1、巖石大地構(gòu)造學(xué)(PETROTECTONICS)教師：張開(kāi)均課程簡(jiǎn)介：本課程是地質(zhì)學(xué)學(xué)科礎(chǔ)課，是巖石學(xué)、地球化學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)和礦物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的有機(jī)融合和發(fā)展。巖石是認(rèn)識(shí)固體地球的主要信息載體，是地球化學(xué)的主要研究對(duì)象之一。在不同的板塊構(gòu)造背景下，可能產(chǎn)生不同的巖石或巖石組合。通過(guò)認(rèn)識(shí)和研究這些巖石及巖石組合來(lái)理解地球特別是巖石圈板塊構(gòu)造的演變，恢復(fù)和確定特定區(qū)域、特定地質(zhì)歷史時(shí)期的板塊構(gòu)造環(huán)境，是本課程的目的。教學(xué)要求：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，掌握巖石大地構(gòu)造學(xué)的基本概念、研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究前緣及其進(jìn)展，能夠在野外調(diào)查和室內(nèi)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)礦物巖石學(xué)標(biāo)志、地球化學(xué)標(biāo)志等的甄別，確定特征巖石

2、和典型巖石組合，并進(jìn)而合理地探討巖石及巖石組合與巖石圈大地構(gòu)造演化之間的關(guān)系。第一章 板塊構(gòu)造與地幔柱理論1.板塊構(gòu)造基本原理（Mid一ocean Ridges，Intracontinental Rifts，Island Arcs，Active Continental Margins，Back-arc Basins，Ocean Island，Continent）：固體地球上層在垂直方向上可劃分為物理性質(zhì)截然不同的兩個(gè)圈層:上部剛性的巖石圈包括地殼和地慢最上部的橄欖巖層，和下部的塑性軟流圈。巖石圈在側(cè)向上又可由不同的板塊邊界劃分為若干大小不等的剛性板塊。彼此間在軟流圈之上作大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)。相鄰巖

3、石圈間水平運(yùn)動(dòng)有三種類型：在洋中脊裂谷帶，兩板塊作背向運(yùn)動(dòng) (離散)，產(chǎn)生新洋殼和海底擴(kuò)張；在海溝一島弧帶位置上，兩板塊相向運(yùn)動(dòng)(匯聚)，伴隨洋殼消亡或大陸碰撞；在轉(zhuǎn)換斷層處，相鄰板塊間發(fā)生走向滑動(dòng)，洋殼既無(wú)新生，也無(wú)消減。在全球范圍內(nèi)，板塊沿分離邊界的擴(kuò)張?jiān)錾c沿匯聚邊界的收斂消亡相互補(bǔ)償?shù)窒?，從而使地球半徑和體積保持不變。巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自地球內(nèi)部，最可能是地幔中的物質(zhì)和熱對(duì)流。2. 離散型板塊邊界：相當(dāng)于大洋中脊軸部，兩側(cè)板塊相背離開(kāi)，其應(yīng)力狀態(tài)是拉張。中脊軸部是海底擴(kuò)張中心，軟流圈物質(zhì)從這里上涌冷凝成新的洋底巖石圈，并添加到兩側(cè)板塊的后緣上，故分離型邊界也是板塊的增生邊界或稱建

4、設(shè)型板塊邊界。離散型板塊邊界的典型：北大西洋洋脊，大洋中脊被東西向轉(zhuǎn)換斷層錯(cuò)開(kāi)。3. 斂合（匯聚）型板塊邊界：由于洋殼俯沖消減產(chǎn)生的板塊邊界，由于板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)力以擠壓為主，伴有地殼變形和大量巖漿活動(dòng)，可形成造山帶?？蛇M(jìn)一步劃分為俯沖邊界和碰撞邊界。（1）俯沖邊界（相當(dāng)于海溝）：可分為三種基本類型西太平洋型：弧后盆地一島弧一海溝型，大洋向大陸的邊緣俯沖，如西太平洋向歐亞大陸俯沖，這種大陸邊緣即是西太平洋型大陸邊緣，發(fā)育弧后盆地一島弧一海溝，如日本海-日本島-日本海溝。其島弧以陸殼為基底。為較成熟的俯沖類型。俯沖角度較大，主體為拉張的構(gòu)造背景。智利型：陸緣弧一海溝，大洋板塊沿陸緣俯沖于大火山

5、弧為陸緣弧，而非島弧，巖漿弧基底為大陸殼，如東太平洋智利。此類型俯沖邊界俯沖角度小，較為年輕，為擠壓的構(gòu)造環(huán)境，可形成大規(guī)模的高原（安第斯高原）。湯加型：大洋島弧一海溝，島弧以洋殼為基底，是兩大洋板塊之間的俯沖邊界，如馬里亞納海溝一湯加弧體系，是太平洋板塊與菲律賓板塊之間俯沖邊界。（2）碰撞邊界：當(dāng)斂合邊界兩側(cè)都是陸殼板塊，即古大洋板塊已全部俯沖消亡，兩陸塊直接碰撞，故稱為碰撞邊界，由于它使兩個(gè)陸塊縫合在一起，故又稱縫合帶。又可分為兩種。陸陸碰撞：大陸大陸碰撞，典型的如印度次大陸和歐亞大陸沿稚魯藏布縫合帶碰撞，陸殼板塊可插入另一陸殼板塊之下繼續(xù)俯沖，形成宏偉的山系，并伴有廣泛的區(qū)域變質(zhì)和巖漿侵

6、入活動(dòng)?；?陸碰撞：島弧-大陸碰撞，如我國(guó)臺(tái)灣島弧和亞洲大陸的碰撞。規(guī)模稍小，力度弱。4. 轉(zhuǎn)換型板塊邊界：即轉(zhuǎn)換斷層，其兩側(cè)板塊作走滑運(yùn)動(dòng)，其應(yīng)力狀態(tài)是剪切的，沿轉(zhuǎn)換邊界，巖石圈既不增生，也不消亡。大型大陸轉(zhuǎn)換斷層的實(shí)例是加里福尼亞的圣安德烈斯斷層。5. 大陸邊緣指一個(gè)大陸的邊部：可分為（1）被動(dòng)大陸邊緣（大西洋型）；（2）活動(dòng)大陸邊緣（太平洋型）A 西太平洋型（海溝-島弧-弧后盆地-大陸弧 型）B 安第斯型（海溝-大陸弧型）6. 板塊運(yùn)動(dòng)模式：大洋板塊從中脊形成后，地慢對(duì)流體像機(jī)器傳送帶一樣，馱載著洋殼板塊向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)海溝，遇到大陸板塊時(shí)，由于洋殼板塊密度大，位置低，便沿著海溝俯沖于大

7、陸板塊之下，俯沖的洋殼板塊達(dá)到一定深度時(shí)，即熔融而消失，洋殼俯沖殆盡后，大陸發(fā)生碰撞，形成造山帶。7.威爾遜旋回：a.大陸裂谷，b.窄大洋，c.成熟大洋，d.消減大洋，e.殘余洋，f.洋盆閉合-大陸碰撞。整體經(jīng)歷著一個(gè)從大洋俯沖大陸俯沖碰撞碰撞后。 Wilson旋回可以看出六個(gè)階段中前三個(gè)階段反映了大洋的形成和張開(kāi)，后三個(gè)階段則標(biāo)志了大洋的收縮和關(guān)閉。擴(kuò)張著的大洋，周緣廣泛發(fā)育大西洋型大陸邊緣，中脊大致位于大洋的中軸部位，收縮著的大洋，至少有一側(cè)是太平洋型大陸邊緣，大洋中脊位于偏于大洋的某一側(cè)。 由Wilson旋回可以看出，大洋的演化呈現(xiàn)為張開(kāi)和關(guān)閉的旋回階段，由于大洋盆地是全球最大的構(gòu)造一地

