松辽盆地国际大陆科学钻探:白垩纪恐龙时代陆相地质记录

过去一百年地球的气候持续变暖,未来地球可能进入两极无冰的温室气候状态。白垩纪是深时典型的温室气候时期,认识白垩纪气候对于理解过去和预测未来气候变化均有重要意义。松辽盆地国际大陆科学钻探以研究白垩纪陆地气候与环境演变、探索大规模陆相有机质富集机理为科学目标,在国际大陆科学钻探计划ICDP框架下,成为全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井。项目历时16年,以超97%的取心率获得连续完整的8187 m岩心,建立了松辽盆地陆相白垩系高精度年代地层框架,重建了松辽盆地白垩纪多时间尺度陆地气候旋回与气候事件,揭示了白垩纪湖海平面波动机理,确认了松辽盆地发生过海侵事件。松辽盆地国际大陆科学钻探推动了全球地质学家合作研究白垩纪温室气候,带动了一系列高水平学术成果的产出,为松辽盆地油气勘探可持续发展提供了重要科学支撑,产生了显著的社会效益和重大的国际与国内影响。松辽盆地国际大陆科学钻探代表了探索深时的一个具有里程碑意义的阶段。可以预见,未来借助科学钻探,人类会不断增强对深时气候环境演化等方面的认识。

松辽盆地南部上、下白垩统界线研究:以松辽盆地国际大陆科学钻探松科3井为例

国际上公认的上、下白垩统界线绝对年龄为100.5 Ma,该界线的“金钉子”位于海相地层中,而陆相层序中有关该地层界线的“金钉子”迄今尚无报道。陆相上、下白垩统界线的研究对于了解白垩纪中期温室条件下陆地上所经历的古地理、古环境、古气候的演化过程具有重要价值。我国东北地区的松辽盆地发育完整的白垩纪陆相地层,可能为陆相的上、下白垩统地层界线的研究提供连续的地质记录。本文基于松辽盆地国际大陆科学钻探松辽盆地南部松科3井全取心资料,通过对岩石类型、岩性序列和沉积相研究,于井深1191.6 m处的泉头组二段上部滨浅湖相沉积序列中发现灰色、灰绿色流纹质岩屑晶屑沉凝灰岩。通过同沉积期岩浆锆石U-Pb测年获得年龄(96.8±2.9)Ma,时代属于塞诺曼中期。结合前人资料得到研究区登娄库组—泉头组沉积速率为90.54~110 m/Ma,由此确定出上、下白垩统界线位于松科3井泉一段中部(井段1526.6~1598.6 m)。本文在考虑测年结果误差的情况下,另外计算出松科3井上、下白垩统界线介于泉二段中部至登四段上部(井段1279.6~1917.6 m)。其他学者基于松辽盆地北部松科1井和松科2井年代学研究结果,推测该界线应位于登娄库组内部。松科3井连续取心结果揭示的登娄库组和泉头组为连续发育的河流相和湖泊相沉积序列。地震反射层位对比结果显示,在整个松辽盆地内普遍发育登娄库组—泉头组的地层和连续沉积记录,因此在松辽盆地其他地区的登娄库组—泉头组地层中也应存在上、下白垩统界线的连续沉积的地质记录。本文为在松辽盆地及邻区探寻上、下白垩统陆相地层界线的全球“金钉子”提供了基础资料和探索方向。

伸入地球内部的望远镜——大陆科学钻探

☆人类居住的地球的内涵究竟是什么样的?这是人类希望解开的“谜”。随着航天技术的发展,开辟了人类通往宇宙星际的大门,与之相应的“入地”计划正在应运而生。这就是“大陆科学钻探”。中国地质科学院副院长、研究员许志琴在《伸入地球内部的望远镜》一文中告诉我们:在大陆科学钻探就是一个伸入地球内部的望远镜。它不仅可以帮助人们认识地壳的构造;还可以为人类寻求能量资源开辟新的前景;还可以探测地球深部流体作用及深部矿产资源的开发以及其它,等等。本文还介绍了中国大陆科学钻探的规划情况。

