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喀斯喀特弧第四纪火山活动地表和地下特征随时间的变化
限制地形和地壳结构的数据分辨率提高，为人们提供了新的定量方法，用以评估火山区省级规模的地表-地下连通性质。研究人员结合北美西部喀斯喀特弧（Cascades arc）的第四纪火山口填图数据、表面地形数据和各种地球物理数据集，探究了火山作用与下伏地壳结构之间的关系。结合火山口填图数据库，从该区的数字高程模型（DEM）中提取已知时代的火山机构，估算得出的体积可能占第四纪总喷发量的50％左右。火山机构体积和空间上火山口密度与指示上层地壳影响的各种地球物理数据联系密切。在整个岩浆弧的第四纪火山口下，地下结构变化与火山作用一致的现象很普遍，但与年轻火山口的联系更为强烈。在喀斯喀特山脉中部和南部，地球物理识别的岩浆特征增加，那里的火山喷发量最大，火山口间距很小。火山口和相关的地壳结构，以及空间上局部喷发相对于分散喷发的程度随时间变化，定义了整个弧段横向延伸约100 km的喷发中心，表明岩浆上升随时间变化而发生空间上的聚集。
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Geology (2020) 48 (11): 1088–1093.
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（译者：唐演@CUGB）
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波罗的大陆在苏格兰的遗迹：基底地体在格林威尔造山运动期间的迁移
苏格兰加里东群岛北高地地体（NHT）内的太古宙基底被认为与劳亚大陆的前陆的刘易斯片麻杂岩有关。新的锆石U-Pb年龄表明，NHT基底显示了2823-2687Ma和1772-1655Ma岩浆作用的证据。第一组年龄与前陆太古宙片麻岩的结晶年龄相近。然而，第二个组年龄以及覆盖基底上的岩石单元的形成时间都晚于前陆内发育新生岩浆作用和沉积作用的时间，为其最年轻的主阶段之后的100–250Ma。此外，在NHT基底内没有前陆内常见的古元古代镁铁质和长英质侵入体存在的迹象。因此研究者认为，NHT与劳亚大陆的前陆缺乏对比的可行性。由于存在1100-1000 Ma的东格雷尔榴辉岩，分离前陆和NHT基底的加里东莫因逆冲断层被认为是被改造了的格伦维尔期缝合线。根据新的同位素数据，研究者认为NHT基底是波罗的大陆的碎片，在格林威尔造山运动期间侵位到劳亚大陆，是环北大西洋造山带基底地体迁移的又一实例。
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Geology (2020) 48(11): 1094–1098.
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（译者：好名不敌备注的哥斯达黎加的棒棒的61）
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加蓬的古元古代Francevillian序列以及Lomagundi-Jatuli事件
加蓬古元古代Francevillian序列在全球早期氧化的概念，以及碳同位素值大幅度正向漂移（即Lomagundi-Jatuli事件，LJE）的成因中占据着重要地位。研究人员对一个长139米的Francevillian岩芯进行了详细的研究，岩芯的碳酸盐δ 13 C（δ 13 C carb ）值为5‰-9‰，向上减小趋近于0‰，这一趋势被很多其他研究人员认为是LJE及其结束的标志。然而，本次研究发现δ 13 C carb 值的变化与沉积相的变化相一致：浅海相以强正值为特征，而较深的水域（风暴浪基面之下）为0‰左右。对于δ 13 C carb 与沉积相的相关性，最可靠的解释是，浅海环境记录了局部物理和生物化学过程的同位素效应，驱动周围环境的溶解无机碳（DIC）达到较大值，而较深相中较小值（ 0‰）与开阔海洋的DIC相近，其中δ 13 C在很大程度上不受浅水环境中发生的分馏的影响。此外，海侵氧化还原作用为含锰矿物和化学营养微生物群落的形成创造了条件。其中还包括甲烷循环群落，其有机δ 13 C（δ 13 C org ）值为 47‰，Δδ carb-org 值高达46‰。因此，Francevillian碳同位素剖面反映了盆地的特定条件，并不是全球碳循环扰动或LJE结束的前兆。
加蓬Lastoursville次盆LST12岩芯Franceville层序的沉积模式。浅水碳酸盐岩（单元I-III）的特点是真光层生产力提高，促使环境中的溶解无机碳的 13 C富集并沉积碳酸盐。随后发生海侵（单元IV-VI），盆地加深，以同位素正常的海相碳酸盐沉淀为标志，同时在风暴波基面以下的氧化还原层发育锰富集。持续的海侵导致盆地最深处沉积了富含有机质的含甲烷生物群落的泥岩。
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Geology (2020) 48(11):1099–1104.
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（译者：好名不敌备注的哥斯达黎加的棒棒的61）
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砂粒跃移作用对粉砂的产生的有效性测试—对黄土解释的启示
黄土形成所需要的粉砂生成可归因于冰川系统（冰川研磨）和砂质沙漠（跃移诱发破碎）的地质过程。然而跃移作用对大量粉砂的产生的有效性还存在争议。了解沙漠中粉砂产生的潜力对于确定黄土的古气候具有至关重要的意义。为了更好评估风成磨损对粉砂的产生的重要性，该研究在一个设计用于模拟砂粒在25m/s速度的暴风中跃移的装置中进行实验性磨损。该研究与之前的工作与众不同的地方在于（1）长时间保持较高速度的测量强度，（2）清除预先存在的粉砂并设置对照组，（3）根据缩放结果来评估黄土堆积的潜力。根据一定的地质比例缩放实验获得的粉砂产生速率显示，风成磨损产生的粉砂不足以形成具有地质意义上的黄土沉积物。
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Geology(2020) 48(11): 1105–1109.
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（译者：中国地质大学（北京）地球科学与资源学院岩石学矿物学与矿床学在读硕士生徐睿）
14 太古宙和古元古代变质火山岩变质脱水作用中的金迁移
太古宙和古元古代绿岩带中的火山岩十分丰富，被认为是造山型金矿的潜在矿源。然而，金在这些岩石变质过程中的经历却鲜为人知。该研究对加拿大太古宙拉格兰德亚区和芬兰古元古代中央拉普兰绿岩带的一套变质岩石进行了金的超低检出限分析。这两个地区都有丰富的金矿资源，具有发现新的造山型金矿的巨大潜力。这些带中的变质火山岩分为拉斑玄武岩和钙碱性岩浆岩系列，其中原岩中金的含量用绿片岩相样品的金的Zr/Y幂律回归计算。在拉斑玄武岩中，金是相容元素，并随分异作用而减少；而在钙碱性岩石中，金是不相容元素，并随分异作用而增加。质量变化计算表明，在拉格朗德和中央拉普兰进行递进变质作用至形成上部角闪岩相的条件（> 550 ）期间，初始金含量损失高达77%和59%。本研究强调：第一，变质火山岩在太古宙和古元古代绿岩带变质作用中析出金，是造山型金矿床的良好潜在源岩；第二，变质火山岩的含金性受地幔源区和岩浆演化的控制；第三，变质脱挥发分模式可应用于太古宙和古元古代造山型金矿床。
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Geology (2020) 48 (11): 1110–1114.
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（译者：王天奇，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）
15
钙质超微化石将北冰洋沉积物的年代追溯到50万年以前
北冰洋中部更新世沉积物年龄波动较大，给重建古海洋学增加了相当大的不确定性。这个问题的根源在于北极海洋沉积物中记录的令人费解的磁极模式，以及缺乏能够提供校准的生物地层层位或连续的氧同位素地层图的微体化石。研究人员记录了在北冰洋中部的一个海洋沉积岩芯中发现的两个关键的钙质超微化石物种，为50万年以前的沉积物提供了有力的，并且可全球校准的年代界限。起关键作用的物种是颗石藻（Pseudoemiliania lacunosa），它们在万年间灭绝，而赫氏圆石藻（Emiliania huxleyi）则在万年间进化。这是第一次在北冰洋中部的沉积物中发现Pseudoemiliania lacunosa的化石。通过岩石地层对比，可以在北冰洋内450多公里的范围内找到含有这些年龄物种的沉积层。它们首次为北极这个区域的更新世沉积物年代学提供了明确的支撑，也为开发和测试其他用于测定北极海洋沉积物年代的地质年代学工具奠定了基础。
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Geology (2020) 48 (11): 1115–1119.
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（译者：黄永慧-中国地质大学（北京））
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加拿大北部科迪勒拉山脉Tintina断层对岩石圈地幔的克拉通凿移的地震证据
位于加拿大西北部的加拿大北部科迪勒拉山脉（NCC）被划分为几个平行向右滑动的走滑断层，在晚白垩世和始新世之间累积了数百公里的位移。这些断层的深度范围，尤其是Tintina断裂（TF）对NCC岩石圈地幔的地壳构造组合和演化具有重要的影响意义，但是地球物理模型和地球化学数据仍然没有定论。该研究利用最新的三维纵波地震速度模型，解决了位于TF表层轨迹之下的最高地幔深度的一系列锐化的（~10km）纵波速度对比度（~4%）突变。代表了上地幔组构的地震各项异常数据显示在TF附近各向异性的方向和幅度大小发生了相似的变化。这些数据表明TF是岩石圈尺度的剪切带且在沿着TF恢复了430公里处的右侧位移后，纵波的速度快速异常与北美克拉通边缘轮廓一致。该研究认为，目前位于阿拉斯加东部的快速构造异常是Mackenzie克拉通的一块轮廓清晰的碎片，其在晚白垩世至始新世期间被TF凿穿并向西北位移。目前位于NCC南部的第二个克拉通碎片，可能与上地幔深度的Cassiar岩层有关。这些观察首次证明，大型岩石圈尺度的剪切带穿过难熔地幔，并且在世界范围内的科迪勒拉山脉内产生克拉通地幔物质的主要侧向位移的证据。
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Geology (2020) 48 (11): 1120–1125.
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（译者：袁梦）
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金红石中纳米级微量元素团块的地球化学和地质年代学意义
金红石中的微量元素地球化学分析（例如：铅Pb，铀U，锆Zr）通常被用来获取地质事件的性质和时间。但是微量元素的迁移会影响温度和时间的厘定，且其迁移性的主控因素仍存在争论。鉴于此，研究人员使用电感耦合等离子体质谱法和原子探针层析成像表征了西澳大利亚Capricorn造山带中金红石的微米至纳米级微量元素分布。在大于20微米的尺度下，单个矿物颗粒中没有明显的微量元素分异，而且锆石谐和年龄1872 6 Ma（2σ）也没有同位素扰动的迹象。在纳米级尺度下，可以观察到20纳米的富微量元素（铝Al，铬Cr，铅Pb，钒V）团块。团块的 207 Pb/ 206 Pb比值为 （2σ），说明他们形成于结晶前，可能是区域变质作用的产物。作者认为这些团块是由于上部角闪岩相变质过程中瞬时形成的放射性破坏点捕获流体活动性元素形成的。这种捕获会影响团块中元素体扩散的活化能。团块较低的数量及密度指示了其形成时间，说明变质作用峰值温度持续时间较短，为小于10 百万年的事件。研究结果说明运用微量元素手段判断金红石中的体扩散将比假定其为均一介质时更为复杂。
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Geology (2020) 48 (11): 1126–1130.
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（译者：韩舒筠@CUGB/MQ）
18
次年稳定同位素记录揭示的南极洲西摩岛与白垩纪-古近纪界线附近两个灭绝期有关的气候变暖和季节性缺氧
碳酸盐双壳贝类高分辨率稳定同位素（δ 18 O和δ 13 C）增生的贝壳年轮年代学可以提供对了解灭绝期有用的次年环境记录，这种灭绝期通常是快速变化和不稳定的时期。该研究展示了在南极洲西摩岛白垩纪-古近纪界线（KPB）对Lahillia larseni双壳贝类的高分辨率连续采样结果。这些数据突出了δ 18 O和δ 13 C值不规则的两个灭绝期与形成化石的最后时期一致：一个是在KPB，另一个是在明显灭绝事件的15万年之前。由于表现为较低的δ 18 O值，该研究将这两个时期都解释为气候变暖的时期，并且有季节性缺氧，表现为低异常（ ‰至 ‰VPDB）的δ 13 C值和高的（2‰至19‰）的季节变化。低氧条件可能是较早灭绝事件的一种引发机制，并可能延长了KPB灭绝后的恢复时间。
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Geology (2020) 48(11):1131–1136.