8、貌單元，它占據(jù)了地球表面的大部分，大洋開(kāi)閉的旋回主宰了地球表層活動(dòng)和演化全局。在某種程度上可以說(shuō)：大洋發(fā)展演化旋回是板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)的一個(gè)總綱，它體現(xiàn)了板塊理論的精髓。8地幔對(duì)流：板塊運(yùn)動(dòng)機(jī)制解釋：地球深部熱源上涌，導(dǎo)致地幔內(nèi)形成兩個(gè)方向相反的對(duì)流環(huán)，可與茶杯中水的加熱過(guò)程類比。洋脊部位是密度較小的熱流上升處，海溝俯沖帶是對(duì)流環(huán)冷卻后的下沉處（因密度增大也起到拉動(dòng)洋脊擴(kuò)張的作用）。巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)可類比為自動(dòng)式傳送帶。球演化過(guò)程中可能出現(xiàn)過(guò)幕式的全地幔對(duì)流（Larson et Hauri,1997），與 長(zhǎng)時(shí)期的雙層對(duì)流有重大不同。這兩種地幔過(guò)程的相互轉(zhuǎn)換和交替可能是地球階性演化的重要內(nèi)在原因。9地

9、幔柱的概念：地球深部核幔邊界附近的高溫低粘度層（D”層）可以產(chǎn)生柱狀上升的熱物質(zhì)體。熱物質(zhì)體在經(jīng)過(guò)地幔達(dá)到冷的巖石圈時(shí)，頂部常呈喇叭形張開(kāi)，形成一個(gè)具有球狀頂冠和狹窄尾柱的熱物質(zhì)體構(gòu)造熱幔柱構(gòu)造。熱幔柱巨大的球狀頂冠在上升過(guò)程中可以引起地殼上隆和大規(guī)模溢流玄武巖火山作用（形成大陸或大洋溢流玄武巖），并且可以造成區(qū)域變質(zhì)作用，地殼熔融作用及不同規(guī)模地殼伸展。隨上覆板塊運(yùn)動(dòng)，熱幔柱狹窄的尾柱會(huì)產(chǎn)生一系列熱點(diǎn)火山鏈。（1）地幔柱的地質(zhì)作用：發(fā)育三條放射狀裂谷（Eg. Red Sea、Gulf of Aden、Eastern African Rift），其中一條由于巖漿活動(dòng)變?nèi)醵懽優(yōu)椋╝ulacog

10、en）拗拉槽-大洋盆地形成過(guò)程中的產(chǎn)物。（2）地幔柱與板塊的相互作用：板塊的漂移可能使地幔柱頂冠偏向板塊漂移方向而不再對(duì)稱。中國(guó)東部大規(guī)模巖漿活動(dòng)與西太平洋超級(jí)地幔柱和地幔下降流可能有密切聯(lián)系。（3）地幔柱的化學(xué)成分特征：構(gòu)成熱點(diǎn)的大洋島玄武巖的化學(xué)成分能較好地反映地幔柱的化學(xué)成分特征（地幔探針）與大洋中脊玄武巖相比，大洋島玄武巖富含大離子不相容元素，并且有較高的87Sr/86Sr和較高（？）143Nd/144Nd。據(jù)此CompbellGriffths（1992）認(rèn)為熱幔柱的化學(xué)成分特征反映元素源于富集型地幔（相當(dāng)于下地幔）。有人認(rèn)為在上升過(guò)程中，熱幔柱頭部化學(xué)成分是不斷變化的，是有源區(qū)成分和

11、捕獲的地幔成分復(fù)合的特征，而熱幔柱狹窄尾部在上升過(guò)程中近于基本上不捕獲周圍地幔物質(zhì)，因而其化學(xué)成分變化主要反映源區(qū)化學(xué)成分。（4）地幔柱的運(yùn)動(dòng)特征：熱幔柱的活動(dòng)需要一個(gè)熱邊界層，這樣的熱邊界層在地幔中的上下地幔界面的密度界面（ 670km ），或是核幔邊界的D”層，一般認(rèn)為是啟動(dòng)于核幔邊界的D”層 。Why？理論分析表明：要產(chǎn)生直徑為1000km的熱幔柱球狀頭部，形成大規(guī)模溢流玄武巖，熱幔柱只有啟動(dòng)于下地幔底部才能完成；熱幔柱的化學(xué)成分特征表明它主要來(lái)源于富集型地幔（即下地幔）；如果D”層受到某種熱擾動(dòng)，其物質(zhì)的粘度會(huì)降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，在熱梯度的驅(qū)動(dòng)下，所有受擾動(dòng)作用的高溫低粘度物質(zhì)會(huì)向熱邊界

12、層最低處匯聚，并在那里形成地幔柱。熱幔柱上升速率是非常慢的，認(rèn)為一個(gè)典型的熱幔柱從D”層到達(dá)地表（或近地表）大約需要100Ma，其相對(duì)移動(dòng)速度一般低于1cm/a，大規(guī)模的溢流玄武巖是熱幔柱經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累和捕虜周圍地幔所形成的巨大球狀頂冠減壓熔融噴發(fā)產(chǎn)物，在通道打通之前，熱幔柱不可能快速上升，因?yàn)樯仙^(guò)程和噴發(fā)過(guò)程都會(huì)導(dǎo)致熱量的大量散失，從而減少地幔柱的活動(dòng)能力。（5）地幔對(duì)流對(duì)地幔柱運(yùn)動(dòng)的影響：一個(gè)新生的熱幔柱從D”層啟動(dòng)后,上升至地表要穿過(guò)整個(gè)地幔對(duì)流層，地幔水平對(duì)流會(huì)改變熱幔柱的直立形態(tài)，使其發(fā)生彎曲傾斜，大洋中許多孤立火山島嶼是熱幔柱受地幔對(duì)流作用彎曲變形的結(jié)果。但近年來(lái)許多研究證據(jù)表明，

13、地幔并非分層對(duì)流而是整體對(duì)流，對(duì)流速度很慢，尤其是下地?；旧鲜菬o(wú)應(yīng)力條件下的對(duì)流，因此，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為地幔對(duì)流對(duì)熱幔柱不會(huì)有明顯影響，所以熱幔柱這種固定屬性使其成為測(cè)量全球板塊運(yùn)動(dòng)的最佳坐標(biāo)系。（6）地幔柱構(gòu)造與板塊構(gòu)造關(guān)系：丸山茂德（1994）指出，聯(lián)合古陸中部鏈狀地幔噴流的上涌，使大西洋張開(kāi)，D”層成因的超級(jí)地幔柱在大西洋中脊之下呈鏈狀排列，說(shuō)明中脊被下面鏈狀地幔噴流柱固定住，但多少出現(xiàn)了小范圍的水平位移，如此，大西洋中的板塊驅(qū)動(dòng)力可能是核幔邊界形成的地幔柱，即板塊構(gòu)造受到地幔柱構(gòu)造的控制。在俯沖帶位于北面（爪哇海溝）的印度洋和兩側(cè)都有俯沖帶的太平洋，中脊與超級(jí)地幔柱無(wú)關(guān)。這意味著在俯沖帶

14、發(fā)育時(shí)，板塊構(gòu)造與地幔柱無(wú)關(guān)。（7）地幔柱構(gòu)造與威爾遜旋回：超大陸是因地幔柱的上涌而裂開(kāi)的。分離出的大陸隨時(shí)間移動(dòng)到超大洋內(nèi)，并任意分布。此時(shí)俯沖帶在地球表面發(fā)育是任意的。它們提供冷物質(zhì)（板塊）進(jìn)入地幔，成為位于670km的停滯巖塊，并在下地幔形成任意分布的下降流，一旦小規(guī)模的冷地幔柱匯集形成較大規(guī)模的下降流，所有大陸巖石圈就會(huì)朝冷地幔柱移動(dòng)形成超大陸。威爾遜旋回可分為早期和晚期階段。早期階段的特點(diǎn)是下地幔內(nèi)任意分布有地幔柱；晚期階段的特點(diǎn)是下地幔中只有一個(gè)超級(jí)冷地幔柱，所有大陸巖石圈都被移動(dòng)直至被吞沒(méi)其中。地幔柱的活動(dòng)是幕式的。根據(jù)地球的顯生宙歷史判斷，一個(gè)威爾遜旋回的周期可能是800Ma。

15、（8）全球構(gòu)造：地幔柱與板塊構(gòu)造的有機(jī)結(jié)合。丸山茂德（S.Maruyama）等日本學(xué)者根據(jù)地層（P波）層析成像技術(shù)得到的全地幔內(nèi)部結(jié)構(gòu)和對(duì)板塊下插歷史追蹤的研究結(jié)果，認(rèn)為地幔柱和板塊并非互相獨(dú)立，二者構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的構(gòu)造體系全球構(gòu)造體系。（9）超級(jí)冷地幔柱的形成：海洋板塊俯沖到670km深處，在那里巖石圈物質(zhì)滯留下沉（由于相轉(zhuǎn)變的吸熱性質(zhì)引起災(zāi)變性重力塌陷），這樣就形成冷地幔噴流柱向下朝外地核流動(dòng)。如果許多俯沖帶在空間上象亞洲P-J那樣緊密排列，那么就會(huì)產(chǎn)生巨型的冷地幔柱，這樣冷地幔柱一旦發(fā)育起來(lái)，就會(huì)強(qiáng)烈影響下地幔中大規(guī)模的地幔對(duì)流，所有漂浮在上地幔上的大陸都會(huì)指向這種超級(jí)冷地幔噴流柱，最后所

