超高压榴辉岩流变学研究

大陆岩石圈和大洋岩石圈在成分、厚度和力学强度方面有明显的差别。因此,现有板块构造不完全适合于大陆构造。大陆地壳和上地幔流变学的综合研究是认识大陆构造最佳途径之一。流变学研究是大陆造山带几何学、运动学和动力学的桥梁。大陆岩石圈对构造作用、重力不稳定性和热结构的响应在很大程度上取决于岩石流变强度。岩石圈流变性质是岩石圈分层、构造复杂性和塑性流动的主导控制因素。超高压榴辉岩在地幔对流、壳-幔物质循环和俯冲带动力学起着重要作用。榴辉岩的流变性质和变形机制对于阐明大陆造山带和大陆深俯冲的动力学过程具有十分重要的意义。本文主要内容包括以下4个方面:(1)岩石流变学研究在地球动力学中地位和重要性;(2)回顾池际尚先生对岩石流变学实验的贡献;(3)近几年来超高压榴辉岩流变学研究成果;(4)国外岩石流变学实验研究发展态势和启示。

结构水引起的榴辉岩变形组构和变形机制

运用电子背散射衍射技术研究了天然超高压榴辉岩中石榴石和绿辉石的变形晶格优选方位与其结构水之间的关系,并探讨了榴辉岩的主要塑性变形机制.研究结果表明:(1)天然榴辉岩中富结构水的绿辉石具有典型的L或SL型组构,[001]轴极点在面理面上呈大圆环分布,最大极密对应轴向近平行线理,(010)面极点为垂直线理分布的大圆环,最大极密对应晶面近平行面理,表征在剪切为主变形条件下形成;绿辉石中结构水含量变化不会导致绿辉石变形组构特征大的变化,即不改变变形机制和位错主滑移系,但可能是造成绿辉石低流变强度的主因;(2)榴辉岩中结构水含量变化可以造成石榴石流变性质的重大转变,在无水条件下石榴石显刚性,在富结构水条件下颗粒边界过程将主导石榴石的塑性变形并导致流变强度的下降,在这两种情况下石榴石都不显示晶格变形优选方位.该研究成果对深入了解榴辉岩在深俯冲和折返过程中的变形过程和机制及相关的流体活动具有重要意义.