深入,并逐步认识到地幔活动在岩浆作用中的重要性。但由于世界各地地质情况不同,所得结论也存在差异。对于伸展构造与岩浆作用的成因关系的认识存在两种不同的观点:一种观点认为岩浆作用是伸展作用的结果;另一种观点认为伸展构造是岩浆作用诱发形成的。目前总趋势认为:区域水平拉伸应力场为伸展构造和岩浆作用提供了条件,但未必是先决条件,也不一定是伸展构造发育的直接原因,而岩浆作用则是形成伸展构造的必要因素,并且可能是产生拉伸应力场的原因之一。关于变质核杂岩与岩浆侵入体的关系,以前倾向于以伸展构造为主导,但越来越多的研究表明岩浆侵位在变质核杂岩的形成过程中起着决定作用。 1 岩浆作用与伸展作用的关系 关于岩浆作用与现代意义上伸展作用关系的研究,较早见于对北美科迪勒拉岩浆岩的研究〔1〕。认为科迪勒拉新生代的岩浆岩可分为较老的钙碱性系列和较新的碱性系列,其中钙碱性系列与低角度俯冲相关,碱性系列的出现标志着俯冲的结束和区域性伸展的开始。但以后的研 ? 19?1国家自然科学基金资助项目(49472142)和博士后基金资助项目成果 第一作者简介:张进江,男,1964年9月生,现在中国科学院地质研究所博士后流动站从事构造地质研究工作 收稿日期:1997-07-09 修改稿收到日期:1997-09-30 编辑:黄秉艳
姓名学号： 构造地质学作业（五） 一、名词解释 1剪节理与张节理——剪节理是由剪应力产生的破裂面；张节理是由张应力产生的破裂面。 2 断层效应——是指断层作用引起的各种现象，主要指断层活动引起的地层关系变化和岩层的视错动，以及褶皱和不宽度的变化和轴迹的视错动。 3 地堑与地垒——由两组走向近平行且相向倾斜的正断层构成。单个小型地堑 在露头尺度上即可看到由两条相向倾斜正断层组成，两条断层之间的共同上盘下降， 两条断层的下盘上升。地垒与地堑恰好相反，由两组走向平行反向倾斜的正断层构成， 在简单情况下，由两条正断层组成的地垒，中间共同的下盘上升，两侧的断层上盘下 降。 4 花状构造及负花状构造——走滑断层自下而上发散为若干条次级断层，在剖 面上呈花状形态称为花状构造。负花状构造是离散性走滑断层派生的在局部张扭应力 场中形成的构造，一套凹面向上的正断层构成了似地堑式构造。 5 走滑断层——走滑断层是走向滑动断层的简称，指的是位移方向与断层走向 相同或相近的大型平移断层。 6 双冲构造——也称为双重逆冲推覆构造，由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及 夹于其中的一套叠瓦式逆冲断层和断夹块组合而成。 7 糜棱岩——由韧性变形作用形成的存在于狭窄的强应变带内的细粒化岩石。 8 鞘褶皱——韧性剪切带中一种特殊的A型褶皱，形似剑鞘而得名。 9 韧性剪切带——岩石在塑性状态下发生连续变形的狭窄的高剪切应变带。 10 裂谷——在区域性伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷，切割深，发育演化 历史长，常具有地堑型式。 二、填空 1．按节理的力学成因可将褶皱分为剪节理和张节理． 2．根据节理与褶皱轴的关系可将节理分为纵节理、横节理、斜节理． 3．根据节理与岩层产状的关系可将节理分为走向节理、倾向节理、斜向节理、 顺层节理． 4．断层碎裂岩是脆性变形产物；断层糜棱岩是韧性变形产物。 5.断层的基本要素有断层面和断盘。 6 .平移断层中，根据其相对平移方向可分为左行(左旋) 平移断层和右行（右旋）平移断层两类。 7 牵引褶皱常常出现在逆断层的一侧，褶皱越紧闭说明水平挤压力越大。
文章编号:1001-1412(1999)03-0010-07 河北省变质核杂岩 傅朝义 (中南工业大学地质系,湖南长沙410083) 摘 要: 河北省变质核杂岩形成于中-新生代,围绕华北拗陷盆地呈环带状分布在太行山、燕山 地区。分为穹状和长垣状两种。同美国科迪勒拉式变质核杂岩相比,在主拆离断层内缺失巨厚的韧 性剪切带。其形成的动力机制包括岩浆底辟、区域大陆伸展和地幔(亚)柱上隆作用。 关键词: 变质核杂岩;岩浆底辟;大陆伸展;地幔柱;河北 中图分类号: P 548 文献标识码: A 变质核杂岩(metam orphic core com plex )的研究始于70年代对美国西部盆-岭地区第三纪大规模的大陆伸展构造的研究。