16、有的大陸都會(huì)聚在一起，形成一個(gè)地表超大陸。這種超級(jí)冷地幔柱的壽命可能是4-5億年。從全局看，滯流板塊的下落和地幔柱上升必然是成對(duì)現(xiàn)象。一般把下落的滯流板塊稱為“冷幔柱”，上升的地幔物質(zhì)稱為“熱幔柱”。地幔全局性物質(zhì)對(duì)流主要是由這種下落的冷幔柱和向上運(yùn)動(dòng)的熱幔柱所支配。在現(xiàn)在的地球上，位于南太平洋和南非之下的兩個(gè)上升的超級(jí)熱幔柱和亞洲大陸之下的下降的超級(jí)冷幔柱制約著整個(gè)地球物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。第二章 糜棱巖1.糜棱巖概念：糜棱巖是韌性變形的構(gòu)造巖，也是一種具有綠片巖相礦物組合的變質(zhì)巖，一般呈線形分布。糜棱巖化是大顆粒變化為小顆粒和體量增大過(guò)程，由此造就可能的儲(chǔ)礦空間。糜棱巖具多樣性，不均勻性與選擇性。2

17、. 碎裂巖與糜棱巖：碎裂巖發(fā)育深度0-11km，溫度一般低于300，糜棱巖形成深度11-22km。石英塑性變形深度11km，溫度300，長(zhǎng)石塑性變形深度22km，溫度450。300（11km）-450（22km）為綠片巖相變質(zhì)，450為角閃-麻粒巖相變質(zhì)。3. 礦物變形( 易至難 )： CalQ Mica Pl Hb Pyr。4.以石英為例解釋糜棱巖發(fā)育的三個(gè)階段。第一階段，韌性變形階段，產(chǎn)生波狀消光、變形紋和拔絲構(gòu)造。第二階段，恢復(fù)階段，發(fā)生亞顆?；彤a(chǎn)生小角度晶界。第三階段，重結(jié)晶階段，包括靜態(tài)重結(jié)晶和動(dòng)態(tài)重結(jié)晶。產(chǎn)生大角度晶界，薄片上呈正六邊形，空間上呈十四面體。5.廣義糜棱巖6. 超糜

18、棱巖：是碎斑(殘斑)小于2mm，基質(zhì)中石英達(dá)90的糜棱巖。殘斑僅有長(zhǎng)石。7.千枚狀糜棱巖（千糜巖）：含眾多新生片狀綠片巖相礦物，常見(jiàn)重結(jié)晶板狀石英，含少量眼球體的糜棱巖。8. 假熔巖、斷層玻化巖、玻基碎裂巖和?；永鈳r的特點(diǎn)：主要沿?cái)嗔衙娣植?，有時(shí)呈脈狀、樹(shù)枝狀貫入于斷層附近；硬而黑，含巖屑；?；柿鲃?dòng)狀、條帶狀；長(zhǎng)石、石英可被熔蝕。9.?；瘞r：0-10km淺層形成，1916年命名，強(qiáng)磨擦作用下形成的脈狀、暗色隱晶質(zhì)巖石。脈寬 mm級(jí)，是斷層巖的一種。單偏光鏡下呈淡灰綠色，正交偏光鏡下，均質(zhì)，全消光。最可能成因是淺層地震，而不是中深地殼糜梭巖化。地震?；瘞r：是地震誘發(fā)高速?gòu)?qiáng)磨擦-部分熔融-快速

19、冷卻的上地殼玻璃質(zhì)“皮殼狀”巖石，發(fā)育于局部帶，是一種玄武玻璃。還有一種叫做玻化長(zhǎng)英質(zhì)脈巖，常產(chǎn)于在超鎂鐵巖塊之間，脈寬不超過(guò) 20cm。10. 糜棱巖產(chǎn)出位置：韌性剪切帶中，是韌性剪切帶的標(biāo)志之一；花崗巖與圍巖邊界。11.石英韌性變形：第1階段 韌性變形：石英變形。波狀消光；石英底面001 的撓曲、起伏、晶格滑移。變形紋；透鏡狀條帶，貌似聚片雙晶實(shí)為沿柱面破裂，無(wú)雙晶的對(duì)稱消光。勃姆紋，常是沿底面的破裂，并充填次生包裹體；破碎、重結(jié)晶邊緣細(xì)粒帶。第2階段 恢復(fù)構(gòu)造(亞顆?；?亞顆(晶)?；Ｊ紫瘸霈F(xiàn)在母晶邊緣，使母晶呈多邊形化(鋸齒化)是新生晶粒雛形相鄰小晶粒間的錯(cuò)位角7°/4&#

20、176;第3階段 重結(jié)晶構(gòu)造(1)核幔構(gòu)造 (+拔絲構(gòu)造)重結(jié)晶，(大角度晶界)穩(wěn)定態(tài)為正六邊形(二維)、十四面體形(三維)。重結(jié)晶構(gòu)造(2)靜態(tài)重結(jié)晶：圍壓下，晶界平直；動(dòng)態(tài)重結(jié)晶：持續(xù)剪切應(yīng)力下，邊界鋸齒狀。12. 石英的韌性變形特點(diǎn)：a低溫，顆粒邊界不規(guī)則且有小的碎裂顆粒產(chǎn)生；b中溫，亞顆粒旋轉(zhuǎn)重結(jié)晶，石英碎斑拉長(zhǎng)呈絲帶狀，核幔構(gòu)造發(fā)育；c高溫，顆粒邊界遷移重結(jié)晶，顆粒形態(tài)大小不規(guī)則，縫合帶發(fā)育。13.鉀長(zhǎng)石韌性變形特征：面理內(nèi)褶皺，微裂縫，垂直于微裂縫生長(zhǎng)的火焰狀條紋長(zhǎng)石，高度扁平的鉀長(zhǎng)石顆粒中波狀消光，鉀長(zhǎng)石中膝折構(gòu)造，含簾石類的新生條帶，14. 斜長(zhǎng)石韌性變形特征：低溫低應(yīng)變：長(zhǎng)石

21、由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶和塑形變形的石英顆粒包圍，長(zhǎng)石圓化，長(zhǎng)石中存在共軛裂縫；低溫高應(yīng)變：斜長(zhǎng)石的核幔構(gòu)造，雙晶弱彎曲，老的顆粒中有波狀消光；中溫低應(yīng)變：斜長(zhǎng)石的亞顆?；?，亞顆粒間雙晶連續(xù)但發(fā)生偏轉(zhuǎn)。中溫高應(yīng)變：完全重結(jié)晶的斜長(zhǎng)石（亞）顆粒形成透鏡體。15. 糜棱巖研究實(shí)例-河臺(tái)-合浦韌性剪切帶。在長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖中可以通過(guò)測(cè)定石英顆粒中同運(yùn)動(dòng)氣液包裹體的均一溫度及由此獲得的捕獲溫度來(lái)確定糜棱巖形成時(shí)的溫度范圍。同運(yùn)動(dòng)石英氣液包裹體判別標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)生在與糜棱面理平行的微裂隙中，通?？缭较噜彽氖㈩w粒邊界。第三章 變質(zhì)核雜巖1. 變質(zhì)核雜巖（metamorphic core complex）是被構(gòu)造上拆離及伸展的