中国大陆科学钻探工程主孔及周边地区花岗质片麻岩的地球化学性质和超高压变质作用标志的识别

花岗质片麻岩是中国大陆科学钻探工程主孔0-2000m深度范围内出露的主要岩石类型之一,集中分布于1113.14-1596.22m之间,而在0-1113.14m和1596.22-2000m深度范围内主要以“夹层”形式赋存于副片麻岩和(退变)榴辉岩中,夹层的厚度为0.54-5.82m左右。花岗质片麻岩累计厚度430.98m,占2000m岩心的21.55％左右。地球化学研究结果表明,主孔中花岗质片麻岩SiO2含量普遍偏高,为71.55％-77.18％之间,Al2O3含量为11.54％-13.57％。TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO含量则明显偏低,其中Fe2O3+FeO总量为1.05％-2.94％,MgO=0.06％-0.59％。CaO含量为0.30％-2.65％。Na2O和K2O含量变化相对较大,分别为0.29％-4.06％和2.90％-6.67％之间,且大多数样品K2O含量高于Na2O含量。稀土元素配分模式具有右倾式的特点,轻稀土相对富集,而重稀土相对亏损,具有强烈的负Eu异常,Eu/Eu=0.21-0.26之间。在标准化蛛网图上,则显示Ta、Nb、P和Ti的明显亏损以及中等-强烈的负Ba异常,Ba/Ba=0.25-O.64之间,平均值为0.45左右。上述主元素、稀土元素和微量元素特征与中国大陆科学钻探预先导孔CCSD-PP1岩心以及东海及其邻区地表露头的花岗质片麻岩的化学成分十分相似,具有A型花岗岩的地球化学特征。采用激光拉曼技术,配备阴极发光测试。

中国大陆科学钻探工程主孔(100～2050m)榴辉岩岩石化学研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于江苏东海县,即大别-苏鲁超高压变质带的东部。该钻孔100至2050m井段钻遇的岩石主要是超高压变质的榴辉岩、副片麻岩、正片麻岩、石榴石橄榄岩,以及少量的石英岩和片岩,其中榴辉岩的总厚度达1200m。这些榴辉岩具不同矿物组成和不同的全岩化学成分,据此可划分为高硅型、高铝型、高钛型、高钛铁型、高镁型和正常型榴辉岩。正常型榴辉岩SiO2=55％-43％,TiO2<2％,Al2O3<18％,MgO<11％,Na2O+K2O=1.5％-8.2％,CaO=4.2％-13.1％和FeOT=5.3％-18.1％,多呈LREE富集的REE型式;高Si榴辉岩具较高SiO2(55％-63％)和Na2O+K2O(2.9％-7.8％)含量,REE配分型式为LREE富集的正Eu异常型;高Mg榴辉岩与石榴石橄榄岩共生,特征是富MgO(12.2％-17.1％),贫Na2O和K2O,具有较低的REE含量;高Al榴辉岩的Al2O3含量大于18％,REE配分型式为LREE富集型,且多具有正Eu异常;高Ti榴辉岩具有较低的SiO2(<45％),较高的TiO2(3％-6％)含量;高Ti-Fe型榴辉岩具异常的化学成分,具有最低的SiO2含量和最高的TiO2和FeOT含量,以及很低的REE总量,并呈LREE和HREE亏损,MREE富集的配分型式。研究显示,榴辉岩的原岩是多成因的,很可能是起源于不均匀的地幔源区,而且强烈的结晶分异作用又使其成分发生明显的变化。同时。

中国白垩纪大陆科学钻探工程：松科一井科学钻探工程的实施与初步进展

获取全球环境与气候变化记录是世界科学钻探发展的必然趋势。白垩纪作为地质历史时期"温室气候"的典型范例时期,提供了温室气候条件下地球气候系统运作和变化的良好档案。但是目前国际上针对白垩纪地层的科学钻探主要限于海相地层,对陆相白垩系的科学钻探尚属空白。在我国松辽盆地北部新近完成的中国白垩纪大陆科学钻探工程——松科1井项目有望在此方面取得重要的突破。该项目经过一年多的努力,钻探工程已经全部结束,总计获取岩心长2485.89m,收获率达96.46%,是目前为止所获取的国际上第一条最长而且连续的白垩系陆相沉积记录。针对岩心的全面研究工作正在开展并已取得初步成果。相关研究工作进展突出表现在通过厘米级样品的取样与分析,将传统地质学百万年的时间分辨率提高到万年尺度,预计其研究结果可为解决当今的全球变暖问题提供重要的参照。利用松科1井科学钻探工程的原始科学资料和研究成果,对岩心已经和在建的包括岩石地层、古生物、沉积相、古地磁、有机地化、旋回地层、地微生物等十大剖面系列,进行科学钻探成果的集成。初步研究在沉积学和有机地球化学、旋回地层学、松辽古湖泊温度变化、地微生物和古大气中CO2浓度定量重建方面已取得重要进展。"松科1井"全部岩心剖切后,38%将馆藏保存,其余将用于现阶段研究,并向全世界科学家开放。后续工程"松科2井"也已经被列入国际大陆钻探计划(ICDP)候选项目。