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（译者：掉帧青年萧暮春@YU）
美编&校对：覃华清
一、问题的提出和岩石圈概念的含义
有人认为，华北地区西部的鄂尔多斯和扬子克拉通的主体(川鄂湘黔)属于中国大陆中部克拉通块体群，具有200km左右的克拉通岩石圈根(邓晋福等，1996)。但是，对于四川盆地、湘中地区和鄂尔多斯地区，根据现有的大地电磁测深(MT)得到的上地幔高导层埋深，地震学反演得到的上地幔地震波低速层埋深和地热学计算得到的岩石圈深度之间往往存在很大的差异。例如：湘中地区根据地热学和MT得出的岩石圈厚度为200km左右(徐常芳和曲国胜，1999；Li Li，1996)，而Zhu等(1996)根据面波资料的反演结果在120～140km。四川盆地按MT得到的上地幔高导层深度，岩石圈厚度为110km左右(徐常芳和曲国胜，1999；Li Li，1996)，而地震学给出的深度最深处达160～180km(Zhu等，1996)，地热学给出的热岩石圈厚度为182km。鄂尔多斯地区据MT资料推断的岩石圈厚度与地热学给出的厚度均为120km左右，而Zhu等(1996)的反演结果为200km，但是安昌强等(1993)根据三维面波反演得到的鄂尔多斯岩石圈厚度仅83km。显然，不同方法得到的结果差异明显。因此我们在下面就此问题展开初步的讨论，以利于我们能够较为客观地判断华北和华南地区稳定陆块区的岩石圈厚度，深化对岩石圈概念的理解。
在通常意义上，在大地电磁研究中一般将MT资料反演确定的上地幔高导层的埋深作为岩石圈的底界；而在地震学研究中，则将上地幔低速层的埋深作为岩石圈的底界。之所以如此，主要是基于以下的认识：软流圈相对于岩石圈而言，由于其整体温度较高，其所含有的少量部分熔融物质将导致其岩石物理性质与其上覆岩石圈有明显差异，即高电导率和低地震波速。因此，在假设上地幔岩石的电性或弹性性质主要受温度的影响的前提下，认为上地幔高导层或低速层的埋深为岩石圈的底界深度。所以我们认为，MT或地震反演所定义的岩石圈深度就其实质而言，是基于深部岩石的电性或弹性的岩石物理解释(主要是暗示对温度的推断)的意义上所定义的岩石圈。也就是说，根据高导层或低速层推断的电学或地震学岩石圈厚度，在严格意义上应称之为MT资料推断的热岩石圈或地震波速推断的热岩石圈厚度。
必须注意，地震波速反映的是深部岩石的弹性性质，而大地电磁资料可以反映深部岩石的电学性质。但仅仅研究深部物质的物理性质、推断其组成是不够的。地球物理探测的另一个关键目的是要了解深部物质存在的物理状态。正如地热学研究需要通过了解岩石热导率和生热率等具体的岩石热物理性质，以最终了解深部温度这一重要的物理状态参量。同时值得注意的是，通过岩石物理性质研究其成分是反演问题，在一般意义上也可以称之为对岩石物理性质的岩性解释。因此我们认为，笼统地说存在地震岩石圈、电性岩石圈等之类的名词或术语，其科学意义不大。这是因为当称呼某一层圈为“某某圈”时，我们实际上是指该圈层在岩石成分组成(矿物和/或化学成分)或其所处的物理状态(或两者)方面与其他层圈之间存在着明显差别，而此差别是依照某种客观标准所定义的。实际上，地球内部许多地震波速界面的重要性恰恰在于其反映的是地球内部物质成分或物理状态的变化界面。没有物质成分或物理状态含义的岩石物理性质参数以及由此派生而来的概念或术语，其科学意义是极其有限的。
如果高温高压下岩石的电性或弹性性质仅仅与温度相关，那么采用MT、地震波速和地热学方法确定的岩石圈厚度应该是一致的。但是，岩石的物理性质与其成分的关系也很大。因此，在进行深部地球物理资料结果的解释时必须同时考虑岩石成分因素。
二、华北和华南地区是否存在克拉通型岩石圈根
四川盆地MT高导层埋深明显比地震波推断的岩石圈厚度和热岩石圈厚度浅。我们认为其原因是当地岩石圈地幔挥发分含量高(“湿”)。在此情况下，上地幔高导层的埋深已不仅受温度的控制，还受岩石中挥发分含量的制约。由于岩石电导率高低与其H2O等挥发分的含量呈正相关(Schwarz，1990)，所以观测到的上地幔高导层的埋深比热岩石圈的深度浅。四川盆地岩石圈地幔中的挥发分很可能来自青藏高原的地幔物质流。Yu等(2000)对甘肃礼县新第三纪玄武岩所含地幔包体的研究表明，地幔包体来自约100km深处受到碱性流体和碳酸岩岩浆交代的软流圈地幔。同时，在川滇西部地区出露有大量第三纪与地幔成分有成因联系的碱性侵入岩(邓万明等，1998)，这也是地幔富含挥发分的标志。这些现象表明，在青藏高原东部地区岩石圈地幔确实存在地幔流体的活动。另一方面，二叠纪峨眉地幔柱的活动(Chung et al.，1998)使得来自下地幔的大量物质随地幔柱侵位于四川盆地及其周边地区岩石圈地幔中(侯增谦等，1999)。由于该地幔柱活动产生的岩浆的MgO含量很高(侯增谦等，1999)，这就使得四川盆地及其周边地区岩石圈地幔富含MgO组分，从而导致当地地幔在地震波速特性上表现为高波速值特征。因此，四川盆地MT资料显示的地幔高导层埋深可能不代表当地真实的岩石圈厚度，而地震资料确定的岩石圈活动与热岩石圈基本一致，当地岩石圈厚度为180km左右。
湘中地区地震波速推断的岩石圈厚度与MT高导层埋深和热岩石圈厚度不匹配的原因，我们认为是由于当地岩石圈温度低(“冷”)而且缺乏挥发分(“干”)。在此情况下，上地幔高导层的埋深主要受温度的控制，所以其与热岩石圈厚度相当。同时，由于湘中地区位于扬子克拉通和华南褶皱带的过渡地带(“江南地块”的中段)，地质演化历史过程中经历了华夏块体与扬子克拉通之间的古海洋板块向扬子板块的俯冲拼合，以及后期华夏陆块与扬子克拉通的碰撞拼合的过程(程裕淇，1994)。这导致俯冲岩石圈地幔板片在深部的堆积，由于这些板片在俯冲过程中经历了脱水熔融，故而缺乏挥发分。同时，海洋板块岩石圈地幔橄榄岩的Fe含量高于克拉通岩石圈地幔。岩石物理研究表明，Fe橄榄石组分含量高的橄榄岩的波速在相同温压条件下低于Mg橄榄石组分含量高的橄榄岩(Kumazawa and Anderson，1969；Graham et al.，1988)。Liu等(1996)的P波地震层析研究显示，湘中地区110km处的波速为左右，而四川盆地及其周边地区为，出露有金伯利岩和钾镁煌斑岩的黔东-湘西地区的波速为左右。据表2-2，湘中地区和四川盆地的深部地温特征较为接近；我们的一维地温线近似结果显示，湘中地区110km处地温为887℃，而四川盆地为979℃。因此，应该是岩石成分的差异导致湘中地区岩石圈地幔的波速比稳定的扬子克拉通岩石圈地幔低；一种可能的情况是，地震波反演得到的湘中地区140～200km处的S波波速低于被选取为定义岩石圈底界的特定波速值，故而地震学得到的湘中地区岩石圈厚度小于其热岩石圈厚度。综上所述，如果湘中地区岩石圈地幔的成分与周边地区不同，则该地区岩石圈厚度可能在200km左右，这样的话，Zhu等(1996)和朱介寿等(2002)给出的该地区上地幔低速层的深度可能不代表其岩石圈底界的真实深度。
鄂尔多斯地区岩石圈的厚度究竟是多少?一直有不同意见。Zhu等(1996)给出的结果是200km。但是他们引用的文献中的安昌强等(1993)《中国西北地区剪切波三维速度结构》一文，却指出鄂尔多斯地区的岩石圈厚度为83km。该值与大地电磁测深得到的上地幔高导层的埋深100～130km较为接近(徐常芳和曲国胜，1999；Li Li，1996)。Zhu等(1996)在其图件及简要解释中对如何得到鄂尔多斯地区地幔低速层埋深的介绍不详尽；而安昌强等(1993)文章所附的100km和140km的剪切波速图表明，鄂尔多斯地区100km处S波速为～，140km处为左右；同时，四川盆地的相应的υS分别为和左右。Liu等(1996)的P波层析结果表明，鄂尔多斯地区110km处波速为左右，而四川盆地及其周边地区为，湘中地区为左右。因此鄂尔多斯地区岩石圈地幔深部(100km以下)的波速很可能的确是较低的，这意味着Zhu等(1996)给出的200km深的地幔低速层埋深可能有问题。根据上述波速值我们可以发现，鄂尔多斯与四川盆地在140km处的υS差异是。根据Yan等(1989)给出的结果，含Fe橄榄石10%(体积分数)的地幔橄榄岩在150km压力条件下的υS对温度的偏导数为℃，对成分的偏导数为(Fe成分百分数)。如果两地υS的差异完全由于温度差异所致，则鄂尔多斯地区140km深处的地温应该较四川盆地高出400℃。我们的地温计算结果显示四川盆地140km处温度为1150℃，这样鄂尔多斯140km处的温度将为1550℃，远远超过岩石圈底界的1300～1350℃的范围。如果鄂尔多斯地区岩石圈的底界为180km左右，则其140km处的地温应当与四川盆地相当；这样S的差异将完全由于成分变化所致，则140km深处橄榄岩中Fe橄榄石要占18%，这意味着该地区岩石圈地幔成分上与典型的克拉通岩石圈地幔橄榄岩富Mg的特征不符。朱介寿等(2002)的面波层析成像结果也表明鄂尔多斯地区岩石圈厚度整体小于150km。因此，我们认为鄂尔多斯地区岩石圈平均厚度很可能小于150km；MT资料得到的上地幔高导层的埋深和热岩石圈厚度大致可以代表当地岩石圈的厚度。鄂尔多斯地区不存在克拉通型的厚岩石圈根。
根据镜质体反射率和K-Ar年龄资料，赵孟为(1996)推断在中侏罗世(170～160Ma)鄂尔多斯地区存在一期热事件，古热流值可达96～109mW·m-2，并认为这是燕山运动引起的岩浆活动的结果。叶加仁等(2000)根据镜质体反射率资料反演的热演化史的结果也显示，在白垩纪及其以前鄂尔多斯盆地的古热流值较高。正是由于燕山运动(早期)构造-热事件的影响，鄂尔多斯地区热岩石圈厚度薄于扬子克拉通。
综上所述，我们认为构成华南地区西部的四川盆地的岩石圈厚度达180～200km，是中国大陆上典型的发育克拉通型岩石圈根的地区。同时，西部的四川盆地岩石圈属于“冷”且富Mg和挥发分(“湿”)的岩石圈，而湘中地区岩石圈则是“冷”且富Fe而贫挥发分(“干”)的岩石圈。华北地区西部的鄂尔多斯地区岩石圈明显较四川盆地和湘中地区薄，总体上其厚度很可能在120km左右，不存在所谓的岩石圈根。
三、岩石圈底界面形态对中国东部地球动力学过程的影响
Flower等(1998)基于“主动岩石圈-主动地幔(Active Lithosphere-ActiveMantle)”的概念，提出东亚－西太平洋地区大尺度地幔挤出构造模型。该模型认为在印度和亚洲的汇聚过程中，亚洲中西部地区的软流圈地幔物质受挤压而向东流动，推挤西太平洋俯冲带后退，导致了亚洲大陆东缘和东南缘的一系列(有洋壳形成的)边缘海盆地的形成。对于中国东部而言，主要是南海、冲绳海槽和日本海，其中南海的形成与印支地块的挤出有关，日本海与东北亚Amuria板块的挤出有关，而冲绳海槽则与中国大陆板块的挤出有关(Flower et al.，1998)。Flower等(1998)指出，南海和日本海形成于渐新世到中新世早期，而冲绳海槽形成于中新世晚期到第四纪，而且这两幕构造活动之间的间隙期大致为15～10Ma时期，这是南海与其周边微板块发生碰撞的时期；同时，东亚地区中新世中期到晚期开始发育一系列玄武质岩浆活动，包括在中南半岛南部、中国大陆东部的东南沿海地区和山西大同等地。据此，他们认为，向东流动的软流圈“地幔舌(mantle lobe)”在中新世早期受到西太平洋地区向西运动的菲律宾等微板块的限制，使得边缘海的扩张停止，从而导致东亚地区板内火山活动的发育。Flower等(1998)的模型可以很好地解释东亚地区新生代中晚期以来的一系列地球动力学现象。但是，在他们的论文中尚没有论述为什么在早中新世时期南海和日本海还有扩张活动。因为根据印度-亚洲碰撞过程的研究，印支地块的构造逃逸发生在老第三纪(50～20Ma)，而在中新世以来(20～0Ma)为中国大陆华南地区发生向东的挤出(Tapponnier et al.，1986)。同时为什么冲绳海槽的扩张幅度远远小于南海和日本海盆地?
我们认为，华南地区很厚的克拉通型岩石圈根对中新世以来的东亚地区软流圈地幔东向流动的空间格局有重大影响。由于华南地区中西部地区存在的180km的岩石圈根，而其北侧的鄂尔多斯地区的岩石圈平均厚度小于150km，在南侧的印支地块的克拉通核心为南部的呵叻地区，印支地块的北部为显生宙造山带。所以华南地区两侧的岩石圈厚度均比华南地区薄。在中新世时期，来自印度-亚洲碰撞带下面向东流动的软流圈地幔物质会受到华南地区岩石圈根的阻碍，大部分转而通过印支地块北部和鄂尔多斯地区向外流动。这很可能导致南海和日本海在早中新世发生扩张的深部动力学因素。同时，少量的软流圈物质通过华南地区岩石圈根下面向东流动，最终在华南地区东侧形成冲绳海槽并导致东海陆架盆地在新第三纪时期发生张裂；但由于其数量少，导致冲绳海槽扩张的程度不大。如果观看东亚-西太平洋地区地图可以注意到，在华南地区东部的台湾岛是西太平洋花彩列岛中距离东亚大陆最近的岛屿，是向东凸出的日本岛弧、琉球岛弧和菲律宾岛弧之间的转折点。同时，虽然对澎湖列岛和闽粤演化的新第三纪玄武岩的研究均表明，其形成于张裂构造背景下，但是台湾海峡并未有洋壳的出露。这表明台湾以西地区与其北侧的冲绳地区和南侧的南海盆地相比，其扩张量很小。因此，华南中西部地区厚岩石圈根的存在影响了亚洲大陆东缘新第三纪以来的大地构造格局。
根据中国大陆新生代板内玄武岩的空间分布及其活动时代的同位素年龄资料(刘若新等，1992；同时参考Flower et al.，1998和Smith，1998)，可以看出中国大陆东部地区中新世以来的玄武岩分布在华南东侧的浙闽粤沿海和海南岛以及澎湖列岛、华北东部的山西地堑北侧和以东地区，均位于岩石圈厚度大的稳定克拉通地区的东侧。由于岩石圈底界与670km地幔相变界面之间是向东流动的软流圈地幔物质的通道(channel)，显然在岩石圈根之下地区其宽度要较薄岩石圈地区狭窄。由于华北地区东部岩石圈减薄发生在老第三纪时期，所以在新第三纪时期华北地区已形成了岩石圈西厚东薄的格局。根据流体力学原理，流体通过狭窄通道而进入宽阔通道后其流动速度会降低，而且会向四周扩散。这一方面可以解释华北与华南东部地区中新世以来玄武岩的出现；另一方面也可以进一步说明，为什么华南以东的台湾地区并未出现由向东快速流动的软流圈“地幔舌(mantle lobe)”诱发形成的大型边缘海盆地。
对中国东部和邻区中新世以来玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明，其源区可以用DM、EM Ⅰ和EM Ⅱ的三端员混合来解释(Flower et al.，1998)。其中EMⅡ端员组分被认为与板块俯冲导致的洋壳沉积物对地幔源区的混染有关。由于印度-亚洲碰撞过程中的俯冲作用，青藏高原地区新生代火山岩具有很高的EM Ⅱ端员组分特征(Flower et al.，1998)。在印支地块南部和海南岛等地中新世以来的玄武岩同位素体系也显示较强的EM Ⅱ组分信息；而华北和华南地区东部的玄武岩也有相当一部分含较明显的EM Ⅱ端员组分(参见Flower et al.，1998的)。虽然对中国东南沿海地区和东北地区的地幔的EM Ⅱ组分可以分别用中生代太平洋板块和蒙古-鄂霍茨克洋盆的俯冲解释，但是华北地区中新世以来玄武岩的EM Ⅱ端员的加入有可能与来自青藏高原下面的软流圈“地幔舌”有关。因此，华南地区厚岩石圈的存在而对软流圈地幔流动格局的扰动，也可能是促使华北地区软流圈地幔同位素成分发生变化的外在因素之一。
综合上述，我们认为华南地区以扬子克拉通为核心的厚岩石圈的存在对青藏高原以东地区中新世以来软流圈地幔东向流动有阻碍，导致华南地区东部没有发育大型边缘海盆地。同时由于扬子克拉通厚的岩石圈和鄂尔多斯地区相对较厚的岩石圈的存在，使得中新世以来的玄武质岩浆活动主要分布于华南和华北地区东侧。华北与华南地区岩石圈厚度的空间分布格局是影响中国大陆东部晚新生代以来深部构造演化的重要因素之一。
13
在古代的地质记录中，岩崩的描述相对较少，这可能是因为它们的保存潜力很低。在苏格兰西北部的Clachtoll，有一块与中元古代Stoer群的基底角砾岩相伴生的新太古代刘易斯片麻岩的巨型碎屑岩（100m 60m 15m），估计质量为243kt。与下伏基底片麻岩相比，巨型块体中的片理在次垂直轴上偏离了约90 ，并且被充满Stoer组红色砂岩的裂隙网络切割。巨块体顶部的层状碎屑裂隙填充物符合埋藏期间的被动沉积标准。侧面和底部的沉积物填充裂缝显示出与强力注入相一致的特征。该团队通过数值计算认为与裂谷相关的地震震动导致大块岩石落在未固结湿沉积物上的距离不超过15米。在冲击作用下，基底块体下含水砂层的超压和液化足以导致水压释放并向上注入泥浆。此外，不对称分布的结构记录了块体减速和停止时的内部变形。巨块与年轻的Stac Fada撞击事件无关，它代表了地球上已知的最古老的陆地岩崩特征之一。
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Geology (2021) 49 (2),180–184.