目前较统一的定义是:那些空间上呈穹状或长垣状(平面上近圆形或随圆形)的由地壳深部由于地壳水平伸展被抽拉上来的变质岩石,周边覆盖未变质或弱变质的层状岩石,二者之间以大型低角度正断层-拆离滑脱隔离的组合体。盖层中往往发育成群成组的陡倾铲状正断层(listric normal faults)或多米诺式断层(dom ino faults),沿核部及拆离断层构造发育深源岩浆侵入体。变质核杂岩大部分在大陆板块边缘,由于洋壳(或陆壳)板块俯冲,导致地壳加厚,引起重力滑塌作用(g ravity collapse),区域大陆伸展运动(continental extension)形成变质核杂岩带(metam orphic co re com plex es belts)。河北省变质核杂岩位于华北板块内部的太行山和燕山地区。最近有不少研究成果,先后厘定了太行山的赞皇、阜平变质核杂岩[1,2],房山变质核杂岩[3],燕山地区的云蒙山变质核杂岩[4,5],以及邻区鲁西地区的泰山-鲁山-沂蒙山变质核杂岩[6] 。在此成果基础上,对太行山、燕山地区变质核杂岩构造深部及地表地质特征进行简单介绍。1 变质核杂岩的基本特征 区域重力异常研究发现:变质核杂岩核部出露中-深变质岩及酸性侵入岩,所以剩余重力异常为负值;沉积盖层拆离下陷,为剩余重力正异常。零值线则一般和主拆离断层相一致。根据前人资料和野外工作,河北省(包括鲁西)厘定了麻棚、神仙山等15个变质核杂岩(图1)。它 收稿日期:1999-04-13; 修订日期:1999-06-28作者简介:傅朝义(1964-),男,高级工程师,现为中南工业大学博士生,构造地质专业。 第14卷 第3期1999年9月 地质找矿论丛 1999年
!第! "卷!第!期!#$$"年!月华北晚中生代变质核杂岩构造及其对 岩石圈减薄机制的约束" 刘俊来!关会梅!纪!沫!胡!玲 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室! 岩石圈构造%深部过程及探测技术教育部重点实验室!北京!"""#) !% ""&’")’%)收稿!%""&’"#’"&收修改稿!"国家自然科学基金资助项目" 批准号#$"%*%"#$!$"$*%!"&$!+’,-./#a /.6!960 U 3786395摘要!!变质核杂岩是华北地区晚中生代岩石圈伸展与减薄的重要产物#以辽南$瓦子峪!医巫闾山"$云蒙山等为代表的变质核杂岩具有各自的特性与共性%运动学极性$几何学不对称性$形成时间的跨越性$不分布均匀性和规模的级序性3变质核杂岩所具有的众多特点#直接为讨论区域岩石圈伸展与减薄过程提供重要约束#揭示出许多与现有盛行的地幔柱$拆沉作用$加厚造山带地壳伸展垮塌等成因模式相驳的证据3文中提出建立完善的区域岩石圈伸展与减薄模型#必须考虑到岩石圈深部的极性运动!或单向剪切"$岩石圈板块破坏的渐进性发展$伸展作用’岩浆作用关系#以及变质核杂岩发育与郯庐断裂的同时活动性3关键词!!华北!晚中生代!变质核杂岩!岩石圈伸展与减薄!!华北板块的中 ’新生代演化处于非常独特的环境中!受复杂的边界条件制约!尤其晚中生代以来!其演化更具有特殊性3古元古宙"大约在!#""L -左右$强烈的构造’岩浆’变质事件使得华北固结成为稳定的克拉通后!印支期由于北部古亚洲洋闭合和南部扬子板块与华北板块的对接使得它与西伯利亚板 块%扬子板块拼合并焊接成一个统一的古陆&!!%’" 图!"-$$3自中生代中晚期以来!华北板块又受到来自 古太平洋板块的俯冲作用&%!)’ 以及印度板块与欧亚 板块碰撞的重要影响&$’3在晚中生代至新生代华北 地区出现以典型的板内变形与调整为特点的区域伸展作用!并导致东部某些地区出现大于!""X ,的 岩石圈减薄&&(*’3在这种错综复杂的背景下发生的 区域岩石圈伸展作用!形成了众多既具差异性又具统一性的变质核杂岩!它们的出现为深入探讨岩石圈板块的板内演化%岩石圈减薄的动力学过程提供了良好的天然实验室3 !!岩石圈减薄及成因讨论 华北东部晚中生代时期发生了大规模岩石圈减 薄已成为无可争议的事实&*(!! ’3应用古生代和新生 代金伯利岩%玄武岩和其他火山岩及其中所含地幔岩包体所提供的信息表明古生代和新生代大陆岩石圈地幔之间存在着巨大差异!