磁组构的分离与岩石构造变形分析

目前实验条件下获得的AMS(磁化率各向异性)是岩石内所有磁性矿物磁化率各向异性叠加的综合响应,详细的岩石磁学和构造地质学的综合分析表明常规AMS测试结果通常无法揭示岩石复杂的构造变形过程.本文综述了运用非磁滞剩磁各向异性(AARM)、低温AMS(LT-AMS)和高场AMS(HF-AMS)等实验方法对岩石AMS组分进行分离,可以定量获取不同磁性矿物的磁组构贡献,进而解释其不同的变形特征.在此基础上阐述了近年来针对不同磁性矿物组合的AMS分离方法的理论技术创新和进展及其在岩石构造变形特征分析中的应用前景,讨论了常见磁性矿物单晶的岩石磁学性质及各向异性度(P;)与形状因子(T)在揭示岩石变形特征中的复杂性与局限性,最后举例并分析了磁组构分离技术在造山带岩石构造变形分析中的应用.

阿尔泰南缘东段变形岩石磁组构分析

磁组构是指岩石磁化率的各向异性,磁组构方法已经被广泛应用于构造变形分析。阿尔泰南缘东段地区岩石磁组构特征是磁各向异性度P值大,反映本区总体韧性剪切变形强烈。萨尔布拉克—科克萨依脆性劈理化带和玛因鄂博韧性剪压构造带的E>0占优势,磁面理发育,部分样品磁线理发育,反映变形以压扁变形为主,主压应力方向为NE(NEE)向,伴随弱的左行剪切;达拉维孜—阿热勒托别韧性流变构造带和锡泊渡—富蕴深层次变晶糜棱岩带E>0和E<0均存在,磁面理和磁线理均发育,反映以剪切变形为主;其中达拉维孜—阿热勒托别构造带主压应力方向为NE(NEE)向,为左行剪切,而锡泊渡—富蕴构造带主压应力方向为SN向,为右行剪切。在达拉维孜—阿热勒托别构造带中的哈腊苏铜矿和卡拉先格尔—老山口一带一些叠加蚀变矿化的强变形岩石的P值明显减小,说明在韧性变形之后发生过矿化热液作用导致磁化率各向异性发生了均一化。结合区域构造分析,可以认为萨尔布拉克—科克萨依构造带、达拉维孜—阿热勒托别构造带和玛因鄂博构造带构成一个完整的板块碰撞聚合带,而锡泊渡—富蕴构造带可能为在古生代期间被强烈改造的具有前震旦纪结晶基底的微大陆的残留(或断片)。

鲁西地区韧性剪切带岩石磁组构分析及其构造意义

岩石磁组构分析可用来研究岩石的组构特征及构造变形。鲁西地区韧性剪切带岩石磁组构具有磁各异性度Ｐ和磁百分率各向异性值Ｈ高、磁化率量值椭球呈压扁状、磁面理发育而磁线理不发育的特点。区内韧性剪切带变形强烈，以压扁作用为主，最大主压应力方向近ＮＥ和Ｓ－Ｎ向，以右旋运动为主。韧性剪切带形成以后，区内主要经历了热蚀变和脆性变形。

那蓬岩体定位及构造变形的磁组构分析

在对那蓬岩体进行地质研究和磁组构分析的基础上，恢复了岩体在形成过程及以后的古构造应力场，推断岩浆在拉张环境下，于印支期沿罗定一广亭构造带上升侵入成岩；燕山期不同阶段的韧性变形在岩体两侧分别形成了糜棱面理（片麻理）并且片麻理在岩体横剖面上构成一个背形构造。

应用磁组构方法研究构造变形与成矿作用的时序关系

根据磁组构要素受热动力学影响特点，首次运用岩石磁组构结合变形分析确定岩石变形与成矿作用的时序关系。通过含矿与不含矿构造岩的磁组构特征的对比表明，北京崎峰茶蚀变糜棱岩型金矿，其糜棱岩的构造变形相对较早，矿化蚀变较晚。研究认为，湖南枞树板大型脉状铅锌矿的成矿作用是热液蚀变的结果，成矿后构造变形很弱，其铅锌蚀变矿化作用要早于花岗斑岩的侵位，这一结论与由地质、地球化学及同位素年代学资料分析结果相吻合。