中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩石弹性波速度:对地震深反射的约束

在常温常压条件对中国大陆科学钻CCSD主孔岩心的700样品进行了弹性波速度测量,并建立了主孔2000m的波速(Vp和Vs)连续剖面,为检验地球物理模型的合理解释提供了岩石物理学方面的宝贵资料。主孔中新鲜榴辉岩纵波速度(Vp)最大(7.86km/s),正副片麻岩波速最小,又分别为5.53km/s和5.71km/s,榴辉岩的波速随着退变质作用的增强而明显减小。主孔2000m总平均Vp速度为6.2km/s,它与地球物理探测方法获得的大别-苏鲁造山带上地壳具有6.2-6.3km/s 高速层结论是一致的。大部分岩石具有明显地震波各向异性。水饱和度使岩石纵波(Vp)速度和剪切波速度(Vs)分别增加19％和6％,而使Vp的各向异性降低3％-4％。不同岩性界面的反射系数(Rc)是产生地震反射的主要原因。金红石榴辉岩与片麻岩之间具有很高的反射系数(0.24-0.31)。韧性剪切带中糜棱岩化片麻岩和面理化榴辉岩使岩石各向异性和反射强度明显增加。岩石微裂隙与主孔原位波速变化有密切关系。饱水岩石速度(Vp和Vs)可以代表CCSD主孔原位状态的地震波速度。上述成果为本区地震反射体成因提供了重要的岩石物理性质约束。

中国大陆科学钻探终孔及研究进展

中国大陆科学钻探工程经过1309天的努力奋斗,于2005年1月23日,钻井终孔深度达到5118.20m。成为中国钻探技术发展的新里程碑。全面研究正在开展,在巨量物质深俯冲、超高压深俯冲与折返的精确定年、超高压岩石的原岩形成背景、上地幔流变学、地幔特殊新矿物发现、地下流体异常及地下微生物发现等方面已取得重要进展。

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩中的钛矿化

中国大陆科学钻探工程100-2000 m的岩心、矿心的观察、编录揭示主要有经济价值的含钛相是金红石,其次是钛磁铁矿。主要含矿岩石是普通金红石榴辉岩和石英金红石榴辉岩,其次有多硅白云母金红石榴辉岩,蓝晶石金红石榴辉岩,金红石黑云绿帘纤闪石岩(退变的石榴辉石岩)和金红石-含钒钛磁铁矿榴辉岩。划分了四个矿化层位。金红石在矿层中的含量一般为2％-5％(体积),多者高达8％-10％。金红石的TiO2含量在95％(重量)以上,多产于石英榴辉岩、多硅白云母榴辉岩中。钛磁铁矿的TiO2含量在49％-55％(重量),钛磁铁矿多见于黄铁矿-金红石-钛磁铁矿榴辉岩(546-608 m岩性段)中,含钛磁铁矿5％-25％,石榴单辉橄榄岩(608-683 m岩性段),含钛磁铁矿达5％-10％和第三含矿层中局部黑云绿帘角闪岩夹层内,含钛磁铁矿可达6％。30个榴辉岩和超铁镁质岩中8种主要造岩矿物148个点的电子探针分析结果揭示:榴辉岩可分为壳源和幔源两大类,钛磁铁矿富含V、Ni、Cr说明来自幔源,大部分金红石则来自壳源榴辉岩,它们的原岩是 曾经居留地表的基性火成岩,在深俯冲的过程中经超高压变质成为含柯石英的榴辉岩。岩石薄片中金红石和柯石英的假像共存于同一石榴石或绿辉石晶粒中,也见金红石粒内有”柯石英”假象,这清楚说明金红石结晶于超高压的峰期?

