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辽东黄花甸地区南辽河群里尔峪组成因研究

岩石学报 2017年第9期33卷 2725-2742页

作者：高铂森董永胜李富强王鹏森甘宜成陈木森田忠华吉林大学地球科学学院长春130061 中国地质科学院地质研究所北京100037

里尔峪组是古元古界南辽河群早期沉积地层,其成因对探讨辽-吉造山/活动带的大地构造属性具有重要意义。论文以辽东黄花甸地区里尔峪组为研究对象,对其进行了详细的野外地质填图和室内岩相学、地球化学以及同位素年代学研究工作。里尔峪... 详细信息

里尔峪组是古元古界南辽河群早期沉积地层,其成因对探讨辽-吉造山/活动带的大地构造属性具有重要意义。论文以辽东黄花甸地区里尔峪组为研究对象,对其进行了详细的野外地质填图和室内岩相学、地球化学以及同位素年代学研究工作。里尔峪组主体岩石类型为含不等量磁铁矿、电气石的黑云母变粒岩类夹斜长角闪岩。变粒岩中锆石阴极发光(CL)图像显示其具有震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄数据具有1936Ma、2082Ma、2178Ma和2574Ma的年龄峰值,主峰与区内古元古代花岗质岩石的形成年龄一致,反映其物源主要来自于古元古代花岗质岩石,少量来自于太古宙克拉通结晶基底。其中1800~2000Ma的锆石年龄极可能是受变质作用改造的结果。斜长角闪岩呈夹层或透镜体状产出于里尔峪组变粒岩中,地球化学特征显示:(1)SiO_2含量为48.83%~51.50%,具有较低TiO_2含量(0.95%~1.33%)、低MgO含量(6.67%~9.49%)特征;(2)Mg#值为48~59,低于原生玄武质岩浆Mg#值,说明原岩岩浆经历了原始岩浆的结晶分异作用;(3)稀土元素总量(ΣREE)值为59.87×10^(-6)~82.83×10^(-6),LREE/HREE值介于3.58~4.88,(La/Yb)_N值为2.33~4.50,稀土元素配分模式具有岛弧火山岩的特征而不同于MORB型火山岩。微量元素Ba、U、Sm相对富集,亏损高场强元素Th、Nb、P、Ta等,Nb、Ta相对亏损,贫Cr、Ni,说明原岩为形成于岛弧环境或活动大陆边缘的高铁拉斑玄武岩。斜长角闪岩中锆石阴极发光图像具有两类特征,第一类具有核边结构,锆石核部主要呈暗色,内部结构比较复杂,部分保留岩浆环带特征;第二类锆石其内部结构比较均一,为典型的变质锆石,并且具有继承性锆石核以及变质增生边。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出两件斜长角闪岩的原岩年龄分别为1995±13Ma、2150±21Ma,大致代表了里尔峪组的形成时代。综上所述,黄花甸地区里尔峪组原岩为形成于岛弧或活动大陆边缘的碎屑岩夹基性火山岩沉积建造,物源主要来自于辽-吉造山/活动带内的古元古代花岗岩和南北两侧的太古宙的变质基底,该套地层在~1.88Ga遭受了变质作用的改造。结合前人对胶-辽-吉古元古代岩石构造变形、变质作用等研究成果,本文研究认为南辽河群所在的胶-辽-吉活动带在~2.2Ga发生了从东部陆块拉张弧后裂解,2.0~2.15Ga发生有洋壳的俯冲,在~1.88Ga发生造山变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。

关键词：里尔峪组南辽河群地质年代学岛弧黄花甸辽东

辽南三家子地区南辽河群里尔峪组变沉积岩中碎屑锆石U-Pb年代学研究

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岩石学报 2017年第9期33卷 2785-2791页

作者：王舫刘建辉刘超辉中国地质科学院地质研究所北京100037

南辽河群里尔峪组主要分布在华北克拉通胶-辽-吉活动带的大石桥-岫岩-凤城-宽甸一带,主要岩性为各类长英质粒状岩石(浅粒岩-变粒岩组合)。通过前人长期深入研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究、变质作用以及构造演化等方面积... 详细信息