青藏高原东缘安宁河断裂带中-新生代构造变形及其磁组构特征

安宁河断裂带是青藏高原东缘大型走滑断裂系鲜水河-小江断裂系重要组成部分,演化历史悠久,构造变形复杂。为了进一步理清青藏高原东缘安宁河断裂带中-新生代构造变形,文中通过详细的野外构造观察与解析并结合构造岩磁组构对安宁河断裂带进行精细的构造变形研究,厘定了安宁河断裂中-新生代构造变形序列及其变形特征。结果表明中生代安宁河断裂带先后经历了印支晚期NEE-SWW向挤压作用下的早期具有左行走滑特征的韧性剪切和晚期韧-脆性密集劈理化构造变形过程以及晚中生代近E-W向挤压作用下形成的低角度韧-脆性剪切三期构造变形过程;构造岩磁组构样品的平均磁化率具有强、弱磁化率2种特征,且构造岩具有磁面理较磁线理发育的特征,磁化率椭球体以压扁型为主,构造强应变特征明显;最小磁化率主轴呈NEE-SWW向,即中生代早期的韧脆性变形受到了NEE-SWW向的挤压作用,但运动学分析结果反映出了后期叠加改造的特征。新生代安宁河断裂带整体经历了NWW-SEE向挤压作用下以左行走滑为主的具有自西向东扩展特征的三幕挤压走滑和两幕斜张走滑构造变形过程,奠定了安宁河断裂带现今两堑夹一垒的构造地貌。这为深入认识和恢复川滇南北构造带及其青藏高原东缘的形成演化过程奠定了基础。

对磁组构在岩石变形分析应用中若干问题的思考

在应用传统的磁组构方法进行岩石构造变形分析时,发现这些方法中有许多不完善之处,如变形岩石磁化率量值椭球和应变椭球是否可以对应及对应条件,初始磁组构是否会影响变形岩石磁化率量值椭球与应变椭球的对应关系,岩石脆性破裂前的塑性变形是否影响磁组构,韧性变形如何影响磁组构,能否用磁组构来推断主应力方向,Rathore（1980）最小磁化率指向对韧性剪切带运动方向和方式的分析在多期变形区是否适用等,并据此提出解决这些问题的实验方法。

安宁河断裂带新生代构造变形与磁组构特征

安宁河断裂带作为青藏高原东边界鲜水河—小江断裂带的重要组成部分,是认识高原隆升和侧向生长的理想对象。为了进一步厘清安宁河断裂带新生代以来的构造变形,本文对该断裂带中段进行了详细的野外地质调查和磁组构研究,厘定了安宁河断裂带新生代构造变形特征和序列,主要获得以下认识:(1)构造解析表明,安宁河断裂带存在三期构造变形。据切割关系判断,第一期变形最大主应力方向为NE–SW向,造成局部断层的逆冲和右旋走滑运动。第二期变形最大主应力方向为E–W向,形成走向近N–S的劈理带。第三期变形最大主应力方向为NW–SE向,以断层的逆冲活动为主。(2)岩石磁学结果表明,上三叠统白果湾组主要载磁矿物为顺磁性的硅酸盐矿物。安宁河断裂带磁面理较磁线理发育,磁化率椭球体以扁圆型为主,表明安宁河断裂带以挤压、剪切变形为主。最小磁化率主轴方位表明安宁河断裂带曾受NW–SE向和E–W向主压应力控制。构造变形与磁组构对比研究表明,多期脆性变形下,磁组构对应变的记录具有差异性。在脆性变形地区开展磁组构研究,应建立在构造解析基础之上。(3)结合区域构造演化、地层不整合关系以及年代学研究,本文推测早期NE–SW向挤压可能与印亚板块初始碰撞相关。NE–SW向应力场控制下,安宁河断裂重新激活。E–W向应力可能主要响应青藏高原的向东生长,可能主要发生在渐新世到早中新世。NW–SE向应力可能主要响应青藏高原的南东向生长,即川滇地块的侧向挤出。在此期间,鲜水河断裂、安宁河断裂和小江断裂自北向南以走滑形式贯通。

构造叠加弱应变沉积岩地区的磁组构研究——以川西北盆地为例

磁组构是一种灵敏的应变指示计。单一方向应力作用下,在平行层缩短的初始阶段,磁线理与地层走向是一致的。然而,在构造叠加背景下弱变形的沉积岩地区,另一个(多个)不同方向的应力使得已经产生定向排列的磁性矿物发生旋转,表现为磁线理和与地层走向斜交。川西北盆地在新生代是一个典型的构造叠加区域,来自龙门山和米仓山的变形在此相互作用。本文在川西北盆地分3条剖面在18个采样点中采集了172个样品进行了磁组构研究。研究区内观察到3种弱变形的磁组构类型:沉积磁组构、初始变形磁组构和铅笔状磁组构。由于应变的叠加,由盆地内部向造山带前缘没有出现应变由弱到强的变化趋势,同时磁线理的方向也不一致。由盆地向造山带,来自米仓山的变形逐渐增强,磁线理从与地层走向一致转变成与地层走向斜交。