结合现今地球物理与大地热流测量证明现今华北板块下有着一个薄而热的岩石圈!同时证明古生代时期厚"%!#"X ,$而冷的岩石圈和新生代时期薄"&! ""X ,$而热的岩石圈&&!!%’之间存在的巨大差异3 对于华北地区岩石圈板内过程与减薄机制的分析长期以来存在着争议3多年来有几种盛行的认识 占据着主导地位& !)(!& ’#地幔热柱%拆沉作用以及太平洋板块俯冲有关的机制3邓晋福等&!( ’提出存在华 北岩石圈根及去根作用!并认为岩石圈去根作用可能包括了地幔热柱和拆沉作用两种不同机制3由于去 ! %
构造地质学（专科） 一．填空题 1.岩石的变形阶段主要有___、___、___。 2.两组交叉并相互错开的剪节理称为____。 3.同一褶皱面的延长长度和两翼宽度之比小于3：1时，称为____；当长宽比为3：1～10：1时，称为____；长宽之比超过10：1时，称为____。 4.根据侵入体与围岩的接触关系，可以把侵入体的产状划分为两大类，分别为____、___。 5.火山岩的原生破裂构造主要有____、____。 6.断层的派生构造主要有____、____。 7.根据褶皱过程中物质运动方式，可以将褶皱划分为____、____。 8.矿物及组构的系统变化，在劈理岩石中呈现出不同的组构域，分别为____、____。 9.根据褶皱与逆冲断层发育的关系，可以将褶皱分为___、___、___。 10．根据轴面和两翼的产状可以把褶皱分为____、____、____、____。 11．按照节理产状与岩层产状关系可以把节理划分为：_____、____、____、____。12．层理是沉积岩中最普遍的原生构造，包括层面和由岩石的___、____、____、____在剖面上的突变或渐变而显示出来的成层性。 13．大型线理主要包括_ __、____、____、____。 14．逆冲推覆构造的组合型式主要有____、____、____、____。 二．名词解释 1.应力场：地壳或地球体内，应力状态随空间点的变化，称为地应力场。 2.逆冲推覆构造：逆冲推覆构造是由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的构造 3.倾向：地层中面状构造的产状要素之一。垂直于走向线，沿地质界面倾斜向下的方向所引的直线称为倾斜线；倾斜线在水平面上的投影线所指的界面倾斜方向称为倾向。 4.盆岭构造：是以美国盆岭区为原型命名的大型伸展构造。反映了上地壳相对于中、下地壳的大规模拆离。 6．透入性构造：是在一定尺度范围内均匀而又连续分布于地质体中的结构要素。7．拆离断层：结晶变质基底杂岩与上覆沉积盖层之间的大型低角度正断层或伸展断层”。即分割变质核杂岩与上盘岩石的并将这两种构造层次相差很大的岩石单元叠置于一起的大规模低角度正断层。 8．韧性剪切带：壳深部（大于10～15公里）普遍存在的具有强烈的塑性流变及旋转应变特征的面状高应变带。又称韧性断层。 9．岩性：岩性是指反映岩石特征的一些属性，如颜色、成分、结构、构造、胶结物、及胶结类型、特殊矿物等 10．枢纽：指重要的部分，事物相互联系的中心环节。 三．简答与论述题 1.识别地层顶、底面的标志有那些？ 2.什么是变质核杂岩？变质核杂岩的主要特征是什么？
变质核杂岩的形成及结构研究 摘要：本文主要从变质核杂岩的结构和构造、形成时代、分类、形成的主导机制、背景、与成矿的关系以及最近的研究进展和目前仍旧存在的问题几个方面进行了总结研究。 关键词：变质核杂岩；研究进展；存在问题 引言 Davis GH和Coney PJ于1979年首次将广泛分布于北美西部科迪勒拉造山带中一套独特的伸展构造和岩石组合命名和定义为变质核杂岩[1-2]。1980年，由Crienden MD，Coney PJ和GH Davis出版的《Cordilleran Metamorphic Core Complexes》对科迪勒拉变质核杂岩作了比较系统地总结。 1分类 Malavieille（1993）根据造山作用晚期伸展形成的变质核杂岩的几何学，将变质核杂岩分为两类：对称型和非对称型。