海洋核杂岩等概念

海洋核杂岩海洋核杂岩常出现在慢速扩张脊的附近，如大西洋，其形成与洋中脊的区域性扩张过程有关，有些海洋核杂岩的形成可能受到热点或地幔柱的影响。海洋核杂岩的成因机制复杂，除了受拆离断层的控制外，还受正断层附近下盘的抬升作用和先存洋壳结构的制约。拆离作用持续时限还可能受洋中脊岩浆供应模式的制约，从而决定海洋核杂岩的寿命与演化。[1]海洋核杂岩是一种海底的地质特征⑵，是大位移，低角度正断层（拆离断层）抬升的下盘（图1）⑶，形成了垂直于洋中脊的长脊。它包括平滑的圆顶，其上分布有横的山脊，像条纹状的屋顶。其大小不等，范围为长10-150km,宽5-15km,高500-1500m,如图1，2。巳玷】。通常发育在慢速扩展的洋壳边界，岩浆供应受限。这个区域具有低的上地幔温度，且长的转换断层发育，下地壳和地幔岩出露于海底⑸。洋底深地震剖面上海洋核杂岩结构表现为3部分，第1部分为层1和层2,以脆性变形为特征；第2部分为脆-韧性过渡层；第三部分，核部以塑性变形为特征。第1部分的层1为透镜-断块状构造，主要由火山成因的沉积和在裂谷作用下依次旋回期间溢出海底的熔岩流组成。它以脆性断裂变形为特征。层2为断块状岩石，岩体主要为辉绿岩墙群，是产生于裂谷带的深源侵入体，具有侵入物质冷却时产生的垂直裂缝和垂向脆性断裂，层2与下部洋幔之间为第2部分，相当于拆离断层带。第3部分为海洋核杂岩的核部，属于蛇纹石化的洋幔。⑴131S.9N图1.海洋核杂岩的产生过程.左侧：解释观测到海底的地质现象，红色区域代表新火山活动区域，蓝色代表拆离断层的出现，黑色线代表其他的一些正断层。中间：板块构造的演化过程。右侧：左侧图表的垂直剖面。［3(k)time=0.Initialregimewithstraightridgeaxisandsymmetricalmagmaticaccretion.Boldredlineincentrepanelistheplateboundary.Black,blueandgreenlinesshowsuccessivelyolderisochrons.(b)Shortlyaftertime=0.AtthesiteofthefutureOCC,magmaticaccretionwanesandmainlocusofplateseparation(i.e.,plateboundary)jumpswesttoamajorvalley-wallfault(solidbluelinewithblackticks),heretakenarbitrarilytobeattheblackisochron,transferringasmallpieceof(grey)seafloorfromthewesterntotheeasternplate.TotheNandS,symmetricalmagmaticaccretioncontinues.Accommodationzones(similartonon-transformoffsets)linktheoffsetplateboundary(bluedottedlines).(c)time=0.5(where1isthedurationofthecolouredbandin(a)).SymmetricalmagmaticaccretioncontinuestotheNandS.AtthesiteoftheOCC,plateseparationisfocusedontothedetachmentbystrainweakening.ForillustrativepurposesinthiscartoonTOCC=1;if0.5<TOCC<1thesamegeometricalprogressionoccurs,butatarelativelyslowerrate(Fig.9).Bluelineistheplateboundaryatthezoneofemergenceofthedetachment,thetickedblacklineisthebreakaway,andseafloorgeneratedbyexhumationofthedetachmentfootwallisstippled.Notethattheridgeoffsethashalved,andtheplateboundaryattheOCC(emergencezone)hasmigratedeastwardrelativetoolderseaflooronbothplatesandrelativetotheridgetoNandS.(d)time=1.TheplateboundaryatthesurfacehasmigratedtoagainbeinlinewiththeridgetotheNandS.Atsub-surfacethedeeperlevelsofthedetachmentfaultnowlieonthefar(eastern)sideoftheaxialvalley.Meltsdeliveredfrombelowor,asweobserve,migratinglaterallyfromNVZsalongstriketotheNandS,areallthereforeemplacedintothefootwall.Whenthesupplyofmeltdeliveredtothefootwallissufficienttocutitcompletelythedetachmentwillbeoverwhelmedandterminated.