译者
中国地质大学（北京）@王天奇
14 北美中大陆裂谷内大型德卢斯杂岩的快速侵位
德卢斯杂岩（美国明尼苏达州）是地球上最大的基性侵入杂岩之一。前人认为，约在1109 ~ 1084 Ma期间，劳伦大陆内部中大陆裂谷的岩浆作用和伸展活动使德卢斯杂岩侵位。相比于典型的由上涌的地幔柱减压熔融形成的大火成岩省的持续时间，德卢斯杂岩岩浆活动的持续时间更长，岩浆作用间隔也更长。但德卢斯杂岩的斜长岩和层状岩单元的高精度 206 Pb/ 238 U锆石年龄限制了这些单元在1096 Ma 左右，约1 .（持续时间500 260 .）的时间内快速侵位。岩石单元的古地磁数据与劳伦大陆的视极移路径对比结果也支持了这种观点。年代学确定大火成岩省的活动时间很短，代表快速的侵位过程，支持了岩石圈伸展与异常热上涌的地幔共存的假说。快速的岩浆脉动作用发生在板块纬向运动20 后，晚于最初的岩浆作用至少10万年。该研究提出了这样的可能，即上涌的地幔柱与移动的劳伦大陆岩石圈底部相遇，并通过“upside-down drainage”作用流向中大陆裂谷局部变薄的岩石圈。
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Geology ,(2021) 49 (2),185–189.
译者
南京大学@陈博洋
15 大陆根的形成
来自地震层析成像的新证据发现了一种独特的矿物结构，其仅限于古老大陆克拉通下的厚地幔岩石圈内，为形成地球地质 历史 中这些突出而有影响的特征提供了重要线索。橄榄石是地球上地幔的主要矿物，其弹性特性沿其三个晶体轴各不相同，并且塑性变形过程中单个橄榄石颗粒的优先排列会影响地震波传播的整体性质。面波层析成像显示，在地球的大部分区域，地幔岩石圈的变形使橄榄石晶体定向，其快轴位于水平面，但在克拉通大陆岩石圈根部约150 km处的深度居中，快速晶体学轴优先垂直对齐。由于克拉通根部的粘度很高，这种结构很可能是克拉通形成时的痕迹。上地幔石榴石-橄榄岩的地球化学和岩石学研究表明，克拉通地幔根因密度降低而趋于稳定，密度的降低是因为熔体的抽离发生在比抓取地幔橄榄岩捕虏体更浅的深度。从面波层析成像推断的矿物结构表明，融化-亏损事件后的水平缩短使亏损带向下形成较厚的大陆根，通过纯剪切在垂直方向拉伸了亏损物质，并使橄榄石快速结晶学轴成为垂向排列。地震学手段发现的这种在约150 km深度处的矿物结构是形成克拉通根的缩短事件的证据。
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Geology ,(2021) 49 (2),190-194.
译者
CUGB@唐演
16 论克拉通的破坏趋势
该研究表明，由于沿克拉通边缘的地幔流的作用，俯冲板块可能导致岩石圈移动。这个过程会雕刻和重塑克拉通，影响岩石圈整体稳定性。该研究利用三维地球动力学模拟探究了俯冲驱动的定向流与不同形状的克拉通岩石圈之间的相互作用，认为边缘形状不仅控制着克拉通周围流动通道的形成，而且控制着克拉通的破坏潜力。模拟结果表明，所有克拉通形态都有助于形成流动通道，但平直边缘的克拉通抗变形能力最强，边缘逐渐加厚的克拉通抗变形能力较弱。边缘形状的控制下，克拉通岩石圈沿着其边缘逐步消解，直到形成更稳定的平直边缘。
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Geology, (2021) 49 (2),195–200.
译者
南京大学@陈博洋
17
高压矿物记录了通常难以保存在地壳的地质过程。莱氏石是锆石的一种可淬火的多型矿物，其形成在冲击压力大于20GPa的条件下。然而，不管是经验的、实验的还是理论上对其形成形成的具体机制均存在争议。该文作者研究了35Ma前的切萨皮克湾撞击事件的远端溅射毯中一颗锆石中锆石—莱氏石的相变过程，发现莱氏石经历了多阶段的生长并且大约89%的锆石相变为莱氏石。该颗粒中存在两类莱氏石：（1）呈面状平行排列，且在阴极发光图像中呈暗黑色，及（2）在阴极发光图像中呈树枝状生长的莱氏石。前人文献中对前者已有过报道，而还未见有报道过树枝状莱氏石。作者进一步地提出了在大于40GPa的条件下莱氏石的两阶段生长模型：首先，在冲击压缩阶段，剪切应力导致层状莱氏石的形成，之后在高压下通过重结晶作用形成树枝状莱氏石。在淬火之前，树枝状的莱氏石从片理面开始生长，并替换临近的被破坏的而呈非晶态或中间态的锆石。该文研究结果为陨石撞击过程中微秒尺度下的高压多型转变所伴随的微结构演化对莱氏石稳定性的影响提供了新的见解。此外，作者基于莱氏石的形成条件提出树枝状的莱氏或许可以作为远端溅射毯的标志。
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Geology, (2021)49(2),201-205.
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译者
小爪爪
18
地幔柱和洋脊相互作用形成岩浆持续喷发时间最长的大火成岩省
大火成岩省（Large igneous provinces, LIPs）通常由一次或多次持续1-5 Ma的短时岩浆脉冲（火山活动）形成。该团队对Kerguelen（凯尔盖朗）大火成岩省主要建造期的火山岩（白垩纪Kerguelen的南部和中部，Elan Bank和Broken Ridge）开展Ar-Ar定年分析，获得25组 40 Ar/ 39 Ar坪年龄。定年结果显示Kerguelen大火成岩省的火山活动大约从 Ma持续至90 Ma，活动时间超过32 Ma，表明Kerguelen大火成岩省记录了持续时间最长的高岩浆通量的侵位事件，并且Kerguelen大火成岩省是火山活动持续最长的大火成岩省。该研究认为Kerguelen大火成岩省与其他火山活动持续时间短或经历多次喷发事件的大火成岩省不同，Kerguelen大火成岩省是通过地幔柱和洋中脊长期相互作用而形成，通过洋中脊的跳跃，慢速扩张及迁移，将岩浆产物从喷发中心转移出去，并导致长期持续的岩浆活动。
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Geology,(2021)49(2),206-210.
https:// .
译者
NJU@哈哈宇
19
加利福尼亚州死亡谷Ubehebe火山口干火成碎屑沉积物的软沉积变形
软沉积变形构造在细粒火成碎屑沉积物中较为常见，并且经常伴随其他特征一起指示沉积物处在潮湿和具有粘性的状态下。Ubehebe爆发火山锥的火山口（美国加利福尼亚州的死亡谷）的沉积物是通过多次火山爆发形成的。这些爆发有的直接来自火山碎屑涌动，也有作为局部颗粒流从陡坡上再活化的新鲜、富含细灰的沉积物。除了软沉积变形构造本身外，没有其他湿沉积的现象。该团对的结论是，变形是孔隙-气体压力和干内聚力的升高情况下新鲜的细粒沉积物失稳的结果。仅软沉积变形不足以确定是否母源火山碎屑岩流含有液态水并导致地层湿沉积。
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Geology,(2020)49(2), 211-215.
译者
中国地质大学@徐睿
20 东加利福尼亚剪切带的焦糖奶油流变结构
自从美国加利福尼亚莫哈维沙漠（Mojave Desert）1992年里氏震级级Landers地震和1999年里氏震级级Hector矿地震发生至今，两次地震的震后变形得到广泛研究，硬地壳上覆在低速的地幔软流圈的模型受到了公认。然而，该团队新近发现，这两次地震后的近场地震后瞬变比之前认为的持续时间更长，这需要对震后模型进行修正。该团队基于修正后的震后瞬变的新模拟结果表明：（1）莫哈维地区下地壳的有效黏度在年际尺度上约为2 10 20 Pa·s，（瞬态粘度约为2 10 19 Pa·s），也就是说仅仅只是下覆地幔软流圈的5倍；（2）上地幔的瞬态黏度随时间而增加，这为频率相关的流变学（如Andrade或拓展的Burgers流变学）提供了新的大地测量学证据。第一年的瞬态流变学推断与2019年7月两次莫哈维地震事件以北180公里的Ridgecrest里氏震级级和级地震的瞬态流变学非常一致。该建模结果支持东加利福尼亚剪切带（太平洋-北美板块边界的一部分）的焦糖奶油流变结构模型，其中下地壳和上地幔在年际尺度均表现出延展性。
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Geology,(2021)49(2),216-221.
译者
南京大学@吉姆·雷诺
21 微生物硫酸盐还原在海底硫化物矿化初期的重要作用
当热液流体与周缘海水混合时便会形成海底热液矿床，通常我们认为其中的硫化物矿物沉淀是非生物成因的。基于在冲绳海槽中部（中国东海）的Izena Hole和Iheya North Knoll的大洋钻探，Tatsuo Nozaki等使用二次离子质谱法（SIMS）测定黄铁矿颗粒中的δ 34 S，结果表明海底硫化物矿化初期与微生物硫酸盐还原作用关系密切。在硫化物形成过程中，黄铁矿结构依次从草莓状变化到胶状最后发展为自形结构。草莓状黄铁矿中δ 34 S具有很高的负值（低至–‰），而在胶状和自形结构黄铁矿中δ 34 S却向正值有规律的递增。硫同位素在海水硫酸盐（+ ‰）和草莓状黄铁矿（–‰）之间的分馏程度高达–60‰，这在开放系统中只能通过微生物硫酸盐还原来实现。由于草莓状黄铁矿通常被黄铜矿，方铅矿和闪锌矿所代替，因此草莓状黄铁矿可能是形成其他硫化物矿物的原始物质（核）。该研究得出结论，含有微生物还原硫的草莓状黄铁矿在海底硫化物矿化初期起着重要作用。
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Geology, (2021)49(2), 222–227.
译者
CAGS@张瑜
22 罗迪尼亚-冈瓦纳转变中华南地块从印度地块破碎分离
印度西北部和华南的拉伸纪晚期至寒武纪沉积地层为其古地理关联建模提供了重要证据，包括它们在罗迪尼亚超大陆转化为冈瓦那超大陆过程中的斜接及随后的分离。这两个地区拉伸纪晚期的沉积单元岩石地层和碎屑锆石U-Pb-Hf-O同位素特征的相似性都指出了（有着）共同的物源。800-700 Ma华南和印度西北部的锆石δ 18 O同位素值在从上地幔成分转变为亚地幔成分时的大幅下降以及锆石ε Hf(t) 值同时期的增加，表明了共同经历了新元古代拉伸岩浆事件，与罗迪尼亚超大陆解体的时间一致。沉积物源在成冰纪发生了显著变化。印度西北部边缘新元古代剩余的沉积物包括大量以古老锆石年龄为主、来自印度克拉通内部的碎屑。反而，华南扬子地区同时期的沉积单元以新元古代锆石为主。碎屑锆石年龄数据强调了罗迪尼亚超大陆构型中印度西北部和华南（扬子和华夏地区）之间密切的古地理关联，并验证了它们在成冰纪通过大陆裂谷而分离。印度西北部发育被动大陆边缘，而华南地块则沿冈瓦那边缘部分裂解、旋转并向印度东北部和西澳大利亚右行迁移，以至于华夏地块仍然在接受来自冈瓦纳大陆的碎屑。
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Geology,(2021)49(2),228–232.