对称型变质核杂岩的两侧被两条低角度伸展剪切带所限，两条剪切带（拆离断层）分别向两个方向倾斜，其中线理的运动指向也分别指向两个方向；非对称型变质核杂岩的外缘只有一条伸展剪切带，两侧线理倾向相反，但运动指向相同。这说明伸展剪切带原是一条因变质核杂岩的上拱而弯成弓形或穹状，从而使倾斜和运动指向一致的线理改变成倾斜不同但运动指向仍保持一致。两类变质核杂岩几何学上的差异反映了其变形机制和形成过程是不同的。 2 变质核杂岩的结构和构造 2.1 伸展变质核杂岩的特征 2002年，Davis GA和郑亚东，对变质核杂岩系统地给出了定义，并进行了分类和构造背景的研究。他们指出伸展变质核杂岩（MCC）的基本特征包括： （1）缓倾至中等倾角的具有大规模位移的（几十千米）区域至准区域性延伸的主拆离断层； （2）与断层相关的糜棱片岩和片麻岩下盘（包括可能出露更深层次的非糜棱化结晶岩）。拆离断层具有特征的构造岩系,即糜棱岩化岩石、绿泥石化角砾岩、微角砾岩(含假熔岩)、断层角砾和断层泥。它们自下而上顺序产出,向上变新且发生后者对前者的叠加。 （3）上盘上地壳基底岩和表壳岩层。关键的一点是，所有变质核杂岩是沿地壳深部（大于10-15km）大型拆离断层大规模地壳伸展和地壳切除（缺失）的产物。
裂谷的形成机制？ 裂谷是区域伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷，两侧由正断层限定，切割深，发育演化时间长，常具地堑型式。裂谷是板块构造运动过程中，大陆裂解至大洋开启的初始阶段的构造类型，也是岩石圈板块生长边界的构造类型，在陆壳和大洋中脊上均有发育。洋中脊裂谷带虽经常被转换断层截断错开，但仍明显地连贯分布。大陆裂谷按形成方式的不同，可分为主动裂谷和被动裂谷两类。主动裂谷是地幔的上升热对流的长期作用，使大陆岩石圈减薄、上隆而致破裂，然后出现坳陷而成裂谷，如东非裂谷、红海亚丁湾。被动裂谷则是由于地壳的伸展作用或剪切作用，使岩石圈减薄、破裂而导致裂谷的形成。如果大陆裂谷能够连续发展下去，最终就会演化成为大洋裂谷。 裂谷是在区域性伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷，两侧由正断层限定，切割深，发育演化时间长，常具有地堑型式。 按照裂谷发育的区域构造部位及其地质构造特征，可分为大洋裂谷（大西洋中央海岭上的裂谷，在格陵兰出露于海面之上）、大陆裂谷（东非大裂谷）和陆间裂谷（红海）。它们构造成一个威尔逊旋回。 大陆裂谷的特点：①由一系列地堑、半地堑和地垒组成的复杂地堑系统，通常发育于区域性隆起的轴部，表现为断陷谷和断陷盆地的构造－地貌景观，反映岩石圈的伸展作用。②往往沉积一套巨厚的粗碎屑沉积，常伴有蒸发岩、火山熔岩和火山碎屑岩。③往往是浅源地震带和火山带。裂谷带内的地球物理场一般表现为巨大的负布格重力异常和负磁异常，或者为负背景值上的正异常。④有两类岩浆岩共生组合：大陆溢流玄武岩，主要为拉斑玄武岩，也包括碱性玄武岩及其深成侵入岩体；双峰系列，可以是拉斑玄武岩－流纹岩套，也可以是碱性玄武岩－响岩或粗面岩套。⑤深部结构上，裂谷下地幔升高，地壳变薄，玄武岩层下普遍存在着波速较低的壳－幔物质混合组成的裂谷垫（异常地幔）。 层理和劈理、斜层理和劈理弯曲现象的区别？ 层理与劈理是完全不同的两个概念，层理是在岩石形成的时候，由于物质成分、颜色或粒度等的差异而显示出来的原生面状构造，它主要发育在沉积层中，在火山岩中也发育层理。劈理是在岩石形成之后（即后生的），在变形过程中形成的，在任何种类的岩石中都有可能发育劈理。 斜层理又叫交错层理，它是在岩层内部发育的、由一组倾斜的、与层理或层系界面相交的细层（前积层），它是在沉积物沉积的时候就形成的（原生的）。斜层理可以由沙纹、沙流、沙丘、逆行沙丘等河床沙体或风形成。劈理弯曲一定经历了多次构造变形（至少两次构造变形），劈理已经是构造变形的产物，导致劈理弯曲必然还有更晚的一次构造变形叠加。 断层造成的地层重复与褶皱造成的地层重复有什么不同？ 断层可以造成地层重复或缺失，而褶皱在大多数情况下只能造成地层重复，所以，如果存在地层缺失，很大可能是由于断层造成的；而如果存在地层重复，则既有可能是断层造成的，也有可能是褶皱造成的。在地层重复的情况下，为了确定究竟是由断层还是由褶皱造成地层重复，通常需要根据其它的地质情况判断是否有断层或者褶皱存在。 如何判断一个低角度断层是逆冲推覆构造还是伸展剥离断层？ 低角度逆冲推覆构造与伸展剥离断层有两个方面的主要区别，这也是它们的的要特征。 1. 二者形成的构造环境不同。低角度逆冲推覆构造形成于挤压构造背景，主断面两侧派生的次级褶皱、小断层、节理等构造也指示上盘的运动方向是向上逆冲；低角度伸展剥离