北京云蒙山地区挤压-伸展体系构造特征及其岩石组构的动力学分析

本文将云蒙山地区挤压 伸展体系的构造要素划分为 :①四合堂推覆体 ;②大水峪韧性剪切带 ;③云蒙山背形构造 ;④崎峰茶滑脱带 ;⑤河防口低角正断层 ;并简述了它们的地质特征。采用X射线衍射法对云蒙山花岗岩及周围不同时代岩石的不同层次变形构造开展了岩石组构特征研究 ,确定了韧 脆性构造变形时的力学性质和主应力方位 ,对挤压 伸展体系变形构造的形成演化进行了运动学和动力学分析。

龙门山飞仙关断层传播褶皱磁组构特征及构造意义

沿龙门山南段冲断前锋带飞仙关断层传播褶皱剖面钻取了270个磁组构定向岩芯样品,对其进行了磁性矿物与磁组构分析。通过等温剩磁和三轴热退磁实验确定了样品中的主要载磁矿物为赤铁矿。磁组构测试结果显示27个采样点的磁组构为中间组构与构造组构两种类型。通过对各点磁组构特征及各项磁组构参数进行详细分析,再结合断层传播褶皱运动学模型,得出断层传播褶皱形成过程中岩石应变及磁组构演化:断层扩展前的平行层缩短作用把原始的沉积组构改造成为中间组构;在断层扩展过程中,两翼地层的旋转抬升产生的简单剪切作用对地层磁化率各向异性产生影响,使得校正的磁化率各向异性度Pj值局部升高,以及在剪切变形强烈的区域形成构造磁组构。

北京怀柔崎峰茶-琉璃庙地区岩石磁组构特征及其构造意义

磁组构是指磁化率的各向异性。北京崎峰茶－琉璃庙地区岩石磁组构特征是磁各向异性度Ｐ值大、磁椭球扁率Ｅ＞０为主、磁面理发育而磁线理很差。本区构造变形强烈，以压扁变形为主，Ｓ－Ｎ向构造带是东盘上升、西盘下降。

岩石磁组构在断裂变形性状与期次研究中的应用——以广西博白-合浦断裂为例

岩石磁化率椭球体的三个轴与应变椭球体的三个轴方向相平行 ,并具有一定的共构关系。变形岩石的磁组构参数 P、T、F、L以及磁化率椭球体主张量方向等可以用来定量地表征岩石变形的性状及期次。本文通过实测和计算 2 7个样品的磁组构参数 ,研究了博白 -合浦断裂带的变形性状与期次 ,结果表明 :博白 -合浦断裂带大致经历了三期构造变形作用 ,不同时期具不同性质的构造变形。变形性状分别表现为韧性、韧 -脆性及脆性变形 ,应变行为分别表现为平面、非平面和线性应变。

东昆仑五龙沟金矿田控矿构造带的变形条件——来自EBSD组构的启示

五龙沟金矿田是东昆仑地区最重要的金矿集中区之一,金矿田主要控矿构造为偏脆性断裂破碎带,在三条控矿构造带中仅在萤石沟—红旗沟构造带邻近北侧的局部出露韧性变形带。本文作者运用电子背散射衍射技术(EBSD)技术方法,对东昆仑五龙沟金矿田萤石沟—红旗沟构造带变形岩石的组构分析显示,花岗质糜棱岩韧性变形强烈,大部分样品石英变形机制是以中温I级柱面(1010)<1120>滑移为主,变形式样比较单一;少量样品为中高温II级柱面(101—0)<0001>滑移和中低温底面(0001)<112—0>滑移。从岩石组构特点结合宏观构造分析,五龙沟金矿田萤石沟—红旗沟构造带及其邻近北侧经历了中-中深层次、中-中高温条件(15~25 km,t=350~550°C,P=0.40~0.60 Gpa)的韧性变形,局部叠加中浅层次、中低温条件(10~15 km,t=250~350°C,P=0.25~0.40 Gpa)的韧脆性变形;而岩金沟和三道梁—苦水泉构造带为低温低压条件的脆性破碎带。结合变形花岗闪长岩年代学资料,确定构造变形时代为早中生代。

柴达木盆地西部新生界磁组构特征及其构造意义

柴达木盆地西部狮子沟一带新生代沉积岩磁组构分析结果显示,岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育、磁化率量值椭球呈压扁状的特点;磁化率各向异性度P值不大,反映总体构造变形相对较弱。岩石磁组构反映的应力状态总体为以NE向挤压为主,与轴向NW的背斜构造发育相一致。该区岩石磁组构大多具有原始沉积磁组构特征,磁面理产状大体上反映沉积岩层的层理,同时也记录了受NE向挤压作用的痕迹。根据岩石磁组构与地层层理之间的关系分析,柴西地区两翼不对称的狮子沟背斜具有断展褶皱性质,其形成与下部的花土沟逆冲断层向南西方向的仰冲有关。