译者
袁梦
23 劳亚大陆东缘阿巴拉契亚山脉的碎屑锆石组成
沿劳亚大陆东部边缘，从纽芬兰（加拿大）到阿拉巴马（美国）八个地区的最新碎屑锆石U-Pb数据汇编显示，其沿走向具有非常相似的特征，仅存在微小的局部变化。这些样品来自亲劳亚大陆的沉积岩和变沉积岩，时代跨度从新元古代-二叠纪。前寒武纪的碎屑锆石以约 Ga的次要种群和约 Ga的主要种群（峰值约为 Ga）为特征。其碎屑锆石来自劳亚大陆太古宙地壳（约 Ga）、古元古代造山带（约 Ga）、Granite-Rhyolite省（约 Ga），以及Elzevir地体和Grenville省（约 Ga）。中元古代锆石种群的多寡取决于与不同物源区的距离，包括约 Ga的Granite-Rhyolite省、约1245-1225 Ma的Elzevir地体和约 Ga的Grenville省。中奥陶世锆石的数量沿走向而变化，其取决于Taconic造山带的输入，但在阿巴拉契亚山脉北部最多。由于碎屑锆石年龄沿走向的一致性， 7534个协和的碎屑锆石U-Pb数据的汇编可用于未来的U-Pb碎屑锆石研究，作为劳亚大陆东缘的物源指示。
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文献来源&原文链接
Geology, (2021) 49 (2),233–237
译者
哥斯达黎加的61
编辑&校对：覃华清
首先，岩石的成分决定了岩石的性质。而岩石的性质有岩石的硬度、抗压强度、抗剪强度、岩石的空隙等。像花岗岩和玄武岩通常为硬岩，是比较有利的工程地质条件；而像泥岩、砂岩通常为较软岩，并且往往有结构面发育，容易引发生地质灾害，属于不利的工程地质条件。对于可溶于水的岩石，如石膏、石灰岩等，遇水溶解，会增加空隙在岩体中所占的比例，降低岩石的物理力学强度，提高岩石的渗透性，从而对工程地质性质产生影响。不同的岩石抗风化能力也是有差异的。岩石的结构也是影响工程地质性质的关键因数。岩石结构对工程地质的影响主要体现在结构面上。结构面是分割岩体的地质界面。包括原生结构面和次生结构面。结构面间的裂隙给裂隙水的渗透和水对岩石的物理化学风化提供了有利条件。其次结构面与作用力的方向对工程地质性质，至关重要，当作用力方向与结构面垂直时能够最大限度得发挥岩石自身的强度，当作用力方向与结构面平行，容易产生滑坡崩塌等地质灾害。
质地不牢，易风化、易破碎，严重影响工程质量。
黑云母、黄铁矿易风化，对建筑物不利 石膏绿泥石粘土矿物如果天然行程而不经过人加工的岩石的话 也极易破碎 对建筑物牢固性不利
黄铁矿、石膏、黑云母都是易风化矿物，如果岩石当中有这些矿物大量存在的话，岩石最后会变的疏松多孔。对岩石的工程性质有严重的影响！
酸雨 一、酸雨的定义 「酸雨」，顾名思义，雨是酸的。其正确的名称应为「酸性沈降」，它可分为「湿沈降」与「乾沈降」两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随著雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。在化学上定义水之pH(酸碱)值等於七为中性，小於则是酸性。自然大气中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常温时溶解於雨水中并达到气液相平衡后，雨水之酸碱值约为 ，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物质，例如，火山爆发所喷出的硫化氢，海洋所释放出的二甲基硫，高空闪电所导致之氮氧化物等，均会使雨水进一步酸化，而酸碱值会降至 左右。因此，在 1980 年代后期以来，许多国内外（包含环保署研究报告）研究者，已将所谓「酸雨」认知为当雨水酸碱值在 以下时，即确定受到人为酸性污染物的影响。因此，在环保署研究报告中，已统一雨水酸碱值达 以下时，正式定义为「酸雨」。例如，若以环保署台北酸雨监测站 1990-1998 年之有效雨水化学分析资料为准，显示约九成降水天数的雨水pH值在 以下，而酸雨发生机率则为七成五左右。 二、酸雨的组成 一般酸水化学组成中，较重要的物种包括 H+、Cl-、NO3-、SO2-4、NH4+、K+、Na+、Ca2+及 Mg2+ 等九种。其来源包括 自然来源及人为来源如图所示，一般而言NO3-及 SO2-4 为主要的致酸物质，其硫氧化物与氮氧化物转化而来。在人为污染排放方面，前者则与化石燃料使用、火力电厂、含硫有机物燃烧有关；后者主要源自工厂高温燃烧过程，交通工具排放等因素 。Ca2+ 及 NH4+ 为主要的中和(致碱)物质。 人为致酸物质 人为致碱物质 SO2-4 石化工业、火力电厂、燃烧 Na+、Cl- 、 Mg2+ 海洋的海水飞沫 NO3- 工厂高温燃烧过程、交通工具排放 Ca2+、K+ 尘土 NH4+ 农药喷洒 在此厘清一个观念，雨水 pH 值之高低与否，并不必然代表其中人为污染物多寡除了上述酸性离子外，亦存在其他如铵根、钙、镁等碱性离子，以中和其酸性，雨水酸碱值则为以上离子平衡后之氢离子所计算得来。换言之，雨水中若有高浓度之硫酸根与硝酸根离子，但因有其他碱性离子中和之，那麼雨水未必呈现酸性反应（即低酸碱值），反之亦然。雨水酸碱值无疑地可以作为一项先期指标，但更重要的是必须进一步进行雨水化学成份分析，了解其污染物来源，并计算随雨水沈降至地表的污染物通量（即所谓沈降量，以公斤/公顷/年为单位），进而制定控制策略以改善之。 三、酸雨的危害 人类 酸雨对人类的影响，我们最直接的反应就是会”秃头〃，但是否真正会导致秃头，科学家们仍再努力研究，但大家还是少淋雨为妙。 酸污染对人类最严重的副作用就是呼吸方面的问题。二氧化硫和二氧化氮的射出物会引起呼吸方面的问题，例如哮喘、乾咳、头痛、和眼睛、鼻子、喉咙的过敏。对人类而言，酸雨的一个间接影响就是溶解在水中的有毒金属被水果，菜蔬和动物的组织吸收。虽然这些有毒金属不直接影响这些动物，但是吃下这些动物却对人类的产生严重影响。例如，累积在动物器官和组织中的汞与脑损伤和神经混乱有关联的。同样地，在动物器官中的另一种金属，铝，与肾脏的问题有关，近来也被怀疑与老年痴呆症的疾病有关。 建筑物和雕像 酸性粒子也会沈积在建筑物和雕像上，造成侵蚀。例如,建在渥太华的美国国会大厦一直被大气中过量的二氧化硫瓦解。石灰岩和大理石跟酸接触后会转变为一种粉碎物质，称为石膏。此外，桥梁以更快的速度被腐蚀，铁路工业和飞机工业同样的必须花费更多的钱来修补由酸雨造成的损害。酸雨不仅造成了经济负担上的问题，而且也对一般大众的安全产生危险。举一个实例，1967年俄亥俄河上的桥倒塌，造成46人死亡。原因为何？由於酸雨的腐蚀。 另外，酸雨也造成暴露在外的雕像受到侵蚀，这造成文化资产的破坏，令许多人担忧。 农作物 酸雨会影响农作物稻子的叶子，同时土壤中的金属元素因被酸雨溶解，造成矿物质大量流失，植物无法获得充足的养分，将枯萎、死亡。但土壤中因酸雨释出的金属也可能为植物吸收造成影响，这问题极其复杂，譬如，酸雨中某些金属( 如，铁 )的释出反而有助於植物的生长。因此，酸雨对植物、农作物、森林的确实影响仍不清楚。 左图为叶子受酸雨为害的情形 右图为显微镜观察叶子内部的组织 树木和土壤 酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。硫酸随著降雨落到地球而造成严重损害,土壤中的养分也会流失,因此树木会因为维持生命所必须的钙和镁的流失而枯死。并非所有的二氧化硫都会转变成硫酸，事实上有一相当的量会漂浮在大气中，当最后沈降到地表时，会阻碍叶子的气孔进行光合作用。研究显示当红云杉的幼苗被酸碱值 到 的硫酸和硝酸的组合喷洒后，观察得知这些幼苗会产生棕色损伤。最后，针叶会减少，同时也发现在酸性高度集中区域的针叶，生长速度较缓慢，因为在此区针叶凋零的速率大於再生的速率，光合作用也大受影响。 此外,剧烈的霜也可能使这个情况进一步恶化，随著二氧化硫、空气中现存的氨和臭氧的增加，会减少树的耐霜性。从硫化铵产生的氧化氨和二氧化硫，这些产物会在树的表面上形成。当铵硫酸盐到达这些土壤时, 它会起反应形成含硫和含氮的酸性物质，这样的条件会刺激真菌和有害动物例如甲虫的成长。 林业在加拿大是一个一年价值一千万元的工业，大约有百分之十的加拿大人仰赖树木的收获和加工处理维生。若森林处於危险时，这些职业也会跟著消失。
一、课题的提出1、概念的界定从研究性学习的含义看，可以有广义和狭义两种理解。从广义上看，它泛指学生探究问题的学习，是一种学习方式、一种教育理念或策略。它可以渗透于学生学习的所有学科、所有活动之中，主要是指研究性学习方式，当然也包括学科内的专题研究活动。从狭义上理解，它是一种专题研究活动，是指学生在教师的指导下，从自身生活和社会生活中选择并确定研究专题，以类似科学研究的方式主动地获取知识，应用知识，解决问题的学习活动。无论是学科教学中的研究性学习，还是研究性学习的课程都是为了改变学习以单纯接受教师传授知识为主的学习方式，为学生构建一种开放的学习环境。从研究性学习的目标和特点来看，学科教学中的研究性学习和研究性学习课程两者基本是一致的。因此本课题所说的“研究性学习”涵盖了以上的两项内容。2、课题研究背景及解决问题地理学科具有综合性和区域性的特点，对学生来说是个很有趣、很实用、实践性很强的学科。由于传统的教学主要采用灌输式的教学方式，使学生实践探索的机会很少，被动地学习使学生对地理失去兴趣和信心，更谈不上培养学生解决地理问题的能力和创新精神。在这种情况下我们在高中地理教学中实施研究性学习十分有利于调动学生学习地理的积极性、主动性，有利于培养学生的创新精神和地理实践能力。3、课题研究的价值和意义价值：地理学科跨文理两科，涉及的知识范围广，实践性强，尤其人文地理涉及经济发展的诸多领域，如工业、农业、交通、商业、旅游、文化等，培养学生自主探究、自主学习的能力，为学生的全面素质提高和终身学习打下良好基础。意义：有利于培养学生参与社会、服务社会、将来造福人类的社会责任感和使命感、通过学生的各种实践活动和探索学习，培养学生关注社会现实和未来发展的人文精神。同时，增强老师的全面素质提高。4、课题目前在国内外研究的现状和成果研究性学习是近几年兴起的一种新型学习方式，它作为一种培养具有创新精神和实践能力人才的新型学习模式，在世界范围内受到广泛的关注。在我国，随着新一轮基础教育课程和教材改革的全面推进，以主动探究、建构自己的知识为特色的探究性学习也逐步为大家所认可义务教育课程标准实验地理教材以新课程和教材改革的精神为指导，设计了大量的研究性活动。目前的研究性学习尚未形成一套完整有效的学习模式，需要我们在今后的实践中不断摸索、不断探讨、不断创新。5、课题研究目标使学生由传统教育的知识点的机械记忆、浅层理解和简单应用，发展为具有知识综合运用能力和解决问题的能力，加深学生对地理学科的理解和热爱，全面提高学生素质，为学生将来关注社会、服务于社会打下基础。提高教师的改革创新意识，适应当前教育体制改革的要求。使地理课堂教学与现实生活紧密联系，为实践服务。使学生关注社会热点，关注国家建设，关注家乡的发展。二、课题研究的方法实验法、实地考察法、问卷调查法、上网查询法三、课题研究的过程第一阶段：准备阶段（04年11月）学习理论：广泛搜集并学习了研究性学习方面的有关资料，提高教师对研究性学习的认识，转变观念，提高教师科研素质。设计方案；每月召开一至两次会议共同研究探讨课题的实施情况，学习相关的理论知识，互相交流学习体会，明确分工，各负其职，考虑到高中教学的实际情况，鉴于目前处于研究性学习的探索阶段，先在高一、高二年级试行。高三教师积极参与。第二阶段：实施阶段（04年12月—05年5月）具体任务：1、挖掘、编写出地理学科教材中的有关研究性学习的素材和信息；2、组织相关教师上好研究性学习研讨课并撰写出地理教学中实施研究性学习的教案;3、撰写研究性学习论文、体会，学生做研究性学习作业。4、撰写地理课实施研究性学习的评价报告。第三阶段：总结阶段（05年6月）以会议的形式对课题进行全面总结，形成成果，申报验收四、研究成果1、整理形成了高中地理教材研究性学习素材和信息由老师等分别负责搜集了高中地理第一单元、第二单元、第三单元、第四单元、第五单元、第六单元、第七单元、第八单元的研究性学习素材和信息。2、整理形成了学生研究性学习作业。由老师搜集和整理了学生的研究性学习作业。3、整理各种研究报告、论文本课题组负责人老师撰写了研究性学习结题报告，老师分别撰写了浅议中学地理研究性学习活动中教师的作用等研究论文。4、整理形成了研究性学习课教案老师上了地理研究性学习汇报课— “丹东七日游”，组织学生进行了“全球变暖是否与人类活动有关”的地理研究性学习辩论会，并撰写了研究性学习教案。探讨和摸索了课堂教学中的研究性学习的教学模式 。5、整理形成了学生研究性学习课题论文。6、由老师整理和形成了课题组例会的纪录。五、课题研究的结论高中地理教学实施研究性学习的探索与实践研究，提高了教师的改革创新意识，发展了学生的知识综合运用能力和解决问题的能力，加深学生对地理学科的理解和热爱，全面提高学生素质，为学生将来关注社会、服务于社会打下础。
矽锅顶石灰岩矿位于句容县城西北15公里之矽锅顶、青石山一带，为句容县大卓、黄梅、亭子三乡接壤地带。北距沪宁铁路下蜀车站20公里，有公路相通，交通方便。
矿区处于汤仑复式背斜中段北翼，矿区内有两个近东西向的背斜和一个向斜。含矿地层为石炭系黄龙组、船山组和二叠系栖霞组。矿体由黄龙组上部灰岩、船山组灰岩及栖霞组下部臭灰岩组成，分南北两个矿带，南矿带位于矽锅顶一青石山向斜中，长3000米，厚约210米；北矿带位于天王山—石龙岗背斜北翼，长1960米，厚度达米。矿石矿物主要为方解石，呈微粒屑结构，块状构造。矿石化学成分平均含CaO ，MgO ，SiO2 ，Al2O3 ，Fe2O3 ，K2O ，Na2O ，SO3 —，烧失量—。矿石质量好，黄龙组、船山组灰岩全部为优质矿石，栖霞组臭灰岩大部分为优质矿石。矿床成因类型属海相沉积矿床。