中国变质核杂岩的基本特征 刘德民 (中国地质大学地球科学学院,湖北武汉 430074) 摘要:基于前人的研究基础之上,确立了中国变质核杂岩的三层结构,即盖层(上部脆性变形层)、滑脱层(固态流变中间韧性层)、核部(变质核、同构造侵入岩),分析并总结了各层的主要特征。中国变质核杂岩的形成时间以燕山期为主,喜山期次之,还有晋宁期、加里东期、海西期以及印支期。依据中国变质核杂岩出露的大地构造位置,可分为板缘变质核杂岩和板内变质核杂岩两类,它们均与热异常和岩浆活动有密切的联系,变质核杂岩核部基本上都发生一期以上的岩体侵入,是找矿探矿的理想构造区。关键词:伸展构造;变质核杂岩;三层结构;剥离断层中图分类号:P58813;P54 文献标识码:A 文章编号:1000-8527(2003)02-0125-06 收稿日期:2002-10-16 基金项目:国土资源部1B 25万定结幅区域地质调查项目(200013000145)。 作者简介:刘德民,男,博士研究生,1975年出生,地质学专业,主要从事构造地质学的研究工作。 0 引 言 变质核杂岩(metamorphic core comeplexes)是美国学者Crittenden 和Coney 以及Davis 等在研究北美西部科迪勒拉山伸展构造基础上提出的,主要指从破裂和伸展的上地壳岩石下被拉出来的、位于大规模缓倾的正断层之下的、由中下地壳岩石组成的地质体 [1~4] 。科迪勒拉山变质核杂岩是一群由 异常变形的变质核和侵入岩组成的穹形或拱形的孤立的隆起,其上为构造滑脱和扩张的不变质盖层,具有双层结构 [4] 。同构造侵入岩的同位素年龄表 明,科迪勒拉变质核杂岩的成型时间为第三纪(55~15Ma),晚于前陆褶皱冲断带的拉拉米期,而早于盆)岭区新生代的高角度正断层作用期[2]。 中国构造地质学界对变质核杂岩研究的起步比国际上晚了近10年,自1991年/伸展构造专题学术讨论会0以来,中国变质核杂岩的研究有了显著的进展。中国地质大学的傅昭仁、李德威等通过几个典型地区的解剖,出版了5变质核杂岩及剥离断层的控矿构造解析6等专著;1993年9月江西省前寒武纪专业委员会与构造地质专业委员会联合召开了庐山变质核杂岩构造现场考察会等,大大促进了中国变质核杂岩的研究[5~ 7] 。变质核杂岩的厘 定、内部构造及其出露过程和机制的研究成为众多地质学家关注的焦点。 国内对变质核杂岩概念的认识比较混乱。一种观点认为,所谓变质核杂岩,其起源及典型实例均在美国盆)岭区,具有该样式的构造才能称为变质核杂岩体,其时代应为第三纪,最早也就是中、新生代;另一种观点认为,所谓变质核杂岩构造,实际上就是大陆伸展构造形式,它形成于不同的构造时代,各有不同的演化历史和结构 [7] 。本文认为 变质核杂岩是深层次区域性热隆伸展作用下形成的,是大陆伸展构造的一种基本构造形式,它是在地壳水平伸展作用下,大规模低角度正断层把处于地壳较深层次(10~15km 以下)的古老变质岩石拖拉抬升到地壳表层次而形成的。变质核杂岩可以形成于不同的构造时代,可以有不同于盆)岭构造的样式,越是古老的变质核杂岩,其结构也相应较为复杂,其基本构造样式是空间上呈穹状或长垣状背斜,在平面上被未变质或浅变质的盖层环绕。由下盘核部角闪岩相至绿片岩相的变质杂岩、上盘较浅变质相或未变质的盖层围岩以及两者之间的拆离断层及与之平行的席状糜棱岩带组成。变质核杂岩为研究中地壳伸展构造特征提供了一个窗口,是研究基底地质的窗口和桥梁。 第17卷 第2期2003年6月 现 代 地 质GEOSCIENCE Vol 117 No.2 Jun.2003
