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吉林汪清橄榄岩包体流变学、组构学及地震波各向异性研究

朱元卓  
【摘要】:吉林汪清幔源橄榄岩包体以尖晶石二辉橄榄岩为主,存在少量方辉橄榄岩和纯橄岩。通过包体相关特征研究,获得包体平衡温度:1009~1140℃;压力:0.8~2.0GPa;差异流动应力:33.8~69.6MPa。根据高温流变律计算获得上地幔应变速率(1.5310-13~5.9310-15s-1)及有效黏滞度(1.631020~1.931021Pa2s)与软流圈性质相似。氧化缀饰处理后的橄榄石显微特征表明:包体中位错类型丰富,主要有位错壁、位错环、位错网格、亚颗粒等,说明该区上地幔经历了以高温位错蠕变为主的塑性变形。利用电子背散射衍射(EBSD)技术测得橄榄石晶格优选方位,橄榄石组构整体为A型,反映了贫水低应力的大陆岩石圈地幔环境;此外,存在一个B型组构样品,现有的四种成因(富水高应力环境,高温富熔体环境,斜方辉石存在时扩散蠕变,高压干体系)不能很好地解释该样品组构,有待进一步研究。根据组构数据模拟计算获得地震波各向异性,揭示该地区快剪切波方向与上地幔剪切方向平行,结合地球物理资料,估算各向异性层厚度约为100~135km。岩石结构、组构强度和差异应力之间无明显相关性,说明该地区上地幔可能经历了复杂不均一的变形。橄榄岩包体流变学、组构学特征及模拟地震波各向异性为该区上地幔研究提供了基础信息和约束,为该地区可能经历了软流圈上涌,岩石圈底部底辟侵入上地幔浅部提供了流变学条件。


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