南辽河群里尔峪组主要分布在华北克拉通胶-辽-吉活动带的大石桥-岫岩-凤城-宽甸一带,主要岩性为各类长英质粒状岩石(浅粒岩-变粒岩组合)。通过前人长期深入研究,在区域构造、地球化学、同位素年代学研究、变质作用以及构造演化等方面积累了大量资料,取得了一系列重要进展。但是,有关其变质作用特征、沉积时代、源区特征以及辽河群乃至整个胶-辽-吉活动带的大地构造属性和形成的构造演化过程长期以来存在着裂谷开启-闭合模式、弧-陆碰撞模式和陆-陆碰撞模式的争论。本文在辽南地区1∶5万变质岩区专题填图的基础上,选择三家子地区南辽河群里尔峪组的疙瘩状长英质粒状岩石、黑云斜长片麻岩和含黑云母长英质粒状岩石为重点研究对象。通过锆石阴极发光图像特征和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试,综合限定研究区南辽河群里尔峪组变质沉积岩的物质来源和原岩形成时代,进而探讨其形成的构造背景。3件样品中锆石阴极发光图像显示核-边结构,核部具振荡环带,Th/U比值较高(Th/U=0.12~4.95),表明其岩浆来源;U-Pb年代学测试分别得到2140Ma、2170Ma和2150Ma的年龄峰值。综合前期研究成果,锆石U-Pb年代学测试结果在年龄直方图中显示明显的2137Ma的峰值。该组年龄与区域上大量出露的辽吉花岗岩的年龄具有一致性,表明南辽河群里尔峪组的物质来源于辽吉花岗岩,其沉积时限应晚于古元古代。

关键词：锆石U-Pb年龄变沉积岩里尔峪组南辽河群胶-辽-吉构造带

南辽河群早期沉积环境研究 ——以黄花甸地区为例

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南辽河群早期沉积环境研究 ——以黄花...

作者：高铂森吉林大学

学位级别：硕士

辽东黄花甸地区出露有一套古元古代中酸性火山岩和角闪岩相变质基性岩石称为南辽河群里尔峪组,由于缺乏系统的岩相学、年代学和地球化学等研究,严重制约了对其沉积环境和地质意义的探讨。对于以上亟待解决的问题,本文以黄花甸地区南辽... 详细信息

辽东黄花甸地区出露有一套古元古代中酸性火山岩和角闪岩相变质基性岩石称为南辽河群里尔峪组,由于缺乏系统的岩相学、年代学和地球化学等研究,严重制约了对其沉积环境和地质意义的探讨。对于以上亟待解决的问题,本文以黄花甸地区南辽河群里尔峪组代表性岩石斜长角闪岩和变粒岩类为研究对象,通过野外地质勘查,对其进行了系统的岩相学、地球化学以及年代学研究,并结合前人有限的年代学和地球化学测试分析数据,探讨该区里尔峪组巨量变沉积岩系的物源以及与辽吉花岗岩的关系,南辽河群的沉积环境、当时的构造环境、原岩时代、变质时代和地壳演化特征。黄花甸地区斜长角闪岩主体呈层状、似层状或透镜状产出于变粒岩、浅粒岩当中;变粒岩成层产出,可见古元古代花岗岩呈低角度逆冲于其上。岩相学研究表明,黄花甸地区斜长角闪岩主要由角闪石和斜长石组成,含有少量磁铁矿;变粒岩主要是电气石黑云母变粒岩组成。岩石地球化学特征显示斜长角闪岩亏损Nb、Ta和Hf等高场强元素,同时在形成过程中受到地壳物质的混染作用,说明原岩为形成于岛弧环境或活动大陆边缘的高铁拉斑玄武岩;变粒岩类为副变质岩,原岩类型有很大的可能是砂岩。其原岩具有Eu的弱负异常,同时CIA、CIW指数显示里尔峪组变粒岩的原岩有近源沉积的特点。同位素年代学表明,南辽河群里尔峪组LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出两件斜长角闪岩的原岩年龄分别为1995±13Ma、2150±21Ma,变质年龄为1879Ma,大致代表了里尔峪组的形成时代。变粒岩中锆石阴极发光（CL）图像显示其具有震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄数据具有1936Ma、2082Ma、2178Ma和2574Ma的年龄峰值,主峰与区内古元古代花岗质岩石的形成年龄一致,反映其物源主要来自于古元古代花岗质岩石,少量来自于太古宙克拉通结晶基底,该套地层在~1.88Ga遭受了变质作用的改造。结合前人对胶-辽-吉古元古代岩石构造变形、变质作用等研究成果,本文研究认为南辽河群所在的胶-辽-吉活动带在~2.2Ga发生了从东部陆块拉张弧后裂解,2.0~2.15Ga发生有洋壳的俯冲,在~1.88Ga发生造山变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。

关键词：辽东黄花甸南辽河群斜长角闪岩变粒岩地球化学地质年代学

辽东半岛南辽河群锆石U-Pb年代学及其地质意义

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岩石学报 2015年第6期31卷 1589-1605页

作者：李壮陈斌刘经纬张璐杨川北京大学地球与空间科学学院、造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

