大陸岩石圈天然流變典型區（遼西興城）解剖研究

《大陸岩石圈天然流變典型區（遼西興城）解剖研究》是依託吉林大學，由劉永江擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：大陸岩石圈天然流變典型區（遼西興城）解剖研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：劉永江
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

本項目是大陸岩石圈天然流變學系統研究的一部分，擬選擇流變構造豐富的華北陸塊基底典型出露區開展詳細的天然岩石流變學解剖研究。通過遼西興城地區野外地質調查、詳細構造解析，岩石流變特徵、變質-深熔作用、數值模擬與物理模擬等系統綜合研究，查明不同構造層次、不同天然岩石流變構造的幾何學、運動學與類型屬性、組合特徵和流變行為等，並獲取各類流變學參數；揭示中、下地殼岩石巨觀尺度的流變學性質和變形行為，查明大陸克拉通地殼流變作用和行為的主要控制因素（岩石組成、結構、P-T條件、流體、深熔作用等），最終建立以研究區為代表的大陸克拉通中、下地殼的岩石流變學結構。為探討研究大陸岩石圈流變學性質提供可靠的構造-岩石學標誌，為岩石變形實驗、構造模擬和地球物理數據解釋提供有效的天然岩石流變學依據。

結題摘要

項目對華北克拉通北部基底岩石構造-流變發育典型區（遼西興城-台里、錦州-醫巫閭、冀東青龍、遼東鞍山、內蒙古大青山等地區）不同構造層次、不同天然岩石開展系統的岩石組成、結構構造及流變特徵的解析研究。初步建立了重點解剖區（遼西興城-台里）的三維構造變形模型，並獲得了中淺部地殼花崗質岩石流變學參數、性質和變形機制。基於岩石熔融強度、熔融程度及溶體比例分析，揭示了熔融作用與流變學行為的關係。同時結合岩石組構特點和熱年代學研究，確定了克拉通基底岩石的隆升過程、速率及相應的流變結構。綜合不同大地構造背景、不同地殼層次典型變形區天然岩石流變學特徵，初步建立了地殼流變結構模型：中、淺部地殼層次岩石變形以礦物位錯蠕變（晶內重結晶）機制為主，多為中、低溫塑性流變，並具有階段性遞進變形的特點。其演化過程具有從初始脆韌性變形→高溫韌性變形→低溫脆性變形，剪下過程為純剪下→簡單剪下→純剪下的演變過程。變形帶內的岩性差異控制了變形帶內不同區域的應變速率，並影響了不同類型組構的發育，在岩石學接觸邊界上具有相對較高的應變速率。然而中、下部地殼層次岩石隨變質-深熔作用的增強，熔體的出現弱化了岩石的流變結構。變形機制以顆粒邊界擴散蠕變和顆粒流動（超塑性流）為主，岩石發生大規模的塑性礦物顆粒流動變形。由於固-液兩相變形介質參與，使得變形樣式極為複雜。巨觀上形成不對稱流動組構、條紋條帶構造、熔融線理、層內流動褶皺等構造形跡；微觀上礦物晶體沒有發生明顯塑性變形，均勻消光，晶體為三邊平衡結構，與靜態變質結構相似。部分熔融岩石在差應力的作用下熔體排出後，殘餘體強度增加，礦物晶體仍可以表現為脆性變形，位錯蠕變機制在這種缺少熔體參與的條件下仍起主導作用。