22、未變質(zhì)沉積蓋層所覆、呈孤立的平緩彎形或拱形強(qiáng)烈變形的變質(zhì)巖和侵人巖構(gòu)成的隆起。是一些由強(qiáng)烈變形變質(zhì)巖和侵入巖組成的、孤立平緩穹形隆起、其上覆蓋構(gòu)造上被拆離及伸展的未變質(zhì)沉積蓋層。糜棱巖化和線形糜棱巖帶常伴隨伸展應(yīng)力發(fā)生。2. 變質(zhì)核雜巖幾何學(xué)特征：空間上呈穹隆狀或長(zhǎng)垣狀孤立隆起，通常具有翼緩的特征；核部主要由變質(zhì)巖和中酸性巖漿侵入體組成；變質(zhì)核雜巖頂部和周緣以韌性剪切帶為代表的拆離斷層與上盤(pán)未變質(zhì)巖石切割；拆離斷層上盤(pán)巖石以脆性變形為主，斷層通常會(huì)疊瓦狀排列；脆性斷裂和韌性斷裂的運(yùn)動(dòng)方向具有一致性，反映了統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)方式。3. 變質(zhì)核雜巖的特點(diǎn)：脆性斷裂作用和韌性斷層共存；沉積巖、變質(zhì)巖和巖漿巖

23、共存；巖漿作用、變質(zhì)作用和沉積作用共同作用。4. 拆離斷層：拆離斷層(detachment fault) 最早由Pierce于1963年提出，當(dāng)時(shí)是指疊瓦狀逆沖斷層的底板斷層，即滑脫面。Davis 1980年將其應(yīng)用于伸展構(gòu)造，定義為“結(jié)晶變質(zhì)基底雜巖與上覆沉積蓋層之間的大型低角度正斷層或伸展斷層”。即分割變質(zhì)核雜巖與上盤(pán)巖石的并將這兩種構(gòu)造層次相差很大的巖石單元疊置于一起的大規(guī)模低角度正斷層。5. 拆離斷層的特征：1）.將未變質(zhì)的淺構(gòu)造層次巖石疊置于強(qiáng)烈變質(zhì)變形的深構(gòu)造層次巖石之上；2）.規(guī)模巨大，一般具有區(qū)域性,三維呈穹狀；3）.位移量大，可達(dá)數(shù)10 km；4）.上盤(pán)以一期或多期正斷層形式

24、伸展，這些正斷層呈鏟狀或多米諾狀，向下并入拆離斷層；5）.拆離斷層具有特征的構(gòu)造巖系，即糜棱巖、綠泥石化角礫巖(含假熔巖)、斷層角礫和斷層泥。它們自下而上順序產(chǎn)出，向上變新并且發(fā)生后者對(duì)前者的疊加，各類構(gòu)造巖的發(fā)育厚度也依次變薄。6. 變質(zhì)核雜巖形成的基本構(gòu)造物理?xiàng)l件：（1）上下構(gòu)造層的密度反轉(zhuǎn)；（2）熱（力）撓動(dòng)。因而必定產(chǎn)生于活動(dòng)構(gòu)造背景，特別是伸展大地構(gòu)造環(huán)境，主要是造山帶晚期坍塌的產(chǎn)物。7.變質(zhì)核雜巖產(chǎn)生模式。模式一：由于低角度正斷層作用產(chǎn)生變質(zhì)核雜巖。模式二：由于花崗巖侵位產(chǎn)生變質(zhì)核雜巖(中國(guó)遼南半島)。模式三：由于地殼規(guī)模的高角度正斷層撓曲旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生變質(zhì)核雜巖。a 高角度斷層；b

25、 在斷面附近因斷層錯(cuò)斷、產(chǎn)生撓曲，使斷層旋轉(zhuǎn)；c 旋轉(zhuǎn)后的斷層被“拋棄”，在此斷層的基礎(chǔ)上又延伸出新的斷層。模式四：由下地殼韌性流動(dòng)產(chǎn)生的變質(zhì)核雜巖。模式四：由下地殼韌性流動(dòng)產(chǎn)生的變質(zhì)核雜巖。模式五：由于密度反轉(zhuǎn)、下地殼擠出而形成的變質(zhì)核雜巖。模式六：洋殼俯沖產(chǎn)生的變質(zhì)核雜巖（圣安德列斯帶上的例子、古特提斯洋俯沖在中羌塘的例子）。第四章 榴輝巖及超高壓變質(zhì)作用1. 榴輝巖相：特征礦物組合綠輝石+鐵鋁-鎂鋁榴石。2. 超高壓變質(zhì)作用的典型現(xiàn)象：新生超高壓礦物及礦物組合：主要的：柯石英（約80km，2.5GPa，超高壓變質(zhì)作用的代表性礦物）、金剛石（約100km，達(dá)3GPa）。 其他特征礦物：富鉀

26、 -單斜輝石、富鈦單斜輝石、 高鎂 -鎂鋁榴石、 高硅榍石、 高鋁金紅石、硅金紅石、高硅多硅白云母、高鈦石榴石、鉀質(zhì)鋇鋁沸石（超高壓鉀長(zhǎng)石）、硅鐵合金（FeSi、FeSi2）、自然硅、鈉-鋅尖晶石、FeCrNi合金、SiC、-PbO2金紅石多型等等。 特征礦物組合：藍(lán)晶石+ 滑石(或其他富鎂相如頑火輝石)、 菱鎂礦+ 透輝石、 柯石英+ 白云石、藍(lán)晶石+黃玉+石英等等。超高壓礦物的共同特質(zhì)：大離子（親石）元素進(jìn)入了非高壓狀況下由小離子占據(jù)的位置？單斜輝石 普通輝石(Ca,Mg,Fe,Al)2Si,Al2O6、透輝石CaMgSi2O6、硬玉NaAlSi2O6 綠輝石:硬玉分子+普通輝石分子。斜方

27、輝石 (Fe,Mg)2Si2O6石榴石 (Mg,Mn,Fe)2(Al,Fe,Cr)3SiO43、金紅石 TiO2、尖晶石 MgAl2O4榍石 CaTiSiO4O放射狀裂紋：（例班公湖構(gòu)造帶八宿榴輝巖）。放射紋的本質(zhì) 高密度礦物蛻變?yōu)槊芏雀汀⒏臃€(wěn)定的礦物，體積加大，是超高壓地體掘出過(guò)程中的產(chǎn)物。 柯石英（比重2.78）石英（比重2.65），體積加大5%；-PbO2金紅石多型（比重4.3）金紅石（比重4.2），體積加大2%；文石（比重2.94）方解石（比重2.715），體積增加8%以上。 另外鉀長(zhǎng)石也有類似同質(zhì)多相變體。出溶現(xiàn)象：?jiǎn)涡陛x石中出溶石榴石、石英或柯石英、透長(zhǎng)石（鉀長(zhǎng)石）、鈦鐵礦、金

28、紅石、磁鐵礦、尖晶石、多硅白云母、斜方輝石、Mg-Al-Cr-鈦磁鐵礦。 石榴石中出溶單斜輝石、斜方輝石、金紅石、磷灰石。 斜方輝石中出溶鉻尖晶石、透輝石。 磷灰石中出溶磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦、獨(dú)居石、鍶尖晶石、SiC。 （超硅）榍石出溶柯石英。橄欖石中出溶磁鐵礦葉片、鈦鐵礦針。綠輝石中出溶石英棒。出溶現(xiàn)象的本質(zhì)：超高壓環(huán)境下合成的礦物在掘出過(guò)程中分解為更加穩(wěn)定的礦物群？其他異常的礦物學(xué)現(xiàn)象：花崗片麻巖中含稀土Ce褐簾石，指示這些巖石經(jīng)受超高壓變質(zhì)作用的時(shí)間極短，以致于沒(méi)有導(dǎo)致這種巖漿礦物的分解； 榴輝巖石榴石中的自然鈦等包裹體，指示超高壓變質(zhì)過(guò)程中的局部強(qiáng)還原環(huán)境； 切割柯

29、石英榴輝巖的白片巖中的滑石-藍(lán)晶石集合體，指示原巖為長(zhǎng)英質(zhì)巖墻的巖石經(jīng)受了超高壓變質(zhì)作用，但是柯石英難以保存； 石英硬玉巖中的鋁鈉云母，指示高角閃巖相退變質(zhì)疊加； 榴輝巖礦物中的缺陷結(jié)構(gòu)，指示了超高壓巖石的快速折返； 硬玉石英巖中硬玉單晶的納米級(jí)P2/n晶體結(jié)構(gòu)，指示巖石快速折返過(guò)程中的非平衡退化； 含文石和硬玉片麻巖中和含碳酸鹽的石榴輝石巖中的低鋁榍石。3. 榴輝巖產(chǎn)出的大地構(gòu)造和時(shí)代背景：既有大陸俯沖又有大洋俯沖； 以大陸俯沖為主； 既有前寒武紀(jì)的又有顯生宙的； 以顯生宙為主，前寒武紀(jì)極少（未發(fā)現(xiàn)太古代的）。實(shí)例：中亞Kazakhstan國(guó)Kokchetav超高壓地體、阿爾卑斯山Dara