本文报道了辽东半岛古元古代胶-辽-吉活动带南辽河群中变质火山岩和沉积岩的锆石U-Pb年代学数据。变质流纹岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值（〉0.3）,锆石U-Pb年龄为-2.2Ga,该年龄可代表其原岩形成年龄,在误差范围内... 详细信息

本文报道了辽东半岛古元古代胶-辽-吉活动带南辽河群中变质火山岩和沉积岩的锆石U-Pb年代学数据。变质流纹岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值（〉0.3）,锆石U-Pb年龄为-2.2Ga,该年龄可代表其原岩形成年龄,在误差范围内与古元古代辽吉花岗岩年龄一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底。变质玄武岩的锆石阴极发光强度较弱、弱分带或无分带,同时具较低的Th/U比值（〈0.1）,为典型的变质成因锆石,锆石U-Pb年龄为-1.9Ga,代表其变质时代。变质沉积岩的碎屑锆石年龄主要介于1981-3520Ma之间：峰期年龄为2033Ma和2092Ma的锆石年龄信息暗示辽东半岛至少存在一期2000-2100Ma的岩浆事件,并且该时期的中酸性岩浆岩是南辽河群沉积岩的一个重要物源;峰期年龄为2155Ma、2446Ma、2509Ma、2594Ma、2668Ma、2790Ma、3356Ma、3467Ma和3520Ma的锆石年龄信息,区域上与古元古代辽吉花岗岩、辽河群火山岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为南辽河群沉积岩提供了重要物源。沉积岩中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄为-2.0Ga,可代表其沉积时的最大年龄。所以,辽河群火山-沉积-变质的时限为2.2-1.9Ga,其演化时间约300Myr。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶-辽-吉活动带的形成演化与弧-陆碰撞有关,而不是许多人坚持的裂谷环境。

关键词：辽东半岛南辽河群年代学火山-沉积-变质华北克拉通

辽东半岛东北部宽甸地区南辽河群沉积时限的确定及其构造意义

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岩石学报 2013年第7期29卷 2465-2480页

作者：孟恩刘福来刘平华刘超辉施建荣孔庆波廉涛中国地质科学院地质研究所北京100037 辽宁第七地质大队丹东118003

辽东半岛东北部宽甸地区出露大面积南辽河群变质表壳岩系,本文通过对其中黑云石英片岩、含电气石浅粒岩和花岗质片麻岩进行精确的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及微区痕量元素分析,并结合锆石阴极发光(CL)图像研究来制约其原岩形成时代和变质时... 详细信息

辽东半岛东北部宽甸地区出露大面积南辽河群变质表壳岩系,本文通过对其中黑云石英片岩、含电气石浅粒岩和花岗质片麻岩进行精确的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及微区痕量元素分析,并结合锆石阴极发光(CL)图像研究来制约其原岩形成时代和变质时代,进而探讨胶-辽-吉活动带的大地构造属性。Cl图像显示锆石可以分为三类,第一类无核边结构,呈灰黑色均质特征;第二类发育核边结构,核部不发育或具弱生长环带,第三类锆石整体或者核部发育明显生长环带或具条痕状吸收特点,而后两类多数发育灰色均质边,与第一类特征一致。微区痕量元素分析结果显示,灰色均质锆石或边部具有高U(731.2×10-6～1383×10-6)、低Th(51.09～85.15×10-6)和Th/U(0.06～0.07)等特征,为变质成因;第二类锆石核部具有较高Th(97.68～219.7×10-6)和Th/U(0.21～0.27),为岩浆成因;第三类具有高Th(249.6×10-6～469.4×10-6)和Th/U(0.60～0.74),为岩浆成因。定年结果显示,所有测点均位于谐和线上或附近,三类锆石207Pb/206Pb年龄分别介于1878～1903Ma,2011～2043Ma和2082～3285Ma,前两者峰期年龄分别为1885Ma和2035Ma,表明该区南辽河群的原岩形成于～2035Ma之后,而峰期变质作用应发生在～1885Ma,其沉积作用应发生于2035～1885Ma之间;第三类锆石年龄区域上与古元古代辽吉花岗岩、火山岩及古老结晶基底年龄相吻合,暗示它们为南辽河群提供重要物源。结合前人有关辽吉花岗岩及区域构造变形、变质作用等资料,本文研究认为辽东半岛东北部宽甸地区南辽河群应形成于伸展的构造环境。

关键词：宽甸南辽河群锆石U-Pb年代学沉积时限构造背景

南辽河群斜长角闪岩的地球化学特征及地质意义:以三家子地区为例

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世界地质 2017年第1期36卷 82-92页

作者：李富强董永胜王鹏森高铂森甘宜成吉林大学地球科学学院长春130061

基于详细的野外地质调查,对南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩进行了岩相学和地球化学研究。岩相学研究表明,南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩属于正变质岩。地球化学研究显示,这些斜长角闪岩原岩属于高铁拉斑玄武岩系列(Nb/Y=0.16~0.4),Si... 详细信息