中国大陆科学钻探主孔1200米构造柱及变形构造初步解析

在利用成象测井资料准确地恢复岩心空间位置的基础上,建立了位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探主孔岩心1200m精细构造柱。划分了由榴辉岩与超镁铁质岩组成的第一岩性-构造单元及由副片麻岩夹榴辉岩与超镁铁质岩透镜体组成的第二岩性-构造单元,自上而下岩石的面理产状由向东陡倾变为向南东缓倾。第一岩性-构造单元的榴辉岩与超镁铁质岩是毛北榴辉岩杂岩体的组成部分,在榴辉岩中发现以南北向拉伸线理及由北往南的剪切指向为特征的超高压变质岩早期变形举止。位于第二岩性-构造单元下部(770-1130m深度)300多米厚的韧性剪切带是地表出露的毛北韧性剪切带在孔下的延伸,剪切应变及石英组构分析表明,在伴随的退变质角闪岩相→绿帘角闪岩相→绿片岩相的转换过程中,剪切应变由自SE往NW的“逆冲”转为NW向SE的正向滑移。结合钻孔围区地质,重塑了上部由毛北榴辉岩杂岩体与副片麻岩围岩组成的轴面向SE倾斜的同斜倒转褶皱系,以及下部为韧性剪切带的构造模型。钻孔验证了VSP地震反射剖面中850- 12000m深度的强反射层与韧性剪切带相吻合。结合苏鲁超高压变质地体的折返构造的研究,提出该构造模型的成因与折返阶 段超高压变质地体的斜向上的挤出及后折返阶段的穹隆形成有关。

中国大陆科学钻探靶区深部温度预测

依据中国大陆科学钻探 (CCSD)两口先导孔中地热测量和岩石样品热物性参数 ,对 5 0 0 0m深钻的可能钻遇温度进行了预测 .先导孔中地温梯度介于 1 9— 2 6℃ /km ;岩石热导率变化为 2 .6 4— 8.81W/(m·K) ,平均 (3 .94± 1 .2 6 )W/(m·K) ;实测热流值为 76— 80mW/m2 ;3 0块岩石样品放射性生热率变化为 (0 .0 9— 2 .1 7) μW/m3,45 0m深度以上层平均 (0 .76± 0 .5 ) μW/m3,以下层段平均 (0 .48± 0 .2 ) μW/m3,生热率随深度递减 ,但变化趋势难以明确判定 .分别对热流和热导率取上、下限 ,采用不同的生热率随深度的分布函数 ,区分考虑或不考虑热导率的温度相关性 ,分别计算出 5 0 0 0m深度内可能的温度分布剖面 .计算结果表明 ,超深井于 5 0 0 0m垂直深度上的温度将达到 1 1 0— 1 40℃ ,2 0 0 0m深度的探井钻遇温度将介于 5 4— 6 4℃ .此外 ,考虑热导率的温度效应后预测的温度一般高于未考虑热导率温度效应 5— 8℃ .

中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩石热导率及其各向异性:对研究俯冲带热结构的启示

系统研究了中国大陆科学钻探工程主孔100-2000米岩石的热导率和生热率特征。初步研究了岩石热导率随矿物组成的变化关系、岩石热导率的各向异性及其影响因素。主孔2000米的岩心热导率介于1.873-4.062 Wm-1K-1之间,平均热导率2.967 Wm-1K-1。整体上热导率出现的频率主峰分布在2.8-3.0 Wm-1K-1。榴辉岩热导率随着其退变质程度的增加而降低,新鲜榴辉岩热导率集中分布于3.6-3.7 Wm-1K-1,角闪石化榴辉岩的热导率分布在3.1-3.2 Wm-1K-1,强退变的榴辉岩热导率分布于2.4-2.5Wm-1K-1。片麻岩热导率主要分布于2.8-3.0Wm-1K-1。从垂向上看,主孔100-735米主要由榴辉岩组成,热导率整体比较大,平均3.265 Wm-1K-1;1200-1600米主要以花岗质片麻岩为主,热导率比其它层位偏低,平均2.755 Wm-1K-1。通过对面理发育的样品进行测试,东海地区各类岩石的热导率具有较明显的各向异性。榴辉岩和片麻岩热导率的各向异性平均值分别为4.66％和22.99％,超基性岩的热导率平均值为3.322Wm-1K-1,各向异性 16.08％。岩石热导率在垂直于面理的方向上具有最小值,在平行于面理的方向上具有最大值。上述资料对超高压地体热结 构特征的研究提供了重要数据基础。