花3D.3CN42.2fiWCorrugateddetachmentfault花3D.3CN42.2fiWCorrugateddetachmentfaultsurface-1000m--2000m--3000m--4000m.-5000mHangingwall_/block42.0*W41.9*W〜30.0'N42.1图2海洋核杂岩的地貌形态⑷参考文献：李三忠，吕海青,侯方辉，等.海洋核杂岩.海洋地质与第四纪地质.2006,26(1)：47-52.维基百科C.J.MacLeod,R.C.Searle,B.J.Murton,etc.Lifecycleofoceaniccorecomplexes.EarthandPlanetaryScienceLetters.2009,287:333-344.A.Morris,J.S.Gee,N.Pressling,ect.Footwallrotationinanoceaniccorecomplexquanti?edusingreorientedIntegratedOceanDrillingProgramcoresamples.EarthandPlanetaryScienceLetters.2009,287:217-228.AlainTremblay，AvniMeshi，JeanH.Bedard.Oceaniccorecomplexesandancientoceaniclithosphere:InsightsfromlapetanandTethyanophiolites(CanadaandAlbania).Tectonophysics.2009,473:652.拆离断层拆离断层（detachmentfault）最早由Pierce于1963年提出，当时是指叠瓦状逆冲断层的底板断层，即滑脱面。美国地质学家Davis1980年将其应用于伸展构，定义为“结晶变质基底杂岩与上覆沉积盖层之间的大型低角度正断层或伸展断层”。即分割变质核杂岩与上盘岩石的并将这两种构造层次相差很大的岩石单元叠置于一起的大规模低角度正断层。（图1）[1，2】拆离断层常呈拱形或波形，不具冲断层性质，因为拆离断层使地层缺失而不使地层重复，具有伸展构造特点。拆离断层面之上岩层常向同一方向旋转，形成迭瓦状正断层系，断层倾角为40°-60°（在伸展构造体系中，拆离断层可以随着发展而逐渐上升，形成浅层低温状态下的脆性断层，相应地出现断层泥-碎裂岩-糜棱岩-糜棱片麻岩。因此拆离断层可能是切割整个地壳的断坡的一部分，成为有根断层组合，符合于单向滑动特征，但也可能存在方向相反的共轭滑动（从区域构造应力场来看，拆离断层也可以作为压缩冲断层系转化为伸展断层系的反转初始期。⑶图1拆离断层⑵参考文献：百度百科G.S.Lister等韩宝福（译）.拆离断层作用与被动大陆边缘的演化.地震地质译丛.43-47刘和甫.伸展构造及其反转作用.地学前缘.1995,2（1~2）：113-124.蛇纹石化橄榄岩蛇纹岩化作用可以发生在温度为200~500°C和压力为50MPa，并有水的参与条件下。⑴蛇纹石化深海橄榄岩的原岩矿物组成为橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和尖晶石，自橄榄石-斜方辉在高温蛇纹石化作用下，橄榄石被网状蛇纹石交代，并析出磁铁矿;斜方辉石和单斜辉石被绢石交代（绢石是指呈斜方辉石假象的利蛇纹石或叶蛇纹石），斜方辉石蚀变过程中可能伴随着滑石和角闪石的出现（公式1）。蛇纹石化橄榄岩的典型次生矿物主要有蛇纹石、

磁铁矿和（或）滑石和（或）透闪石和（或）水镁石，常见的副矿物为铁-铬铁矿、绿泥石、自然金属、硫化物、粘土矿物、透辉石、次生橄榄石和角闪石。蛇纹石化橄榄岩的P波波速见图2。2M接SiO」+3H2（） M勺Sh（L（OH）« ）2镁橄榄石+水—蛇纹石+水镁石叫冷Si（）4十NlgSiO,十2H2（） MgSiHL（OH“镁橄榄石+斜方辉石+水—蛇纹石[2,3]公式1蛇纹石化过程[2】"Layered"crustVc.km/sLayer2CrustLayer3■■■MohoMantlePeridotiteBasaltDikecomplexGabbro公式1蛇纹石化过程[2】"Layered"crustVc.km/sLayer2CrustLayer3■■■MohoMantlePeridotiteBasaltDikecomplexGabbro图2正常洋壳和不均一洋壳额P波波速[3]EMJ.JSqLpdlxlo,・■・Moho

MantleSerpentinizedperidotite参考文献：A.H.HMiupiLeBCK