30、Maira超高壓地體。4.中國(guó)的超高壓變質(zhì)帶：沿中央造山帶從北西西到南東東方向依次為：阿爾金超高壓變質(zhì)帶、柴北緣超高壓變質(zhì)帶、秦嶺-桐柏-大別超高壓變質(zhì)帶、蘇魯超高壓變質(zhì)帶。5. 超高壓變質(zhì)巖的形成和折返：超高壓變質(zhì)巖是巖石圈冷俯沖或碰撞的產(chǎn)物，地?zé)崽荻仍?0°C/km以下；其折返一般發(fā)生在形成后的5Myr，在25Myr內(nèi)完成；在形成和折返過(guò)程中都沒(méi)有強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。形成模式：（1）巖石圈板片的斷離拆沉模式，可能伴隨有幔源物質(zhì)侵入；（2）俯沖-推覆雙“車道”模式，基本不伴隨有幔源物質(zhì)侵入。6. 超高壓變質(zhì)作用對(duì)巖石圈演化和全球構(gòu)造的意義：大陸地殼破壞-一種新途徑；殼幔物質(zhì)循環(huán)-直接證

31、據(jù)； 幔柱的合理性-富集物質(zhì)來(lái)源； 巖漿作用-一種新補(bǔ)充； 大陸地殼深俯沖大陸地殼加厚高原氣候變化剝蝕濁積扇；全球構(gòu)造和巖石圈演化歷史。7. 榴輝巖研究：以青藏高原為例。 青藏高原榴輝巖及其構(gòu)造意義。羌塘中部（雙湖、藕山、）榴輝巖，班公湖構(gòu)造帶八宿榴輝巖，甘孜構(gòu)造帶榴輝巖。（1）甘孜構(gòu)造帶榴輝巖及構(gòu)造意義。此處有長(zhǎng)英質(zhì)榴輝巖共生。甘孜構(gòu)造帶不是陸內(nèi)裂谷帶， 也是一條縫合帶；松潘-甘孜可能存在廣泛的大陸基底；甘孜構(gòu)造帶的閉合是斜向的?？衫肎rt-Omp-Phe和Grt-Omp礦物組合對(duì)變質(zhì)溫壓初步估算。對(duì)于榴輝巖原巖構(gòu)造環(huán)境的判別，除了稀土配分模式、Sr-Nd同位素特征外，還可用變質(zhì)過(guò)程中相對(duì)

32、穩(wěn)定的高場(chǎng)強(qiáng)元素Ti與V，Y與Cr構(gòu)造環(huán)境判別圖進(jìn)行判定。第五章 復(fù)理石1. 復(fù)理石的宏觀特征：復(fù)理石（flysch）是一套深海沉積物組合或建造，以包含單調(diào)、重復(fù)、（巨厚）的細(xì)粒碎屑沉積巖為特征，底部有時(shí)有礫巖。Eg：歐洲Carpathia復(fù)理石、松潘-甘孜復(fù)理石、澳洲泥盆紀(jì)復(fù)理石。2. 復(fù)理石沉積環(huán)境：復(fù)理石主要由重力流沉積組成，以濁積巖為主。3.深海環(huán)境：主要指大洋盆地，水深在2000米以下，平均深度為4000米。 沉積物類型：1）各種生物骨骼形成的軟泥；2）底流活動(dòng)、冰川搬運(yùn)、濁流、滑坡作用形成的陸源沉積；3）（生物）化學(xué)作用形成的錳、鐵、磷沉積物；4）少量風(fēng)、宇宙物質(zhì)等。 CCD面（碳

33、酸鈣補(bǔ)償深度線）：碳酸鈣產(chǎn)生量與溶解量平衡的深度，此線以下不再有碳酸鈣沉積。其深度大約為4000-5000米左右。4. 海洋環(huán)境分類（按海底地形特征和海水的深度可分為）：濱岸、陸棚、斜坡、陸隆、盆地。5.對(duì)于密度流的認(rèn)識(shí)發(fā)展：在1948年之前，地質(zhì)學(xué)界一直對(duì)密度流（如：濁流）在侵蝕洋底峽谷和沉積深海粒級(jí)遞變層中的重要性抱有懷疑。1948年年可以被看作濁積巖模系出現(xiàn)標(biāo)志性的一年，在1948年第18次國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上（英國(guó)倫敦）：1）Migliorini通過(guò)密度流討論了粒序?qū)永淼钠鹪?）Shepard展示了大量水下峽谷和懸崖的照片3）Kuenen討論了高密度流在產(chǎn)生水下峽谷過(guò)程中的潛在侵蝕作用6.

34、重力流沉積：在淺海，沉積物的搬運(yùn)一般以牽引流為主，但在半深海和深海，大多數(shù)沉積物是在重力影響下形成的重力流沉積。重力流在搬運(yùn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)以下演化過(guò)程：巖崩；滑移和滑塌；沉積物重力流。 沉積物重力流：沉積物和液體的混合物在重力的作用下形成流動(dòng)的總稱，其中層內(nèi)粘性被破壞，單個(gè)顆粒在液體介質(zhì)中移動(dòng)并推進(jìn)液體介質(zhì)。7. 沉積物重力流形成的基本條件：（1）要有足夠的水深 ：一般認(rèn)為水深在1500-1800米，即風(fēng)暴浪基面以下。 （2）要有足夠的坡度和密度差：最小坡度角為3-5度。（3）充沛的物源：物質(zhì)成分會(huì)決定重力流沉積物的類型。（4） 一定的觸發(fā)機(jī)制：如洪水、地震、海嘯、火山噴發(fā)等。8. 濁流：濁流：

35、沉積物和水混合的一種湍流，沉積物在其中保持懸浮狀態(tài)。按沉積物的密度，可分為高密度濁流（50-250g/l）和低密度濁流（0.025-2.5g/l）。高密度濁流搬運(yùn)物以砂為主；低密度濁流主要搬運(yùn)粉砂和泥質(zhì)。9.濁積巖：濁流形成的以砂巖、粉砂巖或礫屑灰?guī)r與泥巖或泥灰?guī)r互層的組合。單層厚度可以為：小型（1-10cm）；中型（ 10-50cm ）；大型（ 50-100cm ）和巨型（>100m）。整個(gè)濁積巖系可以很厚，達(dá)數(shù)千米。 常見(jiàn)多種同生變形構(gòu)造。10. 典型濁積巖特征：幾十到上千米單調(diào)的砂頁(yè)巖互層；砂層的底面是突變的、平整的、不顯示超過(guò)厘米級(jí)的侵蝕作用，這說(shuō)明海底地形是平坦的；砂巖的底面有

36、大量的底模標(biāo)志：工具痕、侵蝕痕、生物痕；具有向上變細(xì)的鮑馬層序。11. 鮑馬序列： 一個(gè)完整的鮑瑪序列厚幾十厘米1m；但少見(jiàn)完整序列。 E段：（泥質(zhì)巖段）：頁(yè)巖、泥巖；半深水、深水生物、擾動(dòng)構(gòu)造；D段：（水平紋層段）：粉砂質(zhì)泥巖，水平紋層（又稱為上部水平紋層段）； C段：（沙紋層理段）粉砂巖，沙紋層理或沙紋爬升層理，包卷層理。B段：（平行層理段）（又叫下部平行層理段）：中細(xì)粒砂巖組成，平行層理，AB遞變。A段：（塊狀層或粒序?qū)佣危┥皫r或含礫砂巖，具粒序?qū)永?、底部沖刷構(gòu)造、底模構(gòu)造，是濁流沉積的主體。12. 海底扇是濁積巖（復(fù)理石）的主體：在大陸斜坡底與海底盆地或平原之間，由濁流的沉積作用形成的