北喜马拉雅穹隆带雅拉香波变质核杂岩拆离断层系中糜棱岩带构造特征及变形分析

雅拉香波变质核杂岩位于北喜马拉雅穹隆带东端,其拆离断层系的糜棱岩带构成杂岩核部外壳和周缘,带内主要变形岩石类型为石榴石千糜岩、糜棱状片岩、片麻岩和花岗岩,韧性剪切变形组构特征明显,石英和长石的拉长以及云母的定向排列而形成的透入性面、线理,运动学涡度统计和计算结果表明:雅拉香波变质核杂岩拆离系的剪切作用类型是以简单剪切作用为主的一般剪切;剪切带厚度减薄了77%左右;核杂岩南侧和北侧运动学涡度值对比发现,该杂岩属于自南南东向北北西主动伸展形成的不对称体系,分维数统计分析显示,剪切带糜棱岩动态重结晶石英颗粒边界具有自相似性,分维数值为1.05-1.18,初步估算出古应变速率在10-9.2-107.3S-1之间,变形古应力为13.7-25.6MPa,变形温度不低于500℃,表明该变质核杂岩剪切变形发生于高温环境,一种可能的解释是变质核杂岩核部的浅色花岗岩为同构造侵位,

甘肃北山地区岩石磁组构特征及其构造意义

甘肃北山地区岩石磁组构特征是磁各向异性度P值大,反映该区总体韧性剪切变形强烈磁椭球扁率E＞0占优势,磁面理发育,部分样品磁线理发育,反映变形以压扁变形为主;但局部剪切拉伸变形明显,最小磁化率轴投影显示变形主压应力为近南北向为主.矿化蚀变的糜棱岩中P值与金品位呈反相关,说明矿化蚀变的热液作用削弱了岩石中已经形成的磁化率各向异性,反映出矿化蚀变晚于构造变形的时序关系.这与该区处于塔-哈两板块碰撞带的大地构造位置以及碰撞带的变形性质、变形样式、变形动力学和运动学,以及成矿作用的特点是相吻合的.

岩石磁各向异性分析及在构造地质学中的应用

讨论岩石磁各向异性的基本理论和作为一种有效手段在构造地质学分析中的应用,指出分析过程中存在的问题和可能的解决方法。

西藏南部聂拉木地区前寒武纪岩石磁组构及其构造意义

通过对西藏南部聂拉木地区前寒武纪岩石磁组构进行研究表明：该区岩石磁化率百分率的各向异性胃值较高，均大于10％，这说明岩石曾经历了较强烈的韧性变形。根据岩石最小磁化率从主轴硒方向推断的岩石变形期，最大的主压应力方位主要有SN向、NE—SW向、NW—SE向。岩石磁组构费林（Flinn）图解表明，大部分岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育，岩石磁化率量值椭球体呈压扁状的特点。部分岩石磁组构还具有磁线理发育、磁面理不发育，岩石磁化率量值椭球体呈拉长形的特点。因此，该区域构造应变型式具有压缩应变和拉伸应变二种型式。岩石磁组构研究还表明，该区具有SN向挤压、NW—SE向挤压、NW—SE向伸展滑脱三期构造应力。这说明高喜马拉雅结晶基底岩石曾经历了SN向逆冲推覆构造作用，NW—SE向逆冲推覆构造作用和NW—SE向伸展滑脱构造作用过程。构造应力场的转变及其构造作用，为印度板块与欧亚板块之间，自白垩纪末～始新世晚期发生的弧～陆、陆～陆碰撞，和始新世晚期以来，强烈的陆内汇聚造山与青藏高原剧烈隆升，及区域伸展滑脱构造作用过程的响应。

龙门山冲断带北段前锋带新生代构造变形

龙门山北段前锋构造的地震剖面解释和前缘盆地内沉积地层的磁组构研究表明前锋构造中发育两期构造挤压作用,即整体强烈的晚三叠世变形和由北向南逐渐减弱的弱新生代构造变形。受这两期构造挤压作用的控制,龙门山北段前锋构造中发育上、下两套构造层,地表构造为晚三叠世时期形成,而深部隐伏构造则形成于新生代。北部的矿山梁和天井山构造几何学上表现为一个双重构造,浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层是新生代形成的多个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜;南部的青林口和中坝构造主体表现为叠瓦状逆冲,前锋构造是断层转折褶皱和断层传播褶皱。新生代构造冲断位移量以及造成早期构造抬升由北向南逐渐减小,反映新生代变形强度由北向南的减弱。磁组构研究表明新生代变形从龙门山冲断带边缘到盆地内部,磁组构从铅笔状磁组构到初始变形磁组构并逐渐过渡到沉积磁组构。由南向北磁组构由初始变形磁组构转变为铅笔状磁组构,说明应变越来越强,从而进一步证明了龙门山前锋新生代构造的弱变形作用和变形强度的北强南弱分布特征。