伸展构造 伸展构造的类型－－伸展构造的模式－－剥离断层和变质核杂岩 伸展构造是区域引张作用下形成的一套具有特色的构造系统。 马杏垣曾指出：“引张作用也造就了全球范围的构造现象，其规模甚至比挤压变动还要大。” 伸展构造是在区域性引张作用下形成的一套独具特色的构造系统。从全球构造及其演化的观点，挤压作用（如造山带）与引张作用（如洋中脊、拉张带）是构造作用在时间和空间上紧密相关的两个方面。由于构造研究源于造山带，造山带又以挤压变形为特色，以致曾长期忽视引张伸展作用及其形成的伸展构造。关于伸展构造的重要性，马杏垣教授曾精辟地指出：“其实，引张作用也造就了全球范围的构造现象，其规模甚至比挤压变动还更大”。 从构造应力状态和变形体制看，伸展作用和挤压作用可概括为“开”与“合”。“开”与“合”乃地壳的水平运动，在一定条件下水平运动与升降运动又相互转化。升降运动中的上升隆起往往导致重力势的变化和重力不稳，引起地壳表层的顺坡下滑而形成重力滑动构造。所以，伸展、降起与重力滑动具有相对统一性。 一、伸展构造类型 地堑和地垒－－阶梯状断层、箕状构造和盆岭构造 (一）（二）
－－大型断陷盆地－－裂谷－－剥离断层 伸展区构造，以正断层为主构成各种组合类型。 1、地堑和地垒 地堑主要由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层构成。两条正断层之间是一个共同的下降盘(图A)。巨型地堑系称作裂谷。这里主要讨论一般规模的地堑。 构成大中型地堑边界的正断层常常是由数条产状相近的正断层构成同向倾斜的阶梯式断层系列。两侧正断层可以均等发育，也可以是一侧更为发育。 地垒主要由两条走向基本一致的反向倾斜的正断层构成(图B)。两条正断层之间是一个共同的上升盘。组成地垒的正断层可以呈单条产出，也可以是数条产状相近的正断层组成的依次断落的阶梯状断层带。从区域地质构造看，地堑比地垒具有更重要的地质意义。 2、阶梯状断层、箕状构造和盆岭构造（1）
构造地质学复习题高起专 一．填空题 1．根据褶皱过程中物质运动方式，可以将褶皱划分为（1）流动、（2）滑动。 2．火山机构的组成部分主要有（3）火山口、（4）火山颈、（5）熔岩流和次火山侵入体。3．根据侵入体与围岩的接触关系，可以把侵入体的产状划分为两大类，分别为（6）不整合侵入体、（7）整合侵入体。 4．根据断层与岩层走向关系可以把断层划分为顺层断层、（8）斜向断层、（9）、倾向断层（10）走向断层。 5．逆冲推覆构造的扩展包括（11）前展式或背驮式（12）后展式或上叠式两种方式。6．岩石应变的最基本型式有两种，分别为（13）形变应变、（14）体积应变。 7．同一褶皱面的延长长度和两翼宽度之比小于3：1时，称为（15）等轴褶皱；当长宽比为3：1～10：1时，称为（16）短轴褶皱；长宽之比超过10：1时，称为（17）线状褶皱。8．测定地质体产状时，通常测量的产状三要素是（18）走向、（19）倾向、（20）倾角。9．按照节理的力学性质，可以把节理分为(1)剪节理、(2)张节理。 10．火山岩的原生流动构造主要有流面、气孔、(3)、(4)、(5)和绳状构造。 11．岩石受力变形过程一共划分为三个阶段(6)弹性变形、(7)塑性变形、(8)破裂变形。12．连续劈理根据其变形特征及其重结晶情况，可以分为(9)板劈理、(10)千枚理、(11)片理等类型。 13．根据轴面和两翼的产状可以把褶皱分为直立褶皱、(12斜歪褶皱、(13)倒转褶皱、(14平卧褶皱。翻卷褶皱 14．矿物及组构的系统变化，在劈理岩石中呈现出不同的组构域，分别为 (15)剪理域、(16)微劈石相间平行（交织）排列。 15．断层的派生构造主要有 (17)侧羽状破裂、(18)褶皱等。 16．根据褶皱过程中物质运动方式，可以将褶皱划分为(19)流动、(20)滑动。 二．名词解释 1．韧性剪切带；是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭窄高剪切应变带。 2．整合接触；当一个地区长期处于地壳运动相对稳定的条件下，即沉积盆地持续下降，或虽上升未超过沉积基准面以上，或地壳升降与沉积处于平衡状态，沉积物则一层层地堆积而没有沉积间断。这样一套套产状一致时代连续的地层之间的接触关系，为整合接触 3．应力场；受力物体内的每一点都存在与对应的应力状态。物体内各点的应力状态的物体占据的窗框间内组成的总体，称为应力场。 