矿区地处宁镇山脉之内，以往不少地质工作者及单位曾在该区及其外围进行过地质调查，其中江苏省地质局区域地质测量队于1965—1970年在此进行区域地质测量，提交了《1∶20万扬州幅，1∶5万汤山幅、上党幅区域地质测量报告书》。报告对该区地质构造进行了系统研究，对地层进行了详细划分，对各时代石灰岩分别进行了评价，提出过江口地区（包括矽锅顶、青石山一带）黄龙组、船山组石灰岩岩性、层位及化学成分都很稳定，平均品位均达到各种工业用途灰岩特级品的指标，为选择石灰岩普查区提供了资料。
1979年，江苏省建材局地质队柯大让等对该区石灰岩进行了踏勘工作。1981年，该队对矿区的石灰岩进行普查，认为石灰岩矿石质量好、储量大、开采技术条件简单，可以直接进行详查—勘探工作，并编写了《江苏省句容县大卓石灰岩矿勘探地质设计书》，后来由于多种原因，该设计未能付诸实施。
1982年11月，江苏省镇江市地质勘探队高云龙等，根据大卓乡建材公司与大卓水泥厂的要求，对青石山石灰岩进行地质踏勘，按不同层位采集了一定数量的拣块样，对矿层的主要组分进行一般性了解，确定了工作范围，编写了工作设计书。1983年5月，该队邓鹤忠等对矿区东部青石山石灰岩进行普查，地质工程由水泥厂和石灰厂联合承担，完成槽探1500立方米，于1984年9月提交了《江苏省句容县大卓青石山石灰石矿区地质普查报告》，探明可供利用的矿石储量4484万吨。认为矿床规模大、矿石质量优，具有良好的露采条件，在矿区附近石龙洞—矽锅顶、过江口水库一带分布着可观的层位相同的石灰岩，是一个具有远景的石灰岩基地。1985年，经镇江冶金工业公司审查批准，可作小型建材矿山的设计依据，并认为该区是储量较大的大型石灰岩矿床，建议进行详细勘探，对石灰岩能否作为优质熔剂矿石做出评价。
1984年3月，江苏省地矿局第三地质队徐立新、陈铭德等利用槽探为主要手段对矽锅顶石灰岩矿进行初步普查，年底提交了《江苏省句容县矽锅顶石灰岩矿地质普查报告》，证实该矿为大型优质石灰岩矿床。1985年1月，根据省地质矿产局的要求转入详查，在1984年工作的基础上，仍以槽探为主要手段，对矽锅顶地区石灰岩进行控制，11月结束野外工作。在普查、详查中共完成槽探15187立方米，剥土7802立方米，小圆井100米，于12月提交了《江苏省句容县矽锅顶水泥灰岩矿详查地质报告》，探明可供利用的矿石储量17496万吨。矿石质量优，不仅可做水泥原料，而且可做冶金、化工以及玻璃用石灰岩原料。另外，在普查—详查过程中，发现五通组上部地层中赋存有较多的粘土矿，在矽锅顶南7线以西向斜两翼地层中其远景储量已达中型矿床规模，其他地段还有一定的远景，建议在勘探石灰岩矿时同时考虑对粘土矿的地质详查工作。1986年6月，该报告经地质矿产局审查批准，可作为进一步勘探的依据。
为了满足香港京阳实业有限公司在江苏句容县桥头镇独资筹建年产150万吨现代化水泥厂需要，1990年8月，中国建材工业对外经济技术合作公司和中国建筑材料工业地质勘探中心，联合在南京与香港京阳实业有限公司签订了《地质勘查合同书》。1990年9月—1991年2月，中国建筑材料工业地质勘查中心江苏总队王江霖、过元勋、庆光辉等，在江苏省地矿局第三地质队详查的基础上，对句容县矽锅顶至青石山一带石灰岩矿区进行地质勘探，完成钻探17个孔，进尺3534米，槽探1500立方米，剥土354立方米。于1991年6月提交了《江苏省句容县矽锅顶水泥灰岩矿区勘探地质报告》，探明石灰岩矿石储量亿吨，其中可供利用的矿石储量亿吨。1991年6月经省矿产储量委员会审查批准，所提交的报告可以作为矿山建设的依据。
矽锅顶石灰岩矿80年代即小规模开采，供大卓水泥厂、石灰厂使用，现在香港京阳实业有限公司将开采此矿。
关于二氧化碳的 除非二氧化碳的排放量得到显著减少，地球的未来只能有赖于具有潜在危险、未经验证的地球工程学技术。”英国皇家学会最新的一份研究报告将早已备受争议的地球工程学技术定义为遏制全球变暖的“下下策”。 这份在9月1日由英国皇家学会公布的研究报告称，除非人类目前的减排努力获得成功，在未来要想对地球降温就只有采取地球工程学的方法。地球工程学技术被认为是解决全球变暖的终极手段，但由于其设想过于“疯狂”，有人表示赞成，更多的人则因其可能产生“难以预测的后果”，表示坚决反对。英国皇家学会负责地球工程学研究的约翰·谢泼德教授说：“这是一个令人不快的现实，除非人类在温室气体减排上获得显著的成功，否则未来我们面临的气候危机可能还会更加严峻。而如果到了那时，地球工程学将是我们手中能阻止地球气温继续升高的唯一选择。”“经过研究我们发现，有些地球工程学技术的确会对人类和环境带来严重危害，而有些仍然可以依赖。地球工程学及其后果或许是我们在应对气候变化不利上所必须付出的代价。”该报告将现有的地球工程学技术分成了脱碳技术（CDR）和太阳辐射管理技术（SRM）两类，并对其进行了评估。报告认为，脱碳技术主要致力于解决二氧化碳含量逐渐增多的问题，因此，不确定性和风险性较小，相对更为适用。但研究人员无法证实，该技术能否在可接受的环境影响下以较低的成本实施。并且，一般来说该技术降温的作用在一个较长的周期内才会显现。太阳辐射管理技术通过反射太阳能量的方式来对地球降温，这种方法将能迅速降低地球温度，但并不能降低二氧化碳的水平，解决海洋酸化的问题。除此之外，由于技术难度高工程量巨大，被认为可行性较小。报告的结论是：在全球气温达到警戒值，不得不立即采取降温措施的时候，可采纳太阳辐射管理技术；但在减少温室气体方面，它并不能替代脱碳技术。报告认为最具潜力的技术：1.碳捕获法技术设想：用高大的碳捕获装置吸收空气中的二氧化碳，并将其注入地下或转化为石灰岩。美国哥伦比亚大学物理学家克劳斯·拉克纳是该技术的代表人物。报告评价：由于能有效解决气候变化的根源问题，该技术被认为是所有地球工程学中的首选，但到目前为止，该技术未见有低成本实施的实例。2.强化风蚀法技术设想：这种技术的设想是让空气中的二氧化碳与岩石和矿物质自然发生反应，以化学的方法减少温室气体含量。报告评价：该技术反应周期极为漫长，成本高昂。因此，需要进行进一步研究，以达到减少成本和弄清对环境影响的目的。3.造林法技术设想：通过更大面积的种植树木以及减少砍伐，从而实现缓解全球变暖的目的。报告评价：合理化使用土地应该而且能够在二氧化碳减排中发挥重要的作用。但由于涉及土地使用权这一敏感的问题，这一技术的应用范围会受到严重影响，而且见效周期同样比较漫长。4.平流层喷雾法技术设想：使用火箭、飞机、大炮，甚至人造火山，将细小的二氧化硫颗粒释放到平流层中，减弱太阳辐射，从而遏制全球变暖。报告评价：这种技术虽然成本低、见效快，但副作用不容忽视，特别是对平流层臭氧的损耗上。5.空基反射法技术设想：在地球轨道上部署由众多镜子组成的“太阳盾”，来抵御或减少太阳辐射，从而为地球降温。报告评价：如果部署和维护的问题能得到妥善解决，也可以被看做是一种有潜力的技术。但目前的问题是，整个系统过于复杂和昂贵，且不能直接减少二氧化碳。6.制云反射法技术设想：最具代表意义的是两年前由美国国家大气研究中心和爱丁堡大学提出的“制云船”项目。该技术主要通过将海水转化为云层，反射太阳辐射，从而达到降温的目的。报告评价：这种技术的作用和影响面较小，且极易受到洋流等因素的影响，可行性和有效性还不确定，在大面积实施前还需更多的研究。报告认为潜力较低的技术：7.生物碳法技术设想：使用焖烧的方法将含碳的有机废物形成具有多孔结构的生物碳，支持该技术的专家称，生物碳技术可完美地解决土壤退化，粮食安全，使用农业化学品造成的水污染与气候变化等问题。报告评价：英国皇家学会对生物碳减排的有效性和安全性存有质疑，建议增加相关方面的研究。另外，生物碳的制备过程中也会有一定的二氧化碳释出，碳排放配额的获取也是生物碳技术发展所面临的一个问题。8.海洋施肥法技术设想：通过向海洋表面投放铁或尿素等营养物，或使用将海洋表面和深部的水体进行交换的方法，刺激吸收二氧化碳的浮游生物快速生长。“饱餐”了二氧化碳的浮游生物死亡后就会将碳带入海底，从而实现减碳的目的。报告评价：这种方法的有效性并未得到实例证明，嗜碳浮游生物所释放的二氧化碳极有可能超过其所消耗的部分，其对生态环境的副作用可能会十分明显。9.地表反射法技术设想：其中最具代表的就是所谓的“白色屋顶法”，即将房屋的屋顶涂成白色，以反射太阳辐射并减少降温能源消耗的方法。还有一种类似的方法，主张在海洋或沙漠放置大量反光物，将阳光和热力反射到太空，以达到同样的目的。报告评价：该方法未能充分考虑地域和气候差异，在一些地区这种技术非但完全无效，还会严重影响当地的气候。在谈及上述技术可能带来的副作用时，谢泼德称：“迄今为止，在所有的地球工程学技术当中，还没有任何一种能完美地解决全球变暖问题，所有的技术都伴有不可预知的风险。就目前来说，我们应该继续想方设法减少温室气体，而与此同时，该努力万一失败，我们也应有充分的准备。如果‘B计划’有成为我们未来选择的可能，其对环境影响的研究目前就必须立即展开。如果无视该技术可能带来的副作用，或采取不负责任的态度忽视存在的问题，地球工程技术可能带来的灾难性后果与全球变暖本身并无多大区别。我们必须防止这种现象的发生。”
岩石力学的研究方法主要是：科学实验和理论分析。科学实验包括室内试验、野外试验和原型观测（监控）。室内试验一般分为岩块（或称岩石材料，即不包括明显不连续面的岩石单元）试验和模型试验（主要是地质力学模型试验和大工程模拟试验）。野外试验和原型观测是在天然条件下，研究包括有不连续面的岩体的性状，是岩石力学研究的重要手段，也是理论研究的主要依据。理论分析是对岩石的变形、强度、破坏准则及其在工程上的应用等课题进行探讨。在这方面，长期以来沿用弹性理论、塑性理论和松散介质理论进行研究。由于岩石力学性质十分复杂，所以这些理论的适用范围总是有限的。近年来，虽然发展了一些新的理论（如非连续介质理论），但都不够成熟。1960年代以来，数值分析方法和大型电子计算机的应用给岩石力学的发展创造了有利条件。用这种方法和计算设备可以考虑岩石的非均质性，各向异性，应力－应变的非线性和流变性，粘、弹、塑性，等等。但是由于当前岩石力学的试验方法较落后，还无法为计算提供准确的参数及合适的边界条件，使计算技术的应用受到影响。在研究中，一般应注意以下三个基本问题：①岩石是一种复杂的地质介质，研究工作都须在地质分析，尤其是在岩体结构分析的基础上进行；②研究岩石力学的电要目的是解决工程实际问题，由于在工程实践中岩石力学涉及地球物理学、构造地质学、实验技术、计算技术、施工技术等学科，因此有关学科的研究人员以及工程勘测设计，施工人员的密切合作至关重要；③岩石性质十分复杂，目前使用的理论和方法还不能完全描述自然条件，因此强调在现场对岩石的性状进行原型观测，并利用获得的资料验证或修改理论分析结果和设计方案。对工程实践而言，岩体中的非连续面和软弱夹层往往是控制岩体稳定的主导因素。它们的力学特性，特别是流变性及其对建筑物的影响，日益受到重视。
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游振东
[中国地质大学(武汉)]
1999年，庆祝新中国成立50周年之际，笔者曾著文回顾50年来的中国变质岩石学的进展[1]。进入21世纪，传统的地质学正在转向以“地球系统科学”为核心内容的现代地质学。在全球地质一体化的[2]形势下，中国地质调查局不仅在内地开展了新一轮的1：25万区域地质调查，而且大力在西部地区青藏、新疆等地，开展 1：25万 区域地质调查，对西部一些重要的变质地区，如藏南、昆仑、天山等地区进行了详细的填图，获得了许多珍贵的第一手资料，为我国变质岩石学和变质地质学的研究打下了坚实的基础[3]。本文拟从岩石学学科发展的角度来观察变质岩石学的成就和展望。
一、极端条件下的变质作用
如若从变质岩石学自身发展来看，近10年来极端条件下的变质作用(metamorphism under extreme conditions)研究逐渐受到研究者的重视。所谓“极端条件”是指变质温度、压力等外部因素有异于常规变质作用的范围(即t＝250～800℃，p＝ 1～ GPa)。超高压变质作用、超高温变质作用甚低级变质作用以及冲击变质作用等极端条件下的变质作用，近年来在国内都得到长足的发展。
1.超高压变质作用
在变质地质学中，人们习惯用变质的地温梯度(geothermal gradient)来划分变质作用的类型，超高压变质作用是指地温梯度很低(小于10℃/km)、变质压力大于以上的变质作用，以致在石榴子石、锆石等矿物中能够出现柯石英、金刚石等通常变质岩石中不可能出现的高压矿物。
20世纪80年代以来，在大别山—苏鲁一带发现的超高压变质作用，便是一种极端条件下的变质作用。它以榴辉岩及与之共生的片麻岩中普遍发现超高压标志性矿物——金刚石和柯石英的微细包裹体为特征，成为世界上出露条件最好、规模最大的超高压变质带，引起国内外学者的注意。近10年来的研究证明，此类岩石具区域性分布，西起天山，东延至阿尔金—祁连、东秦岭—大别山—苏鲁，构成横跨中国的“中央构造带”。超高压变质岩石的存在，揭示了陆壳物质可以深俯冲于地幔的深度。为了探索此类不寻常的造山带的深部构造，中国地质科学院地质研究所在国土资源部支持下，自2001年起，在江苏东海实施第一口中国大陆科学钻探(科钻一井)，历时4年，终孔深度5000余米。全岩心钻进，加以地球物理等多学科交叉研究，获得了如下成果：大别-苏鲁汇聚板块边界的三维构造、组成及地球物理性质；探索超高压变质作用的性质与年代；探索超高压变质岩形成、折返过程中的地壳动力学与壳幔相互作用；研究地壳和地幔流体循环过程和矿化作用；建立研究地壳动力学和深部大陆地壳演化的长期观测实验室[4]。
超高压变质作用已经成为国际地质科学研究的热点，当前已发现的各个超高压变质地区研究日益深入，不断有新成果涌现；通过实验岩石学等手段探索岩石圈板块俯冲的深度；壳幔相互关系及流体循环等重大科学问题的研究都在深入开展。
