岩石圈流变学一种研究地球深部岩体变形的新方法.pdfVIP

地质学刊 第37卷第4期 doi：10．3969／j，issn．1674-3636．2013．04．530 岩石圈流变学：一种研究地球深部岩体变形的新方法 余尚江1’2，刘稳航1’2，杨源祯1’2，杨锐1’2 (1．大陆动力学国家重点实验室，陕西西安710069；2．西北大学地质学系，陕西西安710069) 摘要：岩石圈流变学是大陆岩石变形的主导因素之一，是一种研究地球深部岩体变形的新方法。简要介绍流变学 对大陆动力学研究的影响，并对当前流变学研究进展进行评述。岩石圈流变学在岩石圈地层、造山带和大型盆地 动力学和动力学特征研究中的应用非常广泛。近年来，岩石圈流变学在脆一塑性转换、岩石流变含水性、“三明治” 结构及岩石流变律等方面有重大进展。最后，指出目前岩石圈流变学还存在一些亟待解决的问题，如时间因素。 关键词：岩石圈流变学；岩石流变律；时间因素 中图分类号：P542 文献标识码：A 文章编号：1674—3636(2013)04—0530—05 研究构造运动学和动力学问题(李昶等，2001)。在大 0 引 言 范围的岩石变形中，如岩石圈地层、造山带和大型盆地 运动学和动力学特征研究，岩石圈流变学应用已非常 et 在经典板块构造学说提出后，人们普遍认为岩 广泛(刘绍文等，2003；Heal，2003；Yoshida，2012)。 石圈为刚性块体，漂浮在下层的塑型软流圈之上作 那么如何进行流变学研究?大量研究(张国伟 et et al，2006；Kruseal，1999)表 水平运动。然而，大陆内部构造分析与岩石流变学 等，2007；Bystricky 实验揭示，大陆岩石圈板块无论在横向还是纵向上 明，高温高压实验和显微构造分析是流变学研究的 都存在着显著的同向异性，具有明显的超越板块构 两大支柱。目前，国际上用于高温高压实验的主流 et 仪器，如Paterson气体介质装置，可为活化待研究矿 造特征(Vauchezal，1998；Pollard，2003)。秦岭造 山带和青藏高原碰撞之后的隆升就是例证(刘护 物的分子结构提供场所，可以厘定各主要造岩矿物 的不同晶格滑移系的相对活动性以及随物理(温 etal，1997)。然而，人们对此却难 军，2002；Royden 度、压力、应变率)、化学(氧逸度、含水量)条件变化 以解释。而在岩石圈流变分层理论下提出的流变学 的规律，探讨岩石圈中水和其他流体的迁移集中对 剖面和岩石圈强度一深度结构剖面“三明治”式结 应变弱化、s—C组构的形成、地幔软流圈熔浆黏度的 et 构为解释该问题展示了巨大的潜力(Ranallial， 影响(嵇少丞等,2008)。在利用高温高压实验得出 1987；Molnar，1988)。岩石圈结构分层和流变性质 不同构造层次代表性矿物的主控滑移系和变形条件 是控制大陆构造形成和演化，尤其是大陆岩石变形