37、錐狀或扇狀堆積體。扇的表面包括水道、堤和水道間沉積?？v剖面可分為上扇（內(nèi)扇）、中扇和下扇（外扇）。 內(nèi)扇：有一個(gè)直或彎曲的主扇谷，其中以碎屑流沉積為主。越過(guò)扇谷的細(xì)粒沉積物形成堤。中扇：分布有彎曲或網(wǎng)狀的分流水道，形成葉狀濁積砂體沉積和細(xì)粒的分流水道間沉積。外扇：地勢(shì)平坦，具有許多沒(méi)有堤的小水道，逐漸與盆地平原過(guò)渡。例：紅參1井濁積巖。13. 復(fù)理石砂巖碎屑顆粒特點(diǎn)：復(fù)理石中的砂巖主要為結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都低的硬砂巖。14. 復(fù)理石組分的地球化學(xué)特點(diǎn)：地球化學(xué)上，砂巖和泥質(zhì)巖石含鎂鐵元素等活動(dòng)元素的比例較高，在經(jīng)典地球化學(xué)圖解上位于造山帶或活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域。15. 復(fù)理石堆積和造山帶的關(guān)系

38、：復(fù)理石主要形成在匯聚邊緣的大陸碰撞階段，經(jīng)常出現(xiàn)在殘留洋盆地中，是造山帶剝蝕堆積的產(chǎn)物，是同造山沉積物；因此，地質(zhì)歷史上的大型復(fù)理石盆地是已消失造山帶的指示。大型復(fù)理石堆積對(duì)區(qū)域巖石圈板塊的演變方式和過(guò)程特別是俯沖板塊的行為方式產(chǎn)生重大影響。16. 大型復(fù)理石堆積對(duì)板塊俯沖和碰撞的制約：如松潘-甘孜復(fù)理石可能阻止了古特提斯洋殼的完全俯沖，并在松潘地區(qū)局部殘留了洋殼，進(jìn)而緩沖了羌塘大陸向歐亞大陸一側(cè)的俯沖和碰撞，并有可能導(dǎo)致俯沖極性改變，并為新生代的板內(nèi)巖漿活動(dòng)提供熱液。17. 復(fù)理石堆積和氣候的關(guān)系：大型復(fù)理石的堆積的產(chǎn)生受氣候控制，反過(guò)來(lái)又可能對(duì)全球或局域氣候和地理環(huán)境產(chǎn)生深刻影響。大型碎

39、屑巖堆積主要發(fā)生在北緯和南緯15°到35°的區(qū)域內(nèi)。在復(fù)理石形成過(guò)程中，由于（化學(xué)）風(fēng)化作用增強(qiáng)，可能導(dǎo)致CO2降低和氣候冷卻【冰室效應(yīng)】。18. 復(fù)理石堆積對(duì)海洋成分的改變：以孟加拉灣和印度斯復(fù)理石為例。大型復(fù)理石堆積可能改變海洋地球化學(xué)和同位素成分。原因：海水中的Ca輸入量在逐漸增加。19.小結(jié)：復(fù)理石（flysch）是一套深海沉積物組合或建造，以包含單調(diào)、重復(fù)、（巨厚）的細(xì)粒沉積巖為特征，底部有時(shí)有礫巖。復(fù)理石主要由重力流沉積組成，以濁積巖為主。復(fù)理石中的砂巖主要為結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都低的硬砂巖。地球化學(xué)上，砂巖和泥質(zhì)巖石含鎂鐵元素等活動(dòng)元素的比例較高，在經(jīng)典地球

40、化學(xué)圖解上位于造山帶或活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域。復(fù)理石主要形成在匯聚邊緣的大陸碰撞階段，經(jīng)常出現(xiàn)在殘留洋盆地中，是造山帶剝蝕堆積的產(chǎn)物，是同造山沉積物；因此，地質(zhì)歷史上的大型復(fù)理石盆地是已消失造山帶的指示。 大型復(fù)理石的堆積可能對(duì)全球或局域氣候和地理環(huán)境產(chǎn)生深刻影響，改變海洋地球化學(xué)和同位素成分，對(duì)區(qū)域巖石圈板塊的演變方式和過(guò)程特別是俯沖板塊的行為方式產(chǎn)生重大影響。20. 復(fù)理石研究實(shí)例：松潘-甘孜三疊紀(jì)復(fù)理石的源區(qū)?，F(xiàn)有模式與野外剖面分布；砂巖碎屑組分特點(diǎn)和變化；砂巖重礦物研究；泥質(zhì)巖的地球化學(xué)與同位素的分帶性；結(jié)論：多源區(qū)并以中羌塘變質(zhì)巖為主源區(qū)。第六章 磨拉石1. 磨拉石：磨拉石（molasse

41、）是在隆升山體前緣快速堆積的、以碎屑沉積為特征的一套陸相或海陸交互相沉積物組合或建造。2. 磨拉石堆積的大地構(gòu)造背景：安第斯山脈前陸盆地、歐洲比利牛斯山脈背駝盆地、加拿大扭芬蘭伸展盆地。3. 磨拉石的沉積特征：沉積作用具有快速性；組成物質(zhì)以碎屑為主；碎屑組分結(jié)構(gòu)成熟度波動(dòng)較大，但成分成熟度普遍不高；與山體隆升和剝蝕緊密相關(guān)。4. 地球化學(xué)特點(diǎn)：地球化學(xué)上，砂巖和泥質(zhì)巖石含鎂鐵元素等活動(dòng)元素的比例較高，在經(jīng)典地球化學(xué)圖解上位于造山帶或活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域。5. 大型沖積扇（megafan）與濁積扇及氣候的關(guān)系：大型沖積扇的堆積主要產(chǎn)生擠壓型造山帶前緣，并受氣候控制。它常常是濁積扇的陸上部分。大型碎屑

42、巖堆積主要發(fā)生在北緯和南緯15°到35°的區(qū)域內(nèi)。例：孟加拉灣濁積扇+印度斯?jié)岱e扇與青藏高原及喜馬拉雅山脈的關(guān)系。6. 研究物源的重要方法：?jiǎn)晤w粒分析。反映火成起源的礦物：鋯石、磷灰石和其他磷酸鹽礦物、電氣石、角閃石、輝石、榍石以及更少見(jiàn)的礦物如黃玉、石榴石、尖晶石、磁鐵礦、鈦鐵礦等。反映變質(zhì)起源的礦物：藍(lán)晶石、堇青石、硅灰石、硅線石、蘭閃石、硬柱石、綠輝石等等。7. 前陸盆地磨拉石：以羌塘盆地為例。弧后盆地磨拉石：以西藏措勤盆地為例?；∏芭璧啬ダ阂匀湛t盆地為例。研究方法：火山巖夾層地球化學(xué)、碎屑巖鎂鐵質(zhì)指標(biāo)、碎屑巖長(zhǎng)英質(zhì)指標(biāo)、成熟度和風(fēng)化指數(shù)（La-Th-Sc，Th

43、-Sc-Zr/10，Th-Co-Zr/10）、礫石組分、礫石地球化學(xué)、砂巖地球化學(xué)等。8. 不同類型磨拉石的特征。第七章 硅巖和灰?guī)r1. 硅巖的成因機(jī)制：成巖作用；生物作用。成巖生物：放射蟲(chóng)，硅藻，海綿。放射蟲(chóng)常常與硅藻呈競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。硅巖在前寒武紀(jì)時(shí)期主要成因?yàn)槌蓭r作用，從寒武至白堊紀(jì)末主要為放射蟲(chóng)及海綿加成巖作用。白堊紀(jì)末以來(lái)主要為硅藻成因。2. 放射蟲(chóng)硅巖產(chǎn)出的大地構(gòu)造環(huán)境：既可以產(chǎn)出于大陸環(huán)境也可以產(chǎn)生在海洋環(huán)境。3.放射蟲(chóng)中硅來(lái)源的爭(zhēng)議：非生物成因（火山去氣）、火山-生物成因、生物成因。4. 灰?guī)r的大地構(gòu)造環(huán)境：灰?guī)r可以產(chǎn)生在多種板塊構(gòu)造背景下。主要形成于以大陸地殼作為基底的大陸架、島弧