2.超高温变质作用(ultrahigh temperature metamorphism)
属于麻粒岩相变质范畴，但不同于一般的麻粒岩的是变质温度大于800℃。以出现假蓝宝石(saphirine)、大隅石(osumilite)等高温矿物为特征。目前在南极、印度等地已有发现，国内仅黑龙江麻山群中有过假蓝宝石的报道。近年来，北京大学与日本Koshi大学 Santosh 合作，对内蒙古孔兹岩带重新进行研究，通过变质矿物组合、流体包裹体特征、独居石、锆石同位素年代学等方面，确定在原先认识的麻粒岩相岩石组合中，发现了如下超高温矿物组合：
假蓝宝石+石英；低Zn/Fe3+尖晶石+石英；高铝斜方辉石+矽线石+石英以及 高温中条纹长石。运用常规矿物温压计，据最新研究假剖面作相平衡模拟，查明该区变质作用的温度可达 1000℃，变质压力约 GPa。峰期变质之后继以近等压冷却过程 而后折返，形成近等温减压的途径。镜下显微构造、矿物反应和相平衡模拟说明岩石经历了逆时针的pT轨迹。
超高温变质矿物中保存有古流体，成分为 CO2，这与岩石中广泛出现无水矿物组合相一致。据独居石、锆石单矿物样品所作的化学和同位素年代学定年，超高温事件年龄为，属于古元古代的高温变质作用，并且发现从西部到东部，超高温变质事件年龄从 变到，显然有变新的趋势。据此，作者推测：内蒙古缝合带中的超高温变质事件，是古元古时期华北克拉通焊合进入哥伦比亚超大陆时，南面的鄂尔多斯陆块与北面的阴山陆块作斜向碰撞和剪刀式的闭合所引起的[5]。
内蒙古超高温变质带的确定，是我国变质地质学的一大进展。
3.甚低级变质作用(very low grade metamorphism)
甚低级变质作用，是指变质温度条件介于成岩作用与低级变质之间的变质作用。利用沸石、黏土矿物、绿泥石等低温变质矿物及其矿物组合，可以填绘出甚低级变质的等变线从而揭示其热构造，这对于碳氢资源远景预测可以起一定作用，因为一般认为：如果地温达到变质作用的范畴，碳氢资源的远景就要大大降低了。
在甚低级变质地区，因为变质温度低，矿物结晶粒度很细，一般岩石显微镜都很难辨识。伊利石结晶度是在甚低级变质地区定量划分岩石变质程度的重要方法，X射线衍射分析是测量伊利石结晶度最有效的方法。1962年以来，西方文献出现了不同的伊利石结晶度指数，如Weaver指数、Weber指数和Kubler指数等。北京大学王河锦，从X射线理论角度，确定出这些指数之间的关系式，改善了伊利石结晶度的测定方法和精度。
我国甚低级变质作用研究薄弱，20世纪90年代末索书田等曾运用甚低级变质的方法[6]研究广西右江的低温金矿床。进入21世纪，我国甚低级变质研究逐渐与油气地质研究相结合，有了显著进展。毕先梅等曾论述极低级变质作用与成矿作用的关系[7]。王河锦、朱明新以层状硅酸盐的结构变化与变质温压条件的关系，如伊利石、绿泥石结晶度，伊利石多型、结晶轴b0。值及应变特征等，分析研究了湖南广泛分布的板溪群及其上的下古生界页岩及川西北三叠系复理石的甚低级变质[8，9]。其中湖南湘东、湘西等地 4个剖面垂直面理应变沿剖面变化，同时用与国际可对比的伊利石结晶度等数据资料，确定中新元古界—下古生界的区域低温甚低级变质温度为250～400 ℃，但变质压力因时代不同而异，中元古界为中压型，新元古界—下古生界为中低压型。这些都加深了地质界对扬子地台这些古老岩石的认知水平。
4.冲击变质作用(impact metamorphism)
陨石撞击地球或其他天体，造成陨石坑，其周围岩石在极高的应变速率(106～109S-1)、瞬时高温(1000～10000℃)、动态高压(10～100 GPa)下产生的变质作用为冲击变质作用。从嫦娥1号等发回的数据解译出的照片可知，月球表面布满了大大小小的陨石坑，地球不同于月球和其他天体，在于其表面有厚约1000km的大气层，所以陨击地球的较小天体，进入大气层后因强烈摩擦而烧毁。所以地球上保留的陨石坑较少，据统计，全球已知的陨石坑有160多个。不少大型陨石坑是世界著名金属矿床的所在地，如加拿大的Sudbury，大多数小型陨石坑被开发成为旅游胜地，如德国南部的Ries、美国亚利桑那州的Meteor Crater[10]。
因为地表沉积物的覆盖，一个陨石坑的确定，需要做大量的研究工作。目前，我国已确定的陨石坑有海南的白沙，是1997年公开报道的[11]；辽宁岫岩陨石坑，20世纪70年代就已发现，曾被认为是个旋转构造。经过40年反复研究，最近广州地球化学研究所与辽宁冶金地质公司合作，实施深达307m的科学钻探，在107～149m深度发现了一系列冲击波所产生的冲击效应：石英击变面状页理、含熔体玻璃的多相角砾岩和陨击玻璃等，陨击构造的性质得以确定。该成果 2009年公开发表[12]，是我国在冲击变质方面的一大进展。
二、变质岩石学的教学
由于变质岩石学各个领域都获得了长足的进步，我国变质岩石学教学也有很大的进展。表现在：①不少中国学者的研究成果已被国外领先的变质岩石学教科书所采用；②中国地质大学(武汉)率先进行了《变质岩石学》英语教学试点，获得成功。
1.不少国内学者变质岩石学研究成果进入国外的教科书
长期以来国外学者对我国国内研究现状了解甚少，以致在国外出版的《变质岩石学》教科书中引用的普遍是国外学者的成果。近年来随着改革开放的步伐加大，中西方学术交流频繁。现在我国学者的成果渐渐在国外出版的教科书中出现了。
以 2011年Springer-Verlag 出版的 Kurt Bucher 和Rodney Grapes 合作编写的“Petro-genesis of Metamorphic Rocks”(8thed.)为例，就引用了12篇国内学者的成果。
1)吴春明教授2004～2007关于高级变质岩中地质温压计方面的论文有4篇被该书第4章“Metamorphic Grade”所引用。
2)张立飞教授(2003)发表了关于西天山超高压变质岩系深俯冲达150km发生极低地温梯度的组合，白云石反应生成菱镁矿+文石，属于变质岩中的“禁区”。该文被多次引用，该书第3章“变质作用过程”将其作为指定参考文献供读者阅读，在第6章“白云岩和石灰岩的变质”则被列为“Cited Reference”。
3)在第9章“变质基性岩”中还引用了7篇中国学者关于超高压变质的论文。在此就不一一列举。
2.《变质岩石学》的英语教学
国内《变质岩岩石学》的教学一向是作为《岩石学》的一个部分进行的，讲课时数高时达40学时，2001年以后《岩石学》从220学时减至150学时，变质岩更要相应缩减。为了加快我国高等教育与国际接轨，加快专业人才国际化培养，中国地质大学(武汉)地球科学学院，对理科基地班的《变质岩岩石学》课程进行了双语教学的改革，10年来，在桑隆康教授等的努力下，很好地发挥了英国岩石学家Roger Mason的作用，进行英语《变质岩岩石学》教学，克服重重困难，取得良好的成绩，在教育部理科教学评估中得到充分肯定[13]。
Roger Mason教授在教学中除了介绍我国国内典型变质岩产地之外，还详细介绍英国苏格兰的巴罗带、挪威sulitjelma 变质带、英国skidaw花岗岩接触带的接触变质等，极大开阔了学生的视野，深入了解掌握了变质地质学的工作方法。桑隆康与 Roger Mason 合作编著的《变质地质学》也于2007年作为中国地质大学“十一五”规划教材出版，并获得2009年度湖北省教学成果二等奖[14]。
《变质地质学》的问世，《变质岩石学》双语教学的成果，为今后《变质岩岩石学》的教学质量的提高，奠定了良好的基础。
回顾近10年来变质岩石学研究的进展，可以发现：①与解决社会经济发展重大问题相结合，在生产实际中发现问题、解决问题，是变质岩石学进一步发展的原动力；②密切注意学科发展前沿，抓住热点问题，投入研究力量，是提高学科理论水平的必由之路；③加强国际学术交流，开阔研究视野，是保证学科水平、提升国际竞争力的必要手段。
当前我国地质研究正从地质大国向地质强国迈进，加强变质岩石学、结晶岩岩石学、变质地质学的研究，是我国地质科学发展的关键之一。
参考文献
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[13]杨坤光，龚一鸣，桑隆康，等.中国地质大学地质学专业主干课程建设与人才培养.武汉：中国地质大学出版社，2012
[14]Roger Mason，Sang Longkang.变质地质学(英文版).Wuhan：China University of Geosciences Press，2007
【预习内容】
区域变质作用的概念、区域变质岩的类型及特征、不同变质相的主要岩石类型。
【实验目的及要求】
1.掌握区域变质岩常见岩石的基本特征、物质组合及结构构造特征。
2.掌握各类岩石的分类命名原则与定名方法。
3.了解区域变质岩的原岩建造。
【实验内容】
1.肉眼识别主要的变质成因矿物:沸石、绿泥石、绿帘石、石榴子石、蓝晶石、硬柱石、矽线石、透闪石、硬绿泥石等。
2.熟悉埋藏变质岩、造山变质岩、混合变质岩类中主要的岩石类型———板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、大理岩、混合岩的基本特征。
3.区域变质岩的分类命名方法。
【实验指导】
一、区域变质岩的分类和命名
与化学分类和物理分类不同，岩相学分类是基于岩石的矿物成分、结构构造等岩相学特征把岩石划分成不同类型，不同岩石类型有不同的基本名称。与火成岩和沉积岩的岩相学分类不同，在变质岩分类中，常可找到一些名称是基于岩石构造的，如片岩;而另一些则基于矿物成分，如大理岩。这是地质学家约定俗成的结果。一些教科书中，仅以简单的列表介绍变质岩岩石名称。
变质岩岩相学分类方案有两类:一类建立在矿物成分基础上称为矿物学分类，通常限于结晶质的区域变质岩，用矿物含量在双三角形分类图解上的投影点位置得出岩石的基本名称，称为矿物学分类，最著名的是Winkler(1976)的分类;另一类主要考虑结构构造，用岩石最显著的结构构造等特征划分岩石的基本类型，称为结构分类，Best(1982)的分类和Raymond(1995)的分类是结构分类的代表。由于矿物学分类基本名称采用片岩、片麻岩等结构构造名称，会出现岩石名称与岩石构造不符合的问题。而结构分类中岩石的基本名称与结构构造等最显著的特征一致，容易掌握，便于野外工作。近十年来国外岩石学教材均采用变质岩的结构分类，已成为变质岩岩相学分类的主流，因而我们亦采用变质岩的结构分类。所有分类在命名岩石时都遵循以下两个原则:①“以矿物名称+基本名称命名岩石，基本名称前矿物以含量多少为序排列，含量高的矿物靠近基本名称”的原则，基本名称前不同矿物之间在英文文献中通常用连字符“-”隔开，如Gt-Ch-Ms-Qschist(石榴子石-绿泥石-白云母-石英片岩);②当岩石的变余结构构造非常发育，原岩十分清楚时，则以“变质(meta-)××岩”命名之，其中“××岩”是原岩名称，如变质长石砂岩、变质砾岩、变质玄武岩、变质辉长岩等。
我们建议的变质岩岩相学分类是在Best(1982)和Raymond(1995)的分类基础上拟定的。把变质岩分为面理化和无面理至弱面理化两大类。进一步按结构构造和矿物成分特征划分基本类型。该分类像Raymond分类一样，力图最大限度地反映基本岩石类型的岩相学特征，同时又像Best分类一样，避免使用不常用的岩石名称。分类中保持了板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等基本名称的构造定义，也保持了大理岩、石英岩、蛇纹岩、榴辉岩等基本名称的矿物成分定义。一些岩石类型如片岩、角岩中，列出了一些有特殊定义的亚类名称，如绿片岩、蓝片岩、钙硅酸盐角岩、钠长-绿帘角岩等。值得特别指出的是，粒岩或××岩岩类的定义范围较宽，其中具花岗变晶结构者称粒岩，具其他结构者称××岩。前者相当于Raymond的“花岗变晶岩”，后者相当于他的“横交变晶岩”。粒岩或××岩的这个宽松的定义的方便之处是使我们可以用它来命名其他基本名称不好命名的岩石。如由蓝晶石、绿泥石、白云母组成的无面理岩石，叫蓝晶石-绿泥石-白云母片岩显然不合适，可叫做蓝晶石-绿泥石-白云母岩。由刚玉、正长石组成的具花岗变晶结构的岩石，可称为刚玉-正长石粒岩等。
区域变质岩是由区域变质作用形成的一大类岩石，是变质岩中分布最广、成因复杂、岩石类型繁多的一类变质岩。
对区域变质岩的分类，从不同的研究角度有不同的分类方案。从岩石学的角度则是以体现变质程度的变质构造为前提的分类，即由板状-片麻状构造所体现的变质程度由浅到深进行分类，详见表16-1。
表16-1 区域变质岩的分类简表
区域变质岩的命名是在以构造所体现的基本岩类的基础上按主要组分或组合矿物的种属及其含量比，遵循“少前多后”的基本原则来命名。在命名中，一般矿物(非特殊矿物)当其含量大于20%则参与命名，小于10%则不参与命名，对具有特殊意义(如成矿、变质相的典型指示相矿物等)的矿物(如石墨、蓝闪石等)，尽管其含量小于10%甚至5%，均应视研究的需要参与命名。
二、区域变质岩主要影响因素
区域变质岩是温度和压力共同作用于区域岩石而变质形成的，典型的、代表特定温度和压力条件的矿物种类和构造、结构(对混合岩尤其)是确定岩类的重要标志，是分析岩石成因—大地构造条件—乃至成矿条件的重要依据。
三、常见区域变质岩的类型及主要特征
板岩 多具变余结构、变余构造及板状构造。它主要由页岩、粉砂岩及凝灰岩经非常低级的变质作用而成，矿物成分只有部分重结晶，极细粒，肉眼难以鉴别;岩石具完好的平面面理，面理主要由极细粒绿泥石，或云母等片状矿物平行排列而成，几乎无光泽，与页岩比较具有明显的“粗糙”感和“坚硬”特征。
千枚岩 具细粒鳞片变晶结构，千枚状构造，与板岩相比，千枚岩中矿物如云母和绿泥石等颗粒加粗，片理面上显示丝绢光泽。主要由细小的绢云母、绿泥石、黑云母、钠长石及石英组成。
