大别山含柯石英榴辉岩成岩深度测算课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,大别山榴辉岩成岩深度测算,实验内容可行性研讨,汇报人：罗 毅 甜,2012-5-11,实 验 依 据,对地壳岩石形成深度的研究是近,30,年来固体地球科学的前沿课题之一。目前,除用地球物理测深方法外,多数地质学家主要用测得的压力除以岩石的密度计算上覆岩石的深度,这种方法建立在压力与深度呈线性关系上,它忽略了构造作用力对静水压力的影响,所以,测得成岩成矿的深度值会比实际深度大。,吕古贤提出用,“,构造附加静水压力,”,进行深度校正方法,是从测算压力中先消除构造附加静水压力之后再计算上覆岩石厚度。该方法建立在对地壳岩石处于固体应力状态的认识之上,采用弹性固体模型代替静止流体模型,比沿袭至今单纯用压力,/,密度方法得出的深度更符合于实际情况。,实 验 依 据,吕古贤等用,“,构造附加静水压力,”,深度校正方法，对胶东玲珑,-,焦家式金矿成矿深度进行了构造校正测算,，,并据此预测胶东金矿深部存在第二富集带的认识并得到探矿工程的初步证实,，,并且用这一方法实测大别山地区英山县北超高压榴辉岩中含柯石英榴辉岩的形成深度是,32km,，不是,100km,或者更深。,本实验将借鉴吕古贤,“,构造附加静水压力,”,深度校正方法，对大别山地区的,新县,和,岳西县,榴辉岩的成岩深度进行构造校正测算，并与吕古贤,（,1998,）,等人实测的大别山地区,英山县,含柯石英榴辉岩的形成深度值进行对比分析。,研究现状,王方正（,1996,）、,Wang et al,（,2004,）、,Hu et al,（,2004,），建立了地温梯度与地压梯度之间的关系式，用这种方法重新计算了国内外多作者已经发表的榴辉岩和麻粒岩温压数据，发现它们的形成深度最大,45km,，集中发育在,35km,。,丁悌平（,2000,）、,Ding,（,2004,），对于已经收集到的,Sr-Nd,、,O,和,He,同位素资料进行了研究，其结果表明：超高压变质岩保存着表壳岩石原岩的同位素特征，而末显示变质时受到地慢物质的影响。,中国东海大陆探钻研究发现，岩石样品中大多数锆石含有柯石英包体,(,刘福来等，,2003,，,Lie er al,，,2004),，证明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩所组成的巨量陆壳物质普遍地发生超高压变质作用,(,李曙光等，,1993),；大量的区域地质填图、沉积与岩浆岩石学和研究资料并不支持深俯冲观点而表明大别山超高压变质作用发育在壳内,2030km,深处,(,马昌前等，,1999,；汤加富等，,2003),。,研究现状,陈晶等,(1995,）应用透射电子显微镜,(TEM),对大别地区英山县含柯石英榴辉岩、石英榴辉岩及石榴角闪岩中石榴子石进行研究，结果表明在强塑性变形的三类岩石中，石榴子石的超微构造特征存在明显的差异。她在前人,(Ando et al,，,1993),研究的基础上，修正石榴子石,材料系数,为,0.25,，,用石榴于石位错密度估算了相对差应力值。,根据石榴子石位错密度测定的差异应力，结合石榴子石的变形测量，吕古贤等,(1998),恢复构造三维主应力及构造附加静水压力值,P,S,，从柯石英相转变压力,P,中消除构造附加静水压力值,P,S,之后，利用单纯由重力引起的静水压力值,P,G,；换算上覆岩石重力和厚度，获得大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度仅为,32km,的估算数据。据此提出该含柯石英榴辉岩是在这一地壳深处,(,或稍深一些,),受强烈构造作用而形成的新认识。,实验目的和意义,大别山地区构造纲要图,.,北部岛弧杂岩,;.,南大别碰撞杂岩,;.,宿松变质盖层,（吕古贤，,1998,）,实验目的和意义,这次实验的主要任务是要完成对,榴辉岩中石榴子石构造应力应变的测量,。