44、等陸緣海環(huán)境，但在開(kāi)闊大洋中（以洋殼作為基底），也可以局部存在于洋底高原或洋中脊附近等環(huán)境。大陸湖泊中也能產(chǎn)生少量灰?guī)r。5. 青藏高原灰?guī)r沉積環(huán)境6. 灰?guī)r的環(huán)境和構(gòu)造意義：1）海洋灰?guī)r指示溫暖的熱帶亞熱帶環(huán)境；2）灰?guī)r指示清潔的水體環(huán)境，陸源碎屑的豐富可能會(huì)使得成巖生物窒息，因而阻礙灰?guī)r的形成；3）大片、連續(xù)的灰?guī)r的形成指示穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境，主要是被動(dòng)大陸邊緣，同時(shí)也指示溫暖的氣候條件；4）大量灰?guī)r（和其他碳酸鹽巖）在地球歷史上的首次出現(xiàn)，標(biāo)志著大氣圈的成熟和生物圈開(kāi)始繁盛，而大規(guī)模的灰?guī)r的出現(xiàn)可能與地球歷史上的溫室環(huán)境有關(guān)；5）湖泊中的灰?guī)r主要形成在干旱的亞熱帶地區(qū)，經(jīng)常在沖積扇的遠(yuǎn)端，

45、主要形成在構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。7. 灰?guī)r地球化學(xué)行為：通過(guò)自生礦物從海水中吸附是灰?guī)r獲得其中溶解了的稀土元素和其他微量元素的主要過(guò)程?；?guī)r的自生礦物包括海洋自生的磷鈣土、生物成因的磷酸鹽礦物、含金屬的沉積物等，它們的吸附可能記錄在大陸架、開(kāi)闊大洋和擴(kuò)張脊等環(huán)境的海水中形成的灰?guī)r的地球化學(xué)特征。大片的連續(xù)的灰?guī)r的形成過(guò)程常常達(dá)上千萬(wàn)年，遠(yuǎn)大于這些微量元素在海水中的滯留時(shí)間，因而有足夠的時(shí)間來(lái)吸附它們。海水中的稀土及其他微量元素行為和特征因盆地性質(zhì)不同而變化明顯，不同的海水的稀土及其他微量元素特征通過(guò)吸附作用而被灰?guī)r記錄下來(lái)。 在大陸邊緣盆地中沉積的灰?guī)r也含有微量的陸源碎屑顆粒，如粘土、石英、長(zhǎng)石

46、以及耐磨重礦物，靠近火山弧的灰?guī)r中可能有火山灰。除石英外，這些陸源碎屑顆粒特別是粘土顆粒都攜帶有一定的微量元素，因而灰?guī)r也能同其他海洋沉積物一樣，在一定程度上“繼承”其陸源物質(zhì)的地球化學(xué)特征。與其他海洋沉積巖（如硅巖）相似，其稀土元素等不活動(dòng)元素基本不受成巖作用影響。因而，研究灰?guī)r的地球化學(xué)特征不僅能夠提供變化著的海洋的地球化學(xué)特征的信息，也應(yīng)該能夠提供判斷其沉積盆地的大地構(gòu)造演化的有用信息。海洋自生的磷鈣土、生物成因的磷酸鹽礦物、含金屬的沉積物等，可以用來(lái)估計(jì)古海水的143Nd/144Nd比值。在地質(zhì)歷史中，它們可以很好保存下來(lái)，比非生物成因的礦物更能給出更精確的成巖年齡。生物成因礦物的Nd

47、同位素組分代表了同時(shí)期水體的同位素組分，不是此后成巖疊加的產(chǎn)物。生物成因的磷灰石在沉積物水的界面上吸收稀土元素，因此代表了海底的化學(xué)條件，這種富集作用發(fā)生于死后，未受新陳代謝作用的影響。生物成因的磷灰石（如魚(yú)的碎屑、牙齒、盾鱗、牙形刺、腕足動(dòng)物的磷酸鹽外殼）等等都是許多地球化學(xué)指標(biāo)的良好載體，如氧化還原條件、沉積環(huán)境、同時(shí)代海水SrNd同位素組分。8小結(jié)：1. 活動(dòng)型板塊背景下灰?guī)r陸源碎屑物質(zhì)含量高，微量元素含量高；穩(wěn)定型板塊背景下灰?guī)r陸源碎屑物質(zhì)含量低，微量元素含量也偏低；2. 灰?guī)r地球化學(xué)主要受海水和陸源碎屑物質(zhì)控制；3. 主量元素圖解可以區(qū)別前陸盆地、弧前盆地、弧后裂谷盆地+被動(dòng)大陸邊緣

48、灰?guī)r，但后兩者不能區(qū)分;4. 推薦使用La/Sc-Zr/TiO2圖解區(qū)別其形成的構(gòu)造環(huán)境; La-Th也是好的圖解。第八章 剖析特提斯：從沉積巖入手1. 特提斯Tethys：是通過(guò)沉積學(xué)和古地理學(xué)研究來(lái)重建全球構(gòu)造的一個(gè)經(jīng)典實(shí)例。通過(guò)沉積學(xué)和古地理學(xué)研究，我們可以在我國(guó)的特提斯構(gòu)造域發(fā)現(xiàn)許多對(duì)我國(guó)中生代以來(lái)構(gòu)造演化乃至全球構(gòu)造具有關(guān)鍵意義的現(xiàn)象。2.研究思路：不規(guī)則大陸邊緣的廣泛性、造山沉積構(gòu)造響應(yīng)、華北克拉通巖石圈褶皺、中-新特提斯沉積-大地構(gòu)造演化。Question：1. 識(shí)別不規(guī)則大陸邊緣有何意義？2. 如何識(shí)別不規(guī)則大陸邊緣？3. 印度次大陸是最為典型的一個(gè)不規(guī)則大陸邊緣，即相對(duì)剛性的

49、凸岬，它向亞洲的楔入，造就了青藏高原，也是亞洲新生代構(gòu)造變形的主導(dǎo)因素；我們還識(shí)別出大別凸岬、云開(kāi)凸岬、康滇凸岬和西羌塘凸岬，這些凸岬在塑造我國(guó)大地構(gòu)造輪廓上具有關(guān)鍵意義。4. 大別凸岬的識(shí)別：揚(yáng)子板塊總體上呈一北東向被動(dòng)大陸邊緣，被相對(duì)剛性的大別凸岬楔入，這在沉積相地質(zhì)圖上是顯而易見(jiàn)的。大別凸岬向揚(yáng)子板塊的楔入，對(duì)中國(guó)東部中生代大地構(gòu)造形態(tài)的塑造，起了至關(guān)重要的作用。5. 華南大陸南緣云開(kāi)凸岬和康滇凸岬的識(shí)別：云開(kāi)凸岬在地質(zhì)圖上表現(xiàn)最為明顯。云開(kāi)凸岬和康滇凸岬在地質(zhì)歷史上經(jīng)常以古陸的形式出現(xiàn)。云開(kāi)凸岬和康滇凸岬對(duì)華南-印支碰撞的制約。6. 東-西羌塘碰撞造山帶剝蝕對(duì)松潘-甘孜復(fù)理石堆積的貢獻(xiàn)

50、：西方學(xué)者普遍認(rèn)為，大別造山帶是是松潘-甘孜三疊紀(jì)復(fù)理石的主要物源區(qū)。由于羌塘中部變質(zhì)帶的折返時(shí)間(222204 Ma)、折返和剝蝕的體積 (2.5×106 km3) 與松潘-甘孜三疊紀(jì)復(fù)理石的沉積時(shí)間 (230203 Ma)、體積 (2×106 km3)相當(dāng), 特別是它要比大別山超高壓變質(zhì)帶更鄰近松潘-甘孜盆地, 我們根據(jù)松潘-甘孜三疊紀(jì)復(fù)理石盆地古流向測(cè)量、砂巖組分、人工重礦物和泥質(zhì)巖石地球化學(xué)和釹同位素分析等系統(tǒng)研究認(rèn)為中羌塘變質(zhì)巖的折返和剝蝕可能是松潘-甘孜三疊紀(jì)復(fù)理石的主要物源區(qū)之一 ?？拷继恋伢w的松潘-甘孜砂巖組分以變質(zhì)巖碎屑為主，成分成熟度低，棱角明顯，為近

51、源堆積。指示中羌塘造山帶為松潘-甘孜復(fù)理石主要源區(qū)之一。7. 松潘-甘孜復(fù)理石堆積對(duì)中國(guó)中部印支期造山帶剝蝕的響應(yīng)：三疊紀(jì)云開(kāi)凸岬插入印支大陸，并隆起剝蝕，為西側(cè)的南盤(pán)江盆地提供復(fù)理石物源。8. 華北克拉通的巖石圈褶皺：以賀蘭褶皺沖斷帶為西界，存在兩個(gè)大的巖石圈背斜和兩個(gè)大的巖石圈向斜，褶皺強(qiáng)度由東向西逐步減弱。沉積學(xué)證據(jù)表明，在早中生代，華北克拉通的巖石圈褶皺由東向西傳播。9中新特提斯構(gòu)造域：在拉薩地體的南部主體，缺失侏羅紀(jì)沉積，而在其北緣的被動(dòng)大陸邊緣堆積了巨厚中-晚侏羅世復(fù)理石（厚達(dá)10km），因而揭示當(dāng)時(shí)在拉薩地體南部存在規(guī)模宏大的造山帶。班公縫合帶廣泛存在的早白堊世放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖及羌塘