片岩 岩石中片柱状矿物含量较多，片柱状矿物定向排列组成显著面理。片岩中片状和柱状矿物之和一般大于15%，而长石含量一般小于25%。且岩石中常常发育有线理，粒度比板岩、千枚岩粗，因此单个矿物颗粒能用肉眼鉴定，可与千枚岩相区别(千枚岩中矿物不能用肉眼鉴定)。
蓝片岩 含蓝闪石片岩的总称。一般具细粒鳞片变晶结构或纤状变晶结构，片状构造。主要由蓝闪石、硬柱石、硬玉及文石等高压低温矿物组成，可含绿纤石、红帘石、硬绿泥石、阳起石、绿帘石、钠长石、石英等。
片麻岩 是一种长英质变质岩，具有断续的面理即片麻状构造，颗粒较粗(一般大于1mm)，长石含量>25%，含片状、柱状矿物较少，片状、柱状矿物定向排列。
大理岩 岩石一般为无色，粒柱状变晶结构，块状构造，主要由方解石、白云石等矿物组成，含量大于50%。原岩是石灰岩或白云岩，如果原岩成分不纯，则变质形成的大理岩中可含少量镁橄榄石、钙铝榴石、透辉石等硅酸盐矿物，这种大理岩可称斑花大理岩。如果硅酸盐矿物含量很大，超过了碳酸盐的含量，则属钙硅酸盐粒岩类。
大理岩 多半为块状构造，但可承袭原岩的层理而具有条带状构造。
石英岩粒状变晶结构，块状构造。是石英砂岩或燧石重结晶的产物，主要由石英所组成，含量大于85%。颗粒细而均匀的石英岩俗称“油石”，可做高级磨料;不纯的石英岩常常含有白云母、绿泥石和少量不透明矿物如镜铁矿、磁铁矿等。多数石英岩为块状构造，但如变质过程中有应力参与时，则具片状构造的，可称片状石英岩。
绿岩 为细粒低级变质的镁铁质岩石，绿色，具块状构造、变余枕状构造或变余杏仁构造，片理不发育。主要由钠长石、绿帘石、阳起石和绿泥石组成。其原岩主要为基性火成岩。
角闪岩 岩石一般为深色，多具柱状变晶结构，块状构造、片状构造、片麻状构造或条带状构造，主要由普通角闪石和斜长石组成，一般情况下两类矿物含量大致相等，称为斜长角闪岩。如果岩石中斜长石含量很少或不存在，主要由角闪石构成的，称角闪石岩;如果片理发育，线理显著，则可称角闪片岩;反之，如果斜长石含量超过角闪石而岩石中又含显著的石英，且具片麻状构造者，则称角闪斜长片麻岩，无石英者，可称浅色斜长角闪岩。
麻粒岩 麻粒岩是指经受了麻粒岩相变质作用的长英质、镁铁质及超镁铁质变质岩。一般为细粒—中粒粒状变晶结构，块状或片麻状构造，主要由长石及铁镁矿物(紫苏辉石、透辉石及石榴子石)组成，含或不含石英。麻粒岩中常含有透镜状石英颗粒集合体(即所谓“圆盘状石英”)。
榴辉岩 岩石主要呈深红色，粒柱状变晶结构，主要由绿辉石和石榴子石两种矿物所组成的高压基性变质岩。榴辉岩中还可以出现石英、蓝晶石、斜方辉石、金红石及柯石英等。
榴辉岩 可依据其中出现的特征原生矿物进一步命名，如柯石英榴辉岩、蓝晶石榴辉岩和斜方辉石榴辉岩等。
变粒岩 主要为中细粒等粒变晶结构，块状构造，有时具有不显著的面理或弱的片麻状构造。是一种主要由长石、石英所组成的岩石，其中长石含量一般大于石英含量，暗色矿物含量小于30%，又称长英粒岩。暗色矿物小于10%者称为浅粒岩，对于其中有紫苏辉石或石榴子石等矿物者，其变质程度已达麻粒岩相，应称麻粒岩。
紫苏花岗岩 紫苏花岗岩是含紫苏辉石的中酸性岩石，它们有和麻粒岩一样的矿物成分，却有和岩浆岩一样的结构、构造和外貌，有时甚至有岩浆岩的产状。常具有花岗结构、片麻状构造，主要由紫苏辉石、石榴子石、角闪石、黑云母、微斜长石、条纹长石、斜长石及石英组成。紫苏花岗岩经常与麻粒岩相变质岩紧密伴生，是深部地壳重要的组成部分。
混合岩 混合岩是变质岩向岩浆岩过渡的一种岩石类型，混合岩由基体和脉体或新成体和古成体两个基本组成部分构成。基体是角闪岩相或麻粒岩相变质岩，代表混合岩原岩，脉体是长英质或花岗质物质，代表混合岩中新生的部分。基体与脉体的空间排布方式决定了混合岩构造特点。最常见的混合岩有角砾状混合岩、眼球状混合岩、条带状混合岩和云染状混合岩(云染岩)等4类。
四、区域变质岩中常出现的变质矿物的鉴定特征
尖晶石 MgAl2O4等轴晶系
肉眼下鉴定特征:绿色、蓝色、黑色、褐色，{111}不完全解理。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色，淡绿或淡褐色，极高正突起(n=～)，糙面显著，无解理，均质体，在钙镁质变质岩中与透辉石、金云母等共生。
石榴子石 M2+3R3+2［SiO4］3M(Ca2+，Mg2+，Fe2+，Mn2+)
R(Al3+，Fe3+，Cr3+)等轴晶系
肉眼下鉴定特征:颜色变化较大，常呈红褐色、玫瑰色、黄绿色及黑色，常呈菱形十二面体、四角三八面体。断口为油脂光泽，无解理，硬度大。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色，粉红色或黄褐色，等轴粒状或不规则粒状，极高正突起(n=～)，糙面显著，无解理，具裂纹，通常为均质体。含钙石榴子石常见光性异常，可见Ⅰ级灰干涉色、锥状双晶和由不同干涉色交替组成的同心环带状构造。二轴晶，2V一般比较小。钙质石榴子石多产于大理岩和矽卡岩中。铁铝、镁铝榴石多见于区域变质岩中，常呈筛状变晶，含有大量包裹体。
方柱石 (Na，Ca)4［Al(Al，Si)Si2O8］3(Cl，CO3，SO4)四方晶系
肉眼下鉴定特征:无色，灰色，少数呈天蓝色和浅红色，晶体呈柱状。集合体为不规则粒状，{100}解理完全，{110}解理中等。
偏光镜下鉴定特征:柱状或粒状晶体，单偏镜下无色或混浊状，低中正突起，柱面解理，平行消光，负延性，双折率随成分而异:最高干涉色Ⅰ级灰白(钠柱石)-Ⅱ级顶部(钙柱石，随钙柱石成分增加而干涉色增高)，有时可见斑点状干涉色。横断面呈正方形(晶形完好)，其中{100}两组正交解理较完全，但也可见{110}的解理。在该切面上可测得一轴晶负光性。
符山石 Ca10(Mg，Fe)2Al4［SiO4］5［Si2O7］2(OH，F)4四方晶系
肉眼下鉴定特征:黄褐色或淡绿色，而红色或蓝色很少见，柱状、粒状或放射状集合体。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色，浅绿、淡棕色，具有多色性，高正突起，干涉色极低，常见褐色或蓝色异常干涉色，同一切面有时干涉色也并不均匀，有时见环带构造。一轴晶负光性，有时见光性异常变为二轴晶负光性或正光性。
刚玉 Al2O3三方晶系
肉眼下鉴定特征:黄色、红色、绿色、紫色、蓝色、棕色及黑色。桶状、柱状、锥状及腰鼓状。晶面上常见有斜的或横的条纹。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色或浅蓝色，无解理，有裂开，高正突起，Ⅰ级灰干涉色，但由于硬度大，薄片不易磨薄，可达Ⅱ级蓝干涉色，一轴晶负光性，常见于SiO2不足的岩石中。
绿泥石 (Mg，Fe)4Al2［AlSi3O10］(OH)8单斜晶系
肉眼下鉴定特征:绿色、暗绿色，片状、鳞片状集合体，{001}解理完全，硬度小。
偏光镜下鉴定特征:片状或鳞片状集合体，单偏光镜下不同程度的浅绿色，有弱多色性，低正突起，片状，一组解理完全。有两种不同的切面:一种切面正交或斜交{001}解理，呈长条状，具明显的绿-浅黄色多色性和一组完全解理;另一种切面与{001}平行，绿色，多色性不明显，无解理。2V较小，近平行消光，二轴晶光性正负都有，延性与光性符号相反。斜绿泥石干涉色Ⅰ级灰-黄，经常可见聚片双晶;叶绿泥石有墨水蓝或锈褐色异常干涉色。
硬绿泥石 (Mg，Fe)2(Al，Fe3+)Al3O2［SiO4］2(OH)4单斜晶系
肉眼下鉴定特征:呈暗绿色，晶体为板状，几何体呈束状、放射状，断面呈六边形及菱形，{001}解理完全，硬度5～6，接近或稍大于小刀。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下呈片状或蒿束状集合体，灰蓝色至暗绿色，有多色性，晶体中有时有石英及炭质包裹物构成砂钟构造。高正突起，纵切面呈板条状，一组完全解理，最高干涉色Ⅰ级橙红，斜消光，消光角a∧Np=3°～30°，负延性。经常具有简单双晶或聚片双晶。横断面六边形或菱形，干涉色Ⅰ级暗灰，无解理。二轴正晶，2V=36°～60°。
黑硬绿泥石 K(Al，Fe3+，Fe2+，Mg)4［Si4O10］(OH)2·2H2O单斜晶系
肉眼下鉴定特征:呈暗褐色，片状，集合体呈束状和放射状。
偏光镜下鉴定特征:片状集合体，单偏镜下暗褐至亮黄强多色性，(－)2V小，这些都与黑云母极其相似，区别是:黑硬绿泥石底面解理较差，还有一组{001}相垂直的断断续续{010}解理;(－)2V=0°～40°，变化范围大于黑云母;黑硬绿泥石突起比黑云母高，为中-高正突起。
绿帘石 Ca2Fe3+Al2［Si2O7］［SiO4］O(OH)单斜晶系
肉眼下鉴定特征:草绿色及暗绿色，沿b轴延长呈柱状，晶面有纵纹，集合体呈放射状及粒状，{001}解理完全，{100}解理次之。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下浅黄-黄绿色，多色性显著，极正高突起，垂直柱面方向晶形完好时呈六边形，两组解理夹角65°。Ⅱ-Ⅲ级鲜艳干涉色，在同一切面上干涉色不均匀，有时呈环带状，干涉色为Ⅰ级时，经常出现灰蓝、姜黄等异常干涉色。柱状切面平行消光，延性正负不定，其他切面斜消光，消光角a∧Ng=25°～30°。二轴晶负光性，(－)2V大。
黝帘石和斜黝帘石 Ca2Al3［SiO4］［Si2O7］O(OH)斜方晶系/单斜晶系
肉眼下鉴定特征:呈浅灰色或灰绿色，其他特征与绿帘石相近。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下均无色，高正突起，Ⅰ级干涉色，α-黝帘石Ⅰ级灰，β-黝帘石Ⅰ级灰白-Ⅰ级黄，斜黝帘石不超过Ⅰ级黄，这几种黝帘石均有异常干涉色。黝帘石与斜黝帘石区别在于:①黝帘石为平行消光，斜黝帘石为斜消光;②黝帘石2V较小，斜黝帘石2V较大。
蓝晶石 Al2SiO5三斜晶系
肉眼下鉴定特征:浅蓝色，风化后呈灰白色，长柱状或长板状，解理{100}完全、{010}中等。硬度因方向而异，在解理最发育的{100}面上平行晶体延长方向为(小于小刀)，垂直晶体延长方向则为6(大于小刀)。上述特征为肉眼鉴别蓝晶石的重要标志。
偏光镜下鉴定特征:无色，有时略呈淡蓝色，高正突起，沿c轴延长柱状集合体柱面有(001)横裂开，c∧Ng≈30°，底面上，Np几乎⊥(100)解理，因此呈近平行消光(不像红柱石、透闪石那样呈对称消光)，干涉色Ⅰ级顶部，(－)2V大，正延性。
矽线石 Al2SiO5斜方晶系
肉眼下鉴定特征:浅黄色，浅褐色，风化面灰白色。个体较大者呈细长柱状、针状，但多为纤维状或毛发状集合体。﹛010﹜解理完全，在柱状晶面上可见到纵纹。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色，常呈纤维状，束状集合体，{010}柱状切面无解理，{001}裂开发育，使晶体呈“竹节”状，干涉色Ⅰ级紫红-Ⅱ级蓝绿，正延性;⊥c轴横切面近方形，具特征的对角线方向解理，Ⅰ级灰干涉色。中正突起，平行消光，二轴晶正光性，(+)2V<30°。
阳起石 Ca2(Mg，Fe)5［Si8O22］(OH)2单斜晶系
肉眼下鉴定特征:浅绿色、暗绿色，长柱状、针状，集合体为放射状。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下浅绿色-无色多色性，柱状、纤维状或放射状集合体，中正突起，横断面具角闪石式解理。最高干涉色Ⅰ级顶部-Ⅱ级中部，斜消光，c∧Ng=11°～15°。正延性，有时具双晶。二轴晶负光性，2V较大。
透闪石 Ca2Mg5［Si8O22］(OH)2单斜晶系
肉眼下鉴定特征:白色或浅灰色，晶体呈长柱状、针状，集合体为放射状、纤维状。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色，柱状或放射状集合体，中正突起，c∧Ng=16°～21°。其他特征与角闪石类矿物一致。
蓝闪石 Na2(Mg，Fe)3Al2［Si4O11］2(OH)2单斜晶系
肉眼下鉴定特征:蓝闪石和青铝闪石以其颜色呈暗蓝色与其他角闪石相区别。
偏光镜下鉴定特征:多色性特殊:Ng—深蓝色，Nm—红紫色，Np—无色或浅黄绿色，正吸收。干涉色Ⅰ级，常因自身颜色影响而不易判别。消光角小:c∧Ng=4°～14°。正延性，二轴晶负光性，(－)2V较小，为12°～65°。
十字石 (Mg，Fe2+)2(Al，Fe3+)6O6［SiO4］4(O，OH)2斜方晶系
肉眼下鉴定特征:褐色，短柱状，{010}解理不完全，经常具有正交(十字)或斜交双晶。
偏光镜下鉴定特征:柱状或粒状晶体，常含大量包裹物，筛状变晶，单偏镜下呈亮黄色，有明显的金黄-浅黄多色性，高正突起，柱状切面平行消光，正延性，Ⅰ级橙黄干涉色。横断面呈菱形或六边形，对称消光。有{010}解理，有时可见十字形穿插双晶。二轴晶正光性，(+)2V很大。
绿纤石 Ca2(Al，Mg，Fe)3［SiO4］［Si2O7］O(OH)·H2O斜方晶系
绿纤石是绿帘石的变种，成分上Al显著超过Mg，Fe2+，Fe3+趋近于斜黝帘石，含水量高，常沿b轴延长呈纤维状、针状、放射状集合体，显微镜下无色-浅黄绿色多色性，Nm具特征的亮绿色或蓝绿色，吸收性Nm>Ng>Np，延性可正可负，(+)2V≈26°～85°。与绿帘石区别在于:①绿纤石干涉色较低，在Ⅰ级顶部和Ⅱ级底部;②绿纤石为正光性。
红帘石 Ca2(Mn，Fe，Al)2Al［SiO4］［Si2O7］O(OH)单斜晶系
肉眼下鉴定特征:红褐色、红黑色、黑色，含MnO2达15%，晶形与绿帘石相似，柱状或粒状。{001}解理完全，{100}解理不完全。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下Ng—鲜红色，Nm—玫瑰红色，Np—橙黄色。平行于b轴切面平行消光，{010}面上Ng∧{001}≈30°，延性可正可负，(+)2V=64°～85°。
天蓝石 (Mg，Fe)Al2［PO4］(OH)2单斜晶系