中国大陆科学钻探主孔动态地温测量

介绍了大陆科学钻探主孔完钻后4次的钻井测温数据,地温梯度随深度的变化趋势,系统的热导率测试结果及其温压校正.地温测量显示,浅部（100m以上）的4次测量结果有较大的区别,而100m以下测量温度趋于一致.在900～1600m井段,温度略有波动,可能存在地下水活动.到了深部,温度与深度呈现良好的线性关系.在0～500m,500～2700m,2700～3600m及3600m以下这4个井段范围内,地温梯度随深度降低或增加的趋势交替变化,平均地温梯度24.8±3.4℃/km.198块岩芯样品测试结果表明,热导率变化范围在1.711～3.6 W/（m·K）,平均2.716±0.403 W/（m·K）.依据实测的温度-深度进行温压校正后,热导率为1.989～3.652 W/（m·K）,平均2.808±0.363 W/（m·K）.热导率随深度的变化趋势与地温梯度的变化趋势并不能完全相互补偿,表明影响地温梯度的其他因素不容忽视.大陆科学钻探温度测量,为今后进一步研究超高压变质带深部地热场及其地球动力学含义提供了可靠的基础数据.

中国大陆科学钻探主孔(0～2000m)地球物理测井

中国大陆科学钻探测井使用了先进的ECLIPS5700成象测井设备,20多种测井方法,原位获取了钻孔剖面岩石的各种物理化学参数、钻孔几何形态、钻孔几何形态参数和井壁图像。建立了结晶变质岩各种测井物性参数剖面。主要有:三种探测深度不同的电阻率[双侧向(RD、RS)、微球聚焦(RMSF)]、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、自然伽马能谱(U、Th、K、SGR、CGR)、岩性密度(DEN,Pe)、中子孔隙度(CNL)、多极阵列声波(Vp、Vs、Vst)、超声成象(CBIL)、微电阻扫描成象(MFI伽马(GR)、自然伽马能谱(U、Th、K、SGR、CGR)、岩性密度(DEN,Pe)、中子孔隙度(CNL)、多极阵列声波(Vp、Vs、Vst)、声成象和微电阻扫描成象(STAR-Ⅱ)、井温(T)、磁化率(MS)、井液电阻率(Rm)、井径(CAL)和井斜(DAZ、DEV)等。测井响应特征分析研究表明,测井响应变化明显,丰富多彩。可根据测井响应分析发现、识别超基性岩、榴辉岩、角闪岩和正、副片麻岩等主要 岩性、分层和恢复岩心缺失井段岩性,研究变质岩源岩和变质环境。包括自然伽马、自然伽马能谱、岩性密度和中子孔隙度(含氢指数)测井的核测井系列在识别和重构变质岩剖面中扮演着举足轻重的角色。科学准确地解决了利用成象测井资料恢复岩心空间位置的难题,国内首次完成了长井段(CCSD-MH孔100-2000米)岩?

苏北大陆科学钻探靶区岩石物理性质

对苏北地区主要岩石物性的调查结果发现 ,科学钻探的目标体榴辉岩有很大的密度 ,与其他围岩的密度差达 0 9× 1 0 3kg/m3,具有重力勘探的物性基础 ;除角闪石化榴辉岩的弹性波速与围岩相近外 ,榴辉岩的弹性波速高于其他围岩 ,地震勘探在该区应是一种有效的勘探方法 ;就磁性而言 ,榴辉岩的磁性介于围岩磁性之间 ,与围岩磁性没有明显区别 ,但金红石矿化榴辉岩的磁性有明显差别 ,因此磁法勘探在该区受到岩石组成复杂性的限制 .

中国大陆科学钻探主孔钻孔崩落与现场应力状态的确定

中国大陆科学钻探主钻孔在1200m深度以下出现了钻孔崩落现象,我们在1200m至2015m的范围内采集了82个钻孔成像测井图象资料。对钻孔崩落长轴方位进行了方向统计,结果表明近似对称的崩落平均方位为324.8°±3.3°,对应的平均最大水平主应力方位为54.8°±3.3°。利用崩落形状要素(崩落深度和崩落宽度)以及岩石力学实验确定的岩石内聚力和摩擦系数,计算了1269m、1500m、2000m等16个深度上的最大和最小水平主应力的大小。根据岩石密度测井资料计算了各个深度上静负载应力。三个主应力的大小和方向反映出主钻孔位置的应力场处于走滑应力状态,与地震震源机制解得到的走滑应力场一致。

中国大陆科学钻探现场分析与地下流体异常识别

对中国大陆科学钻探深孔中泥浆进行脱气,采用质谱仪、气相色谱仪和测氡仪在线测定He、CO2、CH4、H2、N2、O2、Ar、C2H6、C3H8、n-C4H10、H2S、CO、Rn等多种气体。在排除钻井过程、钻具磨损、泥浆性能、仪器波动、气路设计等对气体分析的严重干扰后,可以发现气体异常与岩心和地层裂隙、破裂面及构造破碎带等具有相关性。同时采用高效液相色谱分析泥浆清液,也发现了来源于地下的流体。