52、-拉薩地體廣泛存在的中白堊世海相沉積表明，班公中特提斯大約在100Ma才關(guān)閉。中新特提斯構(gòu)造重建：205-100Ma。第九章 埃達(dá)克巖1. 埃達(dá)克巖巖石-地球化學(xué)特征和巖石成因：SiO2 56% ( 56 72 ) 榴輝巖或角閃巖高壓部分熔融；Al2O315 % 同上；MgO 常 <3 %，Cr、Ni也很低如果是初始熔體，不可能來(lái)自地幔橄欖巖熔融；MgO 如>3 %，Cr、Ni也很高可能有地幔橄欖巖熔體參與；Na2O/ K2O > 1斜長(zhǎng)石高度熔融；高Sr 300 400 ppm斜長(zhǎng)石高度熔融，殘留相中缺失斜長(zhǎng)石；低 Y 20 ppm石榴石、角閃石和輝石殘留；Yb 2 ppm

53、，即低 HREE石榴石殘留；貧HFSE如Nb-Ta 與其他島弧巖石相似，Ti礦物相或角閃石殘留；高 La /Yb >20 石榴石殘留；Sr / Y>20 石榴石、角閃石和輝石殘留；正Nd+低Sri異常MORB源區(qū)信號(hào)。太古代TTG可能是愛(ài)達(dá)克質(zhì)巖。2. 實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)結(jié)果：僅僅當(dāng)結(jié)晶組合中同時(shí)含金紅石和石榴子石(即結(jié)晶殘留體為含金紅石的榴輝巖和角閃榴輝巖)時(shí)，熔體相才具有相似于埃達(dá)克巖的高Sr/Y、低HREE和負(fù) Nb-Ta 異常等特征. 石榴子石使部分熔體產(chǎn)生顯著的 HREE 虧損，而金紅石控制部分熔融過(guò)程中Nb和Ta的分配行為，只有金紅石才能導(dǎo)致共存熔體產(chǎn)生負(fù)Nb-Ta異常，證明除

54、了石榴子石外，金紅石也是埃達(dá)克質(zhì)熔體形成時(shí)一個(gè)必要的殘留相.基于玄武巖部分熔融過(guò)程中金紅石 1.5 GPa穩(wěn)定壓力下限，確定埃達(dá)克熔體產(chǎn)生在大約50 km以上。3.埃達(dá)克巖成因：洋殼低角度俯沖成因：此類愛(ài)達(dá)克質(zhì)巖石是低角度俯沖洋殼熔融產(chǎn)生的，此類洋殼年齡輕（< 25 Ma），且普遍比較熱。這也是愛(ài)達(dá)克質(zhì)巖石最常見(jiàn)的成因類型。俯沖洋殼邊部熔融成因：此類埃達(dá)克巖石產(chǎn)生于俯沖板塊撕裂的邊緣，洋殼受到幔流的直接加熱和“腐蝕”，這里的板塊比較老（50 Ma）。只要洋殼受到足夠的熱作用，老的、冷的洋殼也可能產(chǎn)生埃達(dá)克質(zhì)熔體。洋脊俯沖成因；巖漿混合成因：此類埃達(dá)克巖石應(yīng)是受玄武巖底侵作用，地殼物質(zhì)產(chǎn)生

55、熔融并與玄武巖漿混合產(chǎn)生。（Q 在松潘-甘孜地體中晚三疊世愛(ài)達(dá)克質(zhì)巖石是地殼加厚的產(chǎn)物嗎？）拆沉大陸下地殼熔融成因：例為下?lián)P子、土耳其。加厚的大陸下地殼熔融成因。俯沖上地殼（含沉積物）熔融成因：4. 晚中生代亞洲南緣adakites及其大地構(gòu)造意義。如何甄別大陸和大洋兩類adakites?鋯石的U-Pb-Hf同位素指標(biāo)、全巖Sr-Nd同位素指標(biāo)。第十章 玻安巖1.據(jù)K2O-SiO2圖按K2O含量由高到低可將巖漿巖分為SHO橄欖安粗巖系、HK - CA高鉀鈣堿性巖系、CA鈣堿性巖系、LK - TH低鉀拉斑質(zhì)巖系。玻安巖就屬于最后一種。2. Boninite(玻安巖)巖石-地球化學(xué)特征：1890發(fā)

56、現(xiàn)于Bonin島。為低鉀系列，最高可達(dá)英安巖。玻基含Pyr/Ol，少/無(wú)Pl。產(chǎn)于俯沖帶上初生弧后盆地及弧前盆地環(huán)境，是拉斑玄武質(zhì)熔體萃取后極度虧損幔楔的低壓部分融熔；伸展環(huán)境淺部融熔，地溫梯度高；受俯沖流體作用。富Si, Mg, Ni, Cr, Co, 貧Ti, Y, Yb；SiO2=5360%；MgO=9%25%(安山巖平均4.36%)：耐熔地幔起源；Mg#=0.550.83；TiO2平均0.2%(很少>0.4%)；Ti/Zr=2367；Yb為球粒隕石的25倍；U型的REE分布；HFSE極度虧損；Zr-Hf相對(duì)于MREE富集：俯沖板片流體作用。3.玻安巖可分為高鈣、低鈣兩種類型：高鈣

57、類型受俯沖洋殼流體作用更強(qiáng)，低鈣類型受俯沖作用更弱。4. 弧前環(huán)境：地球化學(xué)上顯示有俯沖沉積物的參與。5. 初生洋內(nèi)弧環(huán)境：由轉(zhuǎn)換邊界變化為俯沖帶，由轉(zhuǎn)換邊界變化為俯沖帶，巖石圈沉降導(dǎo)致弧前伸展及海溝后撤，最終真正的俯沖開(kāi)始，海溝后撤速度減慢，同時(shí)弧前伸展應(yīng)力降低。因而弧前冷卻并形成厚的巖石圈，即弧前火山作用結(jié)束。6.其他成因模式：弧后大陸邊緣；洋脊俯沖；弧后盆地肇始；幔柱和火山弧的相互作用；洋脊向弧前地區(qū)的傳播。第十一章 花崗巖1. 花崗巖類巖石：含石英的侵入巖。花崗質(zhì)巖石含義更廣，還包括相應(yīng)噴出巖。2. 狹義花崗巖 指堿性長(zhǎng)石數(shù)量(面積/體積%)或斜長(zhǎng)石，而石英約占礦物總量1/3的花崗巖類

58、。花崗巖類巖石 約占我國(guó)大陸面積9(80余萬(wàn)km2) 分布于各種大地構(gòu)造單元 是大多數(shù)金屬礦產(chǎn)的成礦母巖/母巖漿鑒此，花崗巖類巖石是研究地殼發(fā)生、演化、成礦過(guò)程的重要對(duì)象。3花崗巖類包括 深成巖：花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、堿性花崗巖、斜長(zhǎng)花崗巖噴出巖：流紋巖、英安巖、堿流巖、石英角斑巖、松脂巖巖石化學(xué)特征：SiO2高（65wt），Na2O+K2O高（平均 68wt），F(xiàn)eO、MgO、CaO低。4. 花崗巖成因分類。5.據(jù)鋁飽和度對(duì)花崗巖分類：6. S型花崗巖：沉積巖在風(fēng)化過(guò)程中丟失Na、Ca(隨水遷出)經(jīng)部分熔融后產(chǎn)生的ANCK >1.1的花崗巖。含高鋁礦物 Mus Gt Cld Tour (Sil，And )色率 <5。高SiO2，Sri>0.706 ，Nd(t)負(fù)，18O>+9.5。大體積 S-Gr往往是由泥質(zhì)巖/雜砂巖深熔形成。小體積 S-Gr往往是準(zhǔn)Al(CA)大體積Gr 經(jīng) Hb Fl Cpx分離結(jié)晶形成或同化 Al質(zhì)圍巖形