文档介绍：第卷第期地质力学学报..
年月.
文章编号: .
祁连山玉石沟橄榄岩显微构造特征及演化
杨艳,杨波, 张宏远
中国地质大学地球科学与资源学院,北京
摘要:橄榄岩作为上地幔的主要成分,影响着上地幔的流变学行为,其显微构造
记录了岩石形成发展过程中所经受的构造事件。通过对祁连山玉石沟橄榄岩样品的
镜下显微构造观察、岩石组构测定及位错分析,探讨了与变形相关的温度、
围压、含水性和应变速率等因素,总结该岩石的变形机制和变形历史,并推断其形
成发展时大地构造环境。研究表明,玉石沟橄榄岩产自上地幔,其变形改造经历了
上地幔演化和脆一韧性变形个阶段。上地幔演化阶段橄榄石发育明显的型原
生组构,电子背散射衍射技术测定的橄榄石显微组构表明,该地区橄榄
岩形成于高温、低应力、低应变速率、低含水量的地
幔浅部环境条件下;脆一韧性变形阶段叠加改造了原生型组构,而发育明显的
型次生组构。橄榄石变形主控因素为动态恢复作用,普遍发育亚晶粒、消光带和扭
折显微构造等相关组构,并与透射电镜下所观察到的位错排对应,同时还发育以微
破裂为主的一套脆性变形组构,表现出两组共轭剪破裂和另一组张性破裂等现象,
揭示出与韧性动态恢复现象一致的应力场方向指示。
关键词:祁连山;玉石沟;橄榄岩;显微组构;变形机制;变形历史
中图分类号: 文献标识码:
岩石圈类主要造岩矿物方解石、石英、长石、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石
的塑性变形行为是了解地壳到地幔各层次结构、流变学特征及动力学演化的重要途径⋯。
作为了解上地幔力学与流变学表现的重要依据之一,橄榄石塑性变形行为研究具有重要意
义,它是窥探上地幔动力学过程的窗口。橄榄石显微构造记录了其所经历的变形变质过程、
塑性流动等信息,可以用来估算岩石变形过程中的差异应力、应变速率、温度、压力等流变
学参数,定性探讨上地幔变形环境,并总结岩石样品形成与发展过程中的变形机制和变形
历史。
橄榄石组构类型
前人对天然橄榄岩和实验变形样品的研究揭示,橄榄石在塑性流变过程中形成的结晶学
收稿日期:
基金项目:国家自然科学基金重点项目;中国地质调查局地质调查项目
作者简介:杨艳·,女,中国地质大学北京本科在读,资源勘查固体矿产专业。:
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通讯作者:张宏远,·: ..
地质力学学报
果,发现样品中橄榄石发育明显的型原生组构,玉石沟橄榄岩具有明显的残斑结构,综
合分析玉石沟橄榄岩来源于高温℃、低应力、低应变速率、低含
水量的上地幔环境。
玉石沟橄榄岩中发育有组共轭剪节理,橄榄石普遍发育显微破裂,应力应变分析显示
样品曾受到剪切作用而发生脆性变形。另外样品中普遍发育亚晶粒、扭折带显微构造,透射
电镜观察超微构造发现一些呈直线型定向排列的自由位错,表现为韧性变形。分析认为亚晶
粒、扭折带、消光带和显微破裂指示相同的应力场,属同期形成,岩石主要表现为脆一韧性
变形,此阶段变形一定程度上影响了橄榄岩中橄榄石原生型组构,使橄榄石晶体、
轴在极密图中形成环带而表现为型次生组构。这表明在玉石沟橄榄岩发育过程中,
该地区发生过强烈的构造运动。
. 变形构造分期与配套
变形机制分析发现,玉石沟橄榄岩中发育有以显微破裂为主的脆性变形和以位错蠕变为
主导的塑性变形,并表现有明显的型原生组构及型次生组构,结合前人对祁连山缝合
带构造演化的研究,本文将玉石沟橄榄岩变形过程分为上地幔演化和造山运动时脆一韧性变
形个阶段:上地幔演化阶段发育明显的型原生组构;造山运动时脆一韧性变形阶段橄
榄石变形主控因素为动态恢复作用,普遍发育亚晶粒、消光带和扭折显微构造等相关组构,
并与透射电镜下所观察到的位错排对应,同时还发育以微破裂为主的一套脆性变形组构,表
现出组共轭剪破裂和另一组张性破裂等现象,此阶段变形叠加和改造了型原生组构。
进一步研究方向
蛇绿岩套中橄榄岩形成及演化过程复杂,其显/超微构造往往反映了多期构造事件,为
能够更详细地研究其变形机制、变形历史,进而深入研究其在大地构造运动过程及应力应变
分析中的指示和校验意义,还需要开展以下工作:
①系统制作透射电镜样品,进一步详细研究其位错组态发育及分布等情况,分析其差应
力等流变参数。
②在野外系统采集定向的祁连山玉石沟地幔橄榄岩样品,测定其岩组类型,系统地进行
应力应变分析,详细厘定其变形期次,结合前人研究进展,总结后期构造运动对原生构造的
影响,初步探讨祁连山玉石沟地区大地构造运动情况。
致谢感谢中国地质大学北京透射电镜实验室韩勇老师、岩组实验室张若愚硕士
以及中国地质科学院地质研究所陈方远老师在样品分析过程中的指导。