中国大陆科学钻探主孔高钛与低钛榴辉岩地球化学特征对比及其对金红石成矿的指示意义

榴辉岩型金红石矿床是我国原生金红石矿床的最重要类型。本文以中国大陆科学钻探主孔0～2000m范围内揭露的榴辉岩为对象,通过对榴辉岩中TiO2与其它元素协变关系的全面分析,同时结合我国原生榴辉岩型金红石矿床TiO2的平均品位,将榴辉岩区分为高钛榴辉岩(TiO2>2％)和低钛榴辉岩(TiO2<2％),并据此系统对比了二类榴辉岩地球化学组成的差异。研究结果表明,高钛榴辉岩相对贫硅、贫钾、富铁,Al2O3／TiO2比值和全碱(K2O+Na2O)含量总体偏低,Cs、Rb、Ba等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素不同程度亏损,而放射性元素Th、U则相对富集,并总体具有较低的轻重稀土比值。榴辉岩型金红石矿床的形成主要受原岩因素制约,原岩的源区组成、产出环境、起源深度、部分熔融程度和随后的结晶分异过程对Ti的初始富集均具重要影响,富钛基性原岩是榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础,高压区域变质作用是这类矿床形成的必要条件。

中国大陆科学钻探(CCSD)主孔地区岩石圈热结构

岩石圈热结构是指地球内部热量在壳幔的配分比例、温度以及热导率和生热率等热学参数在岩石圈中的分布特征。岩石圈的热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,同时还控制了化学反应的类型和速度,从而制约着岩石圈的发展和演化。本文在前人CCSD主孔岩石主、微量元素研究基础上,利用Rybach生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,并结合岩石热导率的测定研究了CCSD主孔100-2000m岩石的热结构和主孔榴辉岩在不同退变质程度下生热率、热导率的变化:钻孔中岩石的平均生热率为0.95μWm-3,平均热导率为2.96mWm-1K-1。,其中片麻岩生热率高迭1.01-1.7μWm-3,热导率为2.76-2.96mWm-1K-1;基性超基性岩石生热率最低(<0.21μWm-3),热导率则高达3.20mWm-1K-1以上;新鲜榴辉岩生热率、热导率居中,分剐为0.16-0.44μWm-3和3.31-3.85mWm-1K-1。钻孔中榴辉岩生热率、热导率变化主要受岩性控制:从新鲜榴辉岩到完全退变榴辉岩,热导率总体上降低,但从强退变榴辉岩到完全退变榴辉岩,岩石热导率升高;而在此过程中岩石生热率总体上升高,仅当从中等退变质榴辉岩退变为强退变质榴辉岩时,岩石生热率出现降低趋势。在综合研究的基础上预测CCSD主孔5000m深度处温度为139℃,温度范围为131-151℃。根据区域深部地球物理探测成果对CCSD主孔地区岩石圈热结构进行了研究:上地壳底部温度为256℃,中地壳底部温度为492℃,Moho面温度为683℃,岩石圈底部温度为1185℃,来自地幔的热流为44.1mWm-2,对地表热流的贡献率为58%。研究结果表明,由岩石物理方法获得的CCSD主孔地区岩石圈地温曲线与石榴石-二辉橄榄岩包体推断的中国东部地温曲线十分吻合。

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史

中国大陆科学钻探工程的实施,为超高压变质带的研究打开了新的生面,加深了对苏鲁超高压变质带的认识。从100-2000米获得的岩心的岩石学观察,得知主要岩石类型有:(1)榴辉岩及石榴辉石岩;(2)榴辉岩质片麻岩;(3)石榴橄榄岩;(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等。榴辉岩可分幔源和壳源两类,壳源榴辉岩在钻孔中分布较广,上部最为集中;幔源榴辉岩,包括石榴辉石岩,在空间上与超镁铁岩有密切共生关系。榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石,与壳源的榴辉岩共生,显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系。石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主,是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成。石榴橄榄岩中的石榴子石富镁,单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石,说明其经过超高压变质的过程。从变质岩石的组合,面理和线理产状的差异,地震反射面和构造角砾岩带的发育,发现以1600米为界,可大致分为2个岩片。上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高,下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低。由于隆升进入中下地壳,超高压变质岩普遍发生退变质。榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩,榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩,变质条件为角闪岩相,它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为?