通过观测石榴子石的位错密度，可定性推算岩石曾经经历的古差异应力，不仅为测算深度提供计算参数，也为拟定区域构造演化模式提供佐证。,大别山超高压变质带分布面积广泛，吕古贤（,1998,）只对英山县的含柯石英榴辉岩成岩深度校正，这次实验增加了对新县和岳西县榴辉岩成岩深度的测算，可以增强结论的准确性，更有参考意义。,同时，这次实验也增加了测算样品的数量，能使测算结果更精确。,学习“构造附加静水压力”深度测量方法的原理及过程。,榴辉岩中的石榴子石,含柯石英榴辉岩,实 验 原 理,地质作用深度的构造校正测算方法，是从测算压力,P,中先消除掉构造附加静水压力,P,S,，剩下由重力造成的重力附件静水压力,P,G,，再计算上覆岩石的厚度。,P=P,S,P,G,1,总静水压力,P,，,一般采用矿物流体包裹体或者共生矿物的方法。在吕古贤,（,1998,）,含柯石英榴辉岩的形成深度构造校正测算中，根据变形石榴子石含有柯石英等特征估算,压力值,P2.8GPa,。,实 验 原 理,2,成岩构造应力场的恢复,在野外地质研究中要厘定明确的岩石变形方位，依据野外实测结果并通过手标本或更小尺度变形岩石的观测并计算出变形和应力数据。,变形轴比：,1,=b/c;,2,=a/b;,3,=a/c,3,古构造应力场测算,最大位错密度测量计算（）,应用透射电子显微镜,（,TEM,）,对大别山新县和西岳县的含柯石英榴辉岩中的石榴子石位错密度进行研究,实 验 原 理,差应力计算,运用陈晶（,1995,）石榴子石位错密度计算古应力差公式：,/2=,(b,2,),1/K,（,1,）,式中 常数,K=2,，,是差异应力，剪切模量,=92.08GPa,，,是位错密度，柏氏矢量,b=1.1526m,，,材料系数,=2.5,（经修正）,即可计算出差应力值：,A=,1,3,;B=,2,3,;C=,1,2,实 验 原 理,三维主应力计算,取得差应力值和应变比后，可以计算出,3,个主应力值。,当,1,=,e1,+,P1,，,3,=,e3,+,p3,p,e,时，假设,1,/,3,=,p1,/,p3,也就是,p1,/,1,=,p3,/,3,，,可以利用方程,(2),其中,为岩石或矿物的泊松比,=2.5,；,A,和,B,是,ac,和,bc,变形面上相应的差应力实测值；,3,是变形矿物的变形比值,实 验 原 理,4,成岩期构造附加静水压力值,P,S,=,（,1,+,2,+,3,）,/3,5,含柯石英榴辉岩形成深度的推算,重力附加静水压力,（,3,）,P,G,=P-P,S,吕古贤（,1998,），选定地壳的岩石平均密度为,2.7g/cm,3,，,=0.25,。根据公式（,3,），能计算出每,100m,岩柱的重力产生的附加静水压力,P,G,。,推算出：,H=P,G,/P,G,实 验 内 容,1),通过光学显微镜对含柯石英榴辉岩中的石榴子石进行应变测量，统计计算变形轴比：,1,=b/c;,2,=a/b;,3,=a/c,2),应用透射电子显微镜（,TEM,）对石榴子石位错密度进行统计，并估算相对差异应力值,A,、,B,。,3),根据石榴子石位错密度测定的差异应力,结合石榴子石的变形测量,恢复构造三维主应力及构造附加静水压力值,P,S,。,4),从柯石英相的转变压力,P,中减去构造附加静水压力值,P,S,后,利用单纯由重力引起的静水压力值,P,G,换算上覆岩石的重力和厚度,获得大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度。,问 题,英山县，根据变形石榴子石含有柯石英等特征估算的压力值,P2.8GPa,，,在,新县和岳西县地区能否适用,利用石榴子石位错密度来计算差应力值，公式,/2=,(b,2,),1/K,中的参数：,常数,K=2,，剪切模量,=92.08GPa,，柏氏矢量,b=1.1526m,，,材料系数,=2.5,在,新县和岳西县地区能否适用,Thank You!,请老师批评指正,