云南马关新生代地幔包体中橄榄石的显微构造及其反映的上地幔物理.PDF

维普资讯 第 23卷 第 1期 热 带 海 洋 学 报 Vo1．23，NO．1 2004年 1月 JOURNAlOFTROPICAl 0CEAN0GRAPHY Jan ．，2004 文章编号 ：1009—5470(2004)01—0034—10 云南马关新生代地幔包体 中橄榄石的显微 构造及其反映的上地幔物理状态特征* 陈 忠 ，丘学林 ，陆 琦 ，颜 文 ，吴世敏 ，施小斌 (1．中 国地质大学测试中心 ，湖北 武汉 430074 2．中国科学 院南海海洋研究所与广州地球化学研究所边缘海地质重点实验室 ，广东 广州 510301) 摘要：利用氧化缀饰法研究 了云南马关新生代地 幔尖 晶石二辉橄榄岩包体中橄榄石的位错构 造。其位错构造种类多样 、形态各异 ，主要包括 (100)和 (001)位错壁、亚颗粒构造 、位错 网格 、 {100)滑动条带构造等 ，表明该区上地幔岩具高温高应变和低温高应变特征 。包体形成 的温 度 丁为 1016-- 1098。C，压力 P为 18．3×10。一20．6×10。Pa。马关上地幔温压状态具有大洋 地幔地温特征，热流值达 85mW ·m 。上地幔的流动应力 为 27．9—59．7MPa，流动速率 e 为1．37×10 一2．17×10 S ，等效粘滞度 为 9．18×10 一6．92×1O Pa·S。该 区上地 幔的高流动应力、高热状态和裂谷带型的流动速率 等效粘滞度特征，可能与 16MaB。P．以来 区域性东西向伸展作用有关 。 关键词 ：橄榄石 ；位错构造 ；地 幔包体 ；上地幔物理状态 ；云南马关 中图分类号 ：P313 文献标识码 ：A 人们一般认为上地幔的变形条件是高温、高压以及极低的应变速率 ，对这种环境下 固 态塑性流动的研究是解释地幔对流、岩石圈板块 内部变形和阐明板块驱动机制的重要基 础工作 。橄榄石是上地幔最主要的矿物，它 的物理化学性质及状态与上地幔物理力学性 质 、塑性行为及流变学特征密切相关_】]。橄榄石在上地幔条件下发生的固态塑性流动， 主要是通过晶体内部位错的滑动和攀移来完成，形成 自由位错 、位错环 、位错网格等显微 构造 。这些显微构造与稳态变形过程中的流动应力有一定 的依存关系，已被广泛用于估 算上地幔流动应力，为岩石圈地幔结构与深部过程研究提供流动速率、等效粘滞度等物理 状态参数 引。 本文用氧化缀饰法对红河断裂带南段云南马关幔源尖晶石二辉橄榄岩包体中橄榄石 的显微位错构造进行了研究，计算和探讨了该区上地幔的平衡温压、差异流动应力及流动 速率 、等效粘滞度 ，为研究红河断裂带岩石圈地幔结构与深部过程提供基础资料。 1 采样地地质概况及研究方法 1．1 采样地地质概况 红河断裂带新生代构造活动大体可分 3个阶段 ：1)4O一28MaB．P．为大规模陆内 收稿 日期 ：2002—09—29；修订 日期 ：2003—06—20 基金项 目：中国科学院知识创新工程项 目(KZCX2—209，KZCX2一SW一117)；中国科学 院南海海洋研 究所边缘海地 质与古环境开放实验室基金项 目(BYH01A09) 作者简介 ：陈 忠 (197O )，男，云南省石屏县人 ，助研 ，博士 ，主要从事矿物及地球化学研究 。 *感谢中国地质大学(武汉)金振 民教授 、田熙科 、杨超 、王永锋博士等给予设备支持和实验协助。 r 1r 维普资讯 甘H 陈 忠等 ：云南马关新生代地幔包体中橄榄石的显微构造 删 及其反映的上地幔物理状态特征 35 俯冲作用阶段 ，即早期高钾岩浆活动阶段；2)28 16MaB．P．为岩浆活动间歇期 ；3)16— 0MaB．P．为区域性东西向伸展作用阶段 ，即晚期高钾岩浆活动阶段。