4．剪裂角；是指岩石受外力剪切作用而形成的两个共轭剪切面之间的夹角。 5．构造置换；是岩石中的一种构造在后期变形中或通过递进变形过程被另一种构造所代替的现象。最常见构造置换就是层理在褶皱发展过程中被新生的轴面劈理或片理所置换。6．拉分盆地；指走滑断层中因拉伸作用而形成的断险盆地。 7．石香肠构造；不同力学性质互层的岩系受到垂直或近垂直岩层挤压时形成的。软弱层被压向两侧塑性流动，夹在其中的强硬层不易塑性变形而被拉伸，以致拉断，构成剖面上形态各异，平面上呈平行排列的长条型岩块，即石香肠 8．同沉积断层；同沉积断层又称生长断层，主要发育于沉积盆地边缘。在沉积盆地形成发育的过程中，盆地不断沉降，沉积不断进行，盆地外侧不断隆起，这些作用都是由于控制盆地边缘断层的不断活动而发生的。 9．拉伸线理；是拉长的岩石碎屑，砾石，鲕粒，矿物颗粒或集合体等平行排列而显示的线状构造。它们是岩石组分变形时发生塑性拉长而形成的。其拉长的方向与应变椭球体的最大
※<习题1> 1、何为地质构造? 2、什么是构造地质学?共有哪些任务和基本研究方法? 3、什么是石油构造地质学?在石油地质勘查中的位置如何? 5 ※<习题2-1> 1、岩层，地层、层理三者有何区别? 2、在垂向剖面中和地质图上海侵层位与海退层位有何表现? 3、什么是原始倾斜? 4、何为穿时现象？ 5、水平岩层有何特征? 5 ※<习题2-2> 1、什么是岩层产状三要素? 2、何为视倾角、视倾向?真倾角与视倾角如何换算? 3 “V”字形法则的内容和应用条件是什么? 5 ※<习题2-3> 1、哪些标志可用于判断岩层的顶面和底面? 2、真厚度，铅直厚度、视厚度三者有何不同? 3、如何求取岩层的厚度、埋藏深度和露头宽度? 5 ※<习题2-4> 1、整合与不整合反映在地壳运动性质上有何不同? 2、平行不整合与角度不整合有何异同? 3、嵌入不整合、超覆不整合，非整合各指什么? 4、何为古潜山? 5、哪些标志可用于确定不整合的存在? 6、怎样确定不整合的形成时代? 7、与不整合有关的油气圈闭有哪些基本类型? 5 ※<习题3-1> 1、什么是内力?其与外力有何关系? 2、什么是应力?分为几种？怎样确定其正负？ 3、一点的应力状态可用哪几个应力分量来表示？为什么？ 4、平面应力状态下的应力公式怎样应用？怎样确定α值？ 5、平面应力莫尔圆怎样画？怎样应用？ 6、平面主应力莫尔圆、平面纯扭应力莫尔圆、平面一般应力莫尔圆三者有何不同？ 5 ※<习题3-2> 1、什么叫变形？什么叫应变？ 2、线应变与扭应变的正负值是怎样规定的? 3、泊松效应指什么？
4、应变椭球指什么？ 5、什么是应变椭球的无伸缩面和等伸缩面？ 5 ※<习题3-3> 1、何为弹性、塑性？ 2、岩石变形方式有哪几种？ 3、均匀变形和非均匀变形有何特征？各包括哪几种变形方式？ 4、什么是递进变形？ 5、岩石变形可分为几个阶段？ 6、弹性变形有何特征？ 7、通过分析塑性变形的应力应变曲线你得到了哪些收获？ 8、何为松弛？何为蠕变？ 9、塑性变形有哪些基本的机制？ 10、岩石的破裂方式有哪两种？ 11、为什么剪裂角小于900 ？它与哪些因素有关？ 12、那些外界因素怎样影响岩石的力学性质和岩石的变形？ 5 ※<习题3-4> 1、何为构造应力场？通常用什么来表示？ 2、在理想情况下，变形图像与应力网络有何对应关系？ 3、边界条件包括哪些内容？ 5 ※<习题4-1> 1、什么是褶皱、背斜、向斜?它们之间有何关系? 2、褶皱有哪些基本要素?各表示什么? 3、线状构造的产状通常用什么来表示? 4、倾伏角、倾伏方向、侧伏角，侧伏方向各指什么? 5、何为褶皱的波长和波幅? 6、何为闭合背斜?闭合度和闭合面积各指什么? 7、怎样估算闭合构造的闭合度? 5 ※<习题4-2> 1，根据轴面产状和枢纽产状，通常将褶皱分成哪些类型? 2，里卡德的分类有何特点？ 3、据形态，褶皱可分成哪些基本类型? 5 ※<习题4-3> 1、褶皱构造有哪些基本的形态类型? 2、形成平行状褶皱、雁行状褶皱、帚状褶皱的构造应力场各具有何种性质? 5 ※<习题4-4> 1、褶皱形成机制有哪些基本类型?各有何特征? 2、弯滑褶皱作用与弯流褶皱作用有何区别? 3、纵弯褶皱作用与横弯褶皱作用有何不同?