肉眼下鉴定特征:蓝色、靛蓝色，尖锥状、粒状及不规则状。解理{110}及{101}中等。
偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色-天蓝色，吸收性Ng>Nm>Np，常呈他形晶，b∥Nm，a∧Ng=12°，c∧Np=9～10°，2V=61～70°，常见于富铝岩石中。
五、变质岩观察与描述
(一)手标本观察和描述
(标本编号:×××;产地:×××)
1.岩石的颜色
指岩石的总体颜色，描述时不仅要描述颜色种类，还须描述岩石的深浅，如暗黑色，浅肉红色。有时岩石新鲜面和风化面的颜色需分别描述。
2.矿物成分
可分为特征变质矿物、主要矿物和次要矿物。特征变质矿物应描述其晶形、颜色、光泽、解理、硬度、大小和含量。对主要矿物则简要描述其主要特征、大小和含量。矿物颗粒大小是指矿物平均粒度大小，也可指矿物粒度变化范围;对于斑状变晶结构的岩石，变斑晶与基质特征分开描述并估计其含量。
3.结构构造
根据岩石中矿物颗粒大小和形态特征，确定岩石的结构;根据岩石中矿物空间排列的特征，确定岩石的构造。观察变质岩构造特点时要注意岩石有无定向性、有无条带或细脉等。
4.其他特征
如岩石中矿物次生蚀变等。
5.岩石定名
(二)显微镜下观察和描述
(薄片编号:×××)
1.矿物成分
每种矿物分别描述各自的最主要鉴定特征、形态、大小、百分含量、与其他矿物的关系及次生变化等。
对薄片中特征变质矿物或未知矿物应作系统的光学特征的描述，其内容是:
单偏光:晶形、颜色(多色性和吸收性)、突起、解理(几组、解理完全程度)及解理夹角。
正交偏光:最高干涉色级和色序、消光类型、消光角数值(只能在定向切面上测得，并应在锥光系统下检查该切面是否是定向切面，应写明是哪个结晶轴与哪个光学主轴之间的夹角)，如蓝晶石的消光角c∧Ng=30°(是在锐角等分线的切面上测得)、延性符号和双晶特征。
锥光:轴性、光性符号、2V大小。
对岩石中常见的矿物成分，则描述其最主要的光性特征，一般不需要描述锥光系统的光学特征。
用显微镜的目镜微尺测量矿物颗粒大小，估计岩石中矿物含量。
2.结构构造
根据岩石中矿物颗粒大小及其形态特征定出主要结构，详细描述矿物之间的相互关系和矿物受应力作用影响而呈现的局部结构等特征。描述岩石中矿物空间排列分布的特征以反映岩石的构造。
变晶结构的观察:
(1)变晶结构以矿物颗粒的生长为特征，变晶结构的观察与描述应从不同的角度(如变晶粒度的绝对大小、相对大小，变晶的形态、自形程度，变晶间的相互关系等)进行。为了与岩浆岩类似结构的区别，应在变质岩的“结构”二字之前加“变晶”二字。
(2)变晶结构一般按照下列原则进行:
矿物颗粒均匀的岩石:矿物粒度+(变晶自形程度)+变晶形态+“变晶结构”。例如:细粒鳞片变晶结构、细粒他形粒状变晶结构。
如果岩石中既有粒状矿物，又有片状矿物，则按照多者在后，少者在前的原则参加命名。矿物颗粒大小悬殊(有变斑晶)的岩石:变基质结构+“的斑状变晶结构”。如:基质具细粒鳞片变晶结构的斑状变晶结构。
矿物的相互关系、某些岩石中矿物的自形程度属于局部性的结构，应在描述该矿物的特征时来描述。
3.其他特征
有关退化变质、叠加变质等现象。
4.岩石的详细定名
5.成因分析
(1)根据重结晶程度、矿物共生组合、特征变质矿物等分析变质相条件。
(2)根据可能存在的变余结构构造特征、矿物共生组合的化学类型、特征变质矿物的化学成分来判断可能的原岩类型。
6.岩石素描图
素描图共有两种，一种是局部素描，重点表示矿物之间的关系，或足够特殊的特征;另一种是显微镜下岩石素描图。绘图时应注意选择有意义和有代表性的局部视域;应显示出矿物的基本而明显的镜下特征，如突起、晶形、解理、双晶等，并注明矿物代号;矿物之间的接触关系;矿物的含量比例;单偏光和正交偏光的选择。在素描图下应说明岩石名称、图中反映的问题、偏光情况、视域直径、产地(资料来源)等。
六、鉴定变质岩应注意的问题
变质岩是不同原岩经各种变质作用后形成的产物。同一原岩经受不同的变质作用可形成不同的变质岩;同时，在相同的变质条件下，由于原岩不同也可形成不同的变质岩。这些都对变质岩的准确定名带来困难。尽管如此，在变质岩鉴定中，还是有一些准则可以遵循的，只要掌握其变化规律，对变质岩的鉴定是很有帮助的。
(1)首先应该掌握各大类变质岩的主要特征(包括矿物成分、含量、结构、构造和定名原则)，这是鉴定变质岩的基础。
(2)在变质岩命名时，首先应该鉴定岩石中主要矿物成分。对大多数变质岩来说，主要矿物不外乎石英、长石、云母、角闪石、辉石、碳酸盐矿物等。确定了岩石的主要矿物成分和含量，也就等于确定了变质岩的基本名称(即岩石大类)。
(3)遇到不认识的特征变质矿物时，可利用矿物共生组合的规律，判断可能出现哪些变质矿物，尽量缩小要鉴定矿物的范围。如原岩为富铝系列变质岩时其特征变质矿物可能有红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、石榴子石、堇青石、硬绿泥石等。然后，根据岩石的变质程度和矿物共生组合规律，再进一步鉴别。如低级变质岩石中可能有硬绿泥石、石榴子石;中级变质岩石中低压条件下可能有红柱石、堇青石;中压条件下应有蓝晶石、十字石和石榴子石等矿物;高级变质岩石中可能有矽线石、堇青石、石榴子石和紫苏辉石等。
(4)岩石的定名原则:变质岩石定名原则主要是:次要(特征变质)矿物+主要矿物+基本名称。而对于有些特殊的定名原则，如麻粒岩中暗色和浅色麻粒岩的含义和区别，应与其他岩石的定名原则区分开来。
(5)除了准确鉴定和命名变质岩以外，在显微镜下还应注意矿物之间的关系。矿物之间平衡和不平衡关系对划分变质作用期次，确定平衡矿物共生组合具有非常重要的意义。
总之，鉴定变质岩，必须多观察，多实践，多思考，不断总结其主要鉴定特征。
【编写实验报告】
按照变质岩鉴定描述方法及要求来鉴定描述以下岩石的标本及薄片:
1.手标本:千枚状板岩、千枚岩、角闪片岩、十字石榴云母片岩、蓝晶石片岩、蓝闪石片岩、白云母片岩、绿片岩、角闪斜长片麻岩、暗色麻粒岩、变粒岩、榴辉岩、次生石英岩、斜长角闪岩、条带状混合岩、条痕状混合岩、眼球状混合岩、混合岩化花岗岩、混合岩。
2.薄片:千枚状板岩、蓝晶石片岩、蓝闪石片岩、白云母片岩、角闪片岩、十字石榴云母片岩、暗色麻粒岩、变粒岩、榴辉岩、斜长角闪岩、眼球状混合岩、混合岩。
每次实习选2～3块标本系统观察描述手标本及薄片特征并编写实验报告。
一、地质实习报告
(一)地质实习报告编写要求
在野外填图工作结束以后，就转入室内整理阶段。
首先要整理野外的所有原始资料，完成野外实际材料图;审阅野外记录本;清理和核对标本;对化石标本详细研究，准确确定地层的时代;整理各项鉴定、化验成果等。其次要清绘地质图，对图面进行整饰，出露不好的推测地段用虚线表示。图面上的界线、符号、数据都要清绘得整洁、美观、匀称。画好图廓，写好图名、图例、比例尺等。
最终成果整理的一项重要工作就是编写报告。编写实习报告是对实习期间所观察到的各种地质现象进行分析、归纳、综合，并以简练流畅的文字表达出来的过程，是系统化地认识实习内容的过程，也是进行地质思维训练、熟悉地质研究成果及科研报告编写程序的过程。实习报告内容要真实、丰富，图文并茂，有理有据。因此衡量地质报告质量的标准就是地质报告的完整性、报告中资料的真实性、精确性以及报告组织的合理性和流畅性等。具体要求如下:
(1)每位同学编写一份，归纳、分析观察到的地质现象，综合成文;
(2)资料应主要来自野外观察，内容符合实际情况。可参考教师讲课及实习指导书上的内容;
(3)使用地质术语，重点突出，有理有据，概念正确，条理清楚，文字通顺，字迹工整。
(4)文字叙述与图件相配合。图件要求:内容正确，结构合理，整洁美观，要素齐全。
(5)字数要求在5000～10000字之间。报告要有封面、目录和章节。
(二)地质实习报告内容
地质报告的主要章节有:前言;地层;岩石;构造;矿产;区域地质发展史;结束语。根据工作任务和工作手段可增加一些专门性的章节，如水文地质、地震地质等。各章节的一般内容简述如下:
1.前言
实习区的地理位置和行政区划，图幅编号、名称、范围和总面积;自然地理特征，山川形势，地形的特征，山岭及河谷的绝对标高和相对标高，露头情况，植被覆盖程度，气候特征等。
实习区的经济和交通概况，工业、农业的发展情况，人口密度，资源开发及交通路线等。
实习区所处大地构造位置，地质构造的最主要特征，以往地质研究的历史及研究程度简述及评价。
本次实习的性质、目的、任务，主要解决哪些地质问题，实习的组织情况，实习时间的安排，实习中主要采用的方法、手段，最终提交的成果等。
最好附有“测区交通位置图”、“地质研究程度图”和“大地构造位置图”等。
2.地层
概述实习区地层发育情况，所有地层时代，主要岩性特征，古生物化石的概貌等，然后应该根据地层时代的新老关系，由老至新详细叙述地层各组、段的分布特征，出露情况，岩性特征，所含化石的种属、时代划分及其依据、接触关系、厚度等。
这一部分的内容主要根据实测剖面及实测填图时的野外记录综合叙述，并附上实测或路线地质剖面图、素描图等。
3.岩石
叙述实习区出现的岩石类型，详细描述其特征和分布规律。可按照岩浆岩、沉积岩、变质岩的顺序分别叙述，说明各类岩石的成分、结构、构造、产状、成因、地质时代等。
对于岩浆岩的叙述首先应该进行分类，按照基性、中性、酸性，或者按照侵入岩、喷发岩，或按岩体的大小进行分类命名。综述区内的岩浆岩发育的特征之后，应该逐一描述该区出露的各个岩体的特征，包括岩体出露的位置、规模，所处的构造部位，岩体的形状，与围岩接触关系及产状特征，岩体内的分相情况，岩石类型及名称，岩体内外接触带的蚀变特征等。然后要叙述岩石的物质组成，包括岩石的矿物成分和化学成分、岩石的结构构造特征，岩石所经受变化及改造等。说明岩石类型、形成时代，与围岩的关系、含矿性等。
沉积岩主要按照物质来源分为外源沉积岩和内源沉积岩。外源沉积岩主要包括陆源碎屑岩和火山碎屑岩，以前者为主;内源沉积岩在实习区主要是碳酸盐岩。分别就各类岩石的岩性特征及其产状、成因、形成过程等进行分析、描述。
变质岩在实习区出露较少，可简单描述。
岩石学的研究除在野外详细收集第一手资料外，还需进行镜下鉴定及各种化学分析测试工作。通过这些资料的深入研究，寻找其内在的规律性。
4.构造
首先概述实习区构造的总体面貌及所处大地构造位置，然后分别描述具体的构造单元。
对于褶皱的描述要根据所收集的资料，先叙述褶皱构造的位置、范围、规模，后叙述组成褶皱的地层，包括褶曲核部的地层时代、岩性，褶曲翼部的地层时代、岩性、层序等。进一步应该详细地描述褶皱的形态，如褶皱轴的方向、褶皱轴面和枢纽的产状，将褶皱进行形态分类，讨论褶皱形成时期，褶皱的形成机制等。
对于断裂构造要侧重区域性断裂的描述。如断层的位置、规模(一般用断层所经过的两个或几个地名来命名);断层面的走向、倾向和倾角;断层两盘的地层时代、岩性以及构造变动。断层的构造现象，如构造角砾、片理化、断层泥、透镜体、拖曳褶皱、伴生节理、地层的牵引现象;断层面的形态变化、断面上的擦痕及其产状。推测断层形成及发展演化的历史，断层产生的力学机制等。
构造分析，要将褶皱、断裂作为一个统一的整体，根据不同时期分析它们的形变特征，推断地壳活动的规律性。更重要的是论述构造与矿产、工程地质、水文地质及地震地质的关系。
构造形态特征和空间关系往往用图能够更明确和直观地表达，因此要尽量用各种图件帮助叙述，如各种比例尺的剖面图、素描图、照片、录像等。
5.区域地质发展史
根据地层、岩石、构造等综合分析，反映出当时古地理、古气候、古生物，以及沉积演化、构造演化、岩浆活动、地壳运动等地质变迁过程，恢复实习区地质发展历史。简明扼要地、由老到新地按地质时代连续陈述各地质时期所发生的各种地质事件。本区太古界以后地史时期中地层缺失O2、O3、S、D、C1、T1、T2、T3、K及R。出现4次角度不整合(不考虑孙家梁组与第四系之间的角度不整合)，3个平行不整合，1个沉积不整合接触关系。这些是重要的讨论线索。可按这些基本地质事实恢复该区的地质发展史，进而了解华北地区的地质演化史。
6.矿产
从最主要矿产开始，说明矿产所在位置、矿种、矿床类型、规模，各种化验分析数据，矿物组合，地球化学特征，各种工程揭露的实际资料，各种经济指标，找矿标志及矿床成因等。目的是为进一步找矿勘探提供依据。
分别叙述金属矿产(如铁、铜、铅、锌等)和非金属矿产，尤其是煤和石油等。根据区内地质特征的综合分析，提出找矿远景和找矿方向。
地质报告中除以上必不可少的章节外，还可有些专门性章节内容，如“地貌－第四纪地质”、“水文地质”、“地震地质”等，但要经过专门性工作之后，才能单独列章节。
7.结束语
结束语是对整个地质测量工作的结论和评价，要明确而简练。概括性地肯定工作的主要成果，新的发现，新的认识等;简明叙述工作中存在的问题和不足，有哪些问题需待解决;对进一步的工作提出建议。
结语要实事求是，对工作要正确评价，认真负责。地质测量工作的质量反映在全部工作的成果中，而不在于结论写得冠冕堂皇。也不必过于谦虚，埋没成绩。对于存在的问题和今后工作的建议要准确而中肯。
需要指出的是，工作中所使用的地质符号与图例应符合国土资源部门规定的图式图例。本次实习可用实习指导书中所提供的图例和符号。
二、实习成绩评定
实习成绩的评定应综合考虑学生的学习态度，分析实际问题的能力，遵守纪律的情况及所编写实习报告的质量。实习总成绩应包括平时成绩、小测验成绩和实习报告成绩三部分。
平时成绩侧重于学生在野外和室内学习的认真程度，野外记录簿记录的质量，遵守纪律的情况等。
小测验成绩包含野外现场提问，室内讲课提问和室内考核，目的在于检查学生掌握地质基础知识的程度及分析实际问题的能力。
实习报告成绩应考虑资料选用、章节安排、内容取舍、专业术语的应用等是否得当，论述是否有据、合理，图件内容、要素是否齐全，文笔是否通顺等。
实习总成绩采用五级制:优秀、良好、中等、及格、不及格。