卷(Volume)22,期(Number)4,总(Total)90矿物岩石 页(Pages )16-21,2002,12,(Dec ,2002)J M INE RAL PET ROL 变质核杂岩中高Sr 低Y 型花岗岩的发现及其地质意义 张海祥, 张伯友 中国科学院广州地球化学研究所,广东广州 510640 【摘 要】 在星子变质核杂岩和武功山变质核杂岩中发现了高Sr 低Y 型花岗岩。这是变质核杂岩构造中高Sr 低Y 型花岗岩的首次报道。地球化学研究结果表明,它们具有与adakite 相似的地球化学特征。 在时空分布上,属于中国东部adakite 。它们是由玄武岩岩浆底侵到加厚的陆壳底部导致下地壳麻粒岩部分熔融形成的。结合花岗岩的地球化学特征及现有的资料探讨高Sr 低Y 型花岗岩的形成与变质核杂岩构造之间的成因关系。【关键词】 高Sr 低Y 型花岗岩;变质核杂岩;成因关系中图分类号:P588.3,P619.22+2 文献标识码:A 文章编号:1001-6872(2002)04-0016-05 收稿日期:2002-01-09; 改回日期:2002-06-17 基金项目:中国科学院创新重要方向性项目(KZCX2-102)和国家自然科学基金(49873008)作者简介:张海祥,男,32岁,博士,副研究员,地球化学专业,研究方向:岩石地球化学. 星子变质核杂岩和武功山变质核杂岩分别位于 江西省星子县和宜春市境内,在构造上属扬子南缘,均由中生代地壳伸展作用形成的(图1)。星子变质核杂岩由古元古代变质岩、新元古代片麻状花岗岩和中生代花岗岩组成[1]。武功山变质核杂岩则由新元古代变质岩、加里东期片麻状花岗岩和中生代花岗岩组成[2]。星子变质核杂岩与武功山变质核杂岩中均分布有多期次的中生代花岗岩,详细的元素地球化学研究发现,这两个变质核杂岩中均有高Sr 低Y 型花岗岩。综合这些花岗岩的地球化学特征,并结合现有的研究资料,探讨这些花岗岩的形成与变质核杂岩形成之间的联系。 1 地质概况 星子变质核杂岩中的中生代花岗岩包括玉京山超单元和海会超单元。其中玉京山超单元包括黄岭下、破屋和周家坳三个单元,岩性分别为细粒黑云二长花岗岩、中细粒黑云二长花岗岩和二云二长花岗岩。岩石均具有细-中细粒花岗结构,块状构造,由钾 图1 华南中生代岩浆岩分布图 Fig.1 M ap sho w ing t he distr ibutio n of M esozoic mag-ma tic ro cks in t he so ut her n China 长石、斜长石、石英和黑云母组成,副矿物组合属锆 石-磷灰石型。海会超单元包括风车口和石上李两个单元,由片麻状中细粒斑状黑云二长花岗岩和片麻状细粒少斑二长花岗岩组成,岩石具有细-中细粒花岗结构,片麻状构造。其中风车口单元斑晶以微斜长石为主,斜长石次之,基质主要由斜长石、石英、微斜长石和黑云母组成,副矿物组合属锆石-磷灰石型。 武功山变质核杂岩中的中生代花岗岩由新到老