基于详细的野外地质调查,对南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩进行了岩相学和地球化学研究。岩相学研究表明,南辽河群下部里尔峪组斜长角闪岩属于正变质岩。地球化学研究显示,这些斜长角闪岩原岩属于高铁拉斑玄武岩系列(Nb/Y=0.16~0.4),SiO_2含量为47.27%~50.68%,具有较低的TiO_2含量(0.92%~1.61%),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf等),表明其原岩形成于岛弧或活动大陆边缘,而非前人所说的大陆裂谷。综合岩相学和地球化学特征,初步认为其岩石成因与活动大陆边缘有关。

关键词：南辽河群斜长角闪岩地球化学高铁拉斑玄武岩岛弧环境活动大陆边缘

辽东青城子地区南辽河群盖县岩组地球化学特征及地质意义

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辽东青城子地区南辽河群盖县岩组地球化学特征及地质意义

作者：张世怡河南理工大学

学位级别：硕士

辽东青城子地区位于华北地台东部,是我国前寒武纪研究的经典地区之一。南辽河群是区域内重要的一套复杂的古元古代变质岩系,盖县岩组是该群最上部的一个重要岩组,研究程度较低,严重制约了对该区域的的成因及构造意义的认识。本次研究以... 详细信息

辽东青城子地区位于华北地台东部,是我国前寒武纪研究的经典地区之一。南辽河群是区域内重要的一套复杂的古元古代变质岩系,盖县岩组是该群最上部的一个重要岩组,研究程度较低,严重制约了对该区域的的成因及构造意义的认识。本次研究以盖县岩组内最主要的岩性矽线石二云母片岩、含石榴石黑云母钾长变粒岩为研究对象,通过野外实地调查,对其进行了系统的岩相学、地球化学、锆石年代学研究,并结合前人有限的年代学和地球化学测试分析数据,探讨了青城子地区盖县岩组的原岩形成时代、变质时代和构造背景。主要取得以下成果:(1)盖县岩组的主要岩性矽线石二云母片岩富SiO(68.89%～64.14%)、AlO(19.65%～21.24%)和KO(3.88%～4.15%),贫铁、镁、钙、钠等;含石榴石黑云母钾长变粒岩富SiO(70.15%～82.01%)、KO(3.95%～5.69%),贫铝、铁、镁、钙、钠。二者都显示轻稀土相对富集,重稀土相对亏损特征。矽线石二云母片岩ΣREE含量为248.12～335.32×10,δEu在0.43～0.64之间,具有明显负异常,δCe在0.87～0.97之间,平均为0.92,显示微弱的负异常;含石榴石黑云母钾长变粒岩ΣREE含量为61.84～168.09×10,δEu在0.71～1.68之间,变化较大,平均为1.06,表现为正常,δCe在0.78～0.90之间,平均为0.84,显示微弱的负异常。微量元素亏损Ta、Nb、Ti(TNT异常)。(2)获得了矽线石二云母片岩的锆石U-Pb同位素年龄1909±4.8Ma,代表矽线石二云母片岩的变质年龄。含石榴石黑云母钾长变粒岩的锆石U-Pb同位素年龄2043±22Ma,代表了含石榴石黑云母钾长变粒岩的形成年龄。(3)青城子地区盖县岩组沉积作用发生在2056～1920Ma之间,火山物质为沉积岩提供了大量的物源,随后在1920～1901Ma弧-陆碰撞中发生强烈的变质-变形作用。沉积-变质作用的时限为2056～1901Ma,其演化时间约为155Ma。(4)盖县岩组形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造环境,胶-辽-吉造山活动带的形成演化可能与弧-陆碰撞有关。

关键词：辽东青城子地区南辽河群盖县岩组地球化学同位素年代学

辽东三家子地区南辽河群斜长角闪岩的成因及地质意义

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辽东三家子地区南辽河群斜长角闪岩的成因及地质意义

作者：李富强吉林大学

学位级别：硕士

辽东三家子地区出露有一套古元古代角闪岩相变质基性岩石,由于缺乏系统的岩相学、矿物学及变质作用、地球化学以及年代学等研究,严重制约了对其成因和构造意义的探讨。针对这些亟待解决的问题,本文以三家子地区南辽河群斜长角闪岩为研... 详细信息

辽东三家子地区出露有一套古元古代角闪岩相变质基性岩石,由于缺乏系统的岩相学、矿物学及变质作用、地球化学以及年代学等研究,严重制约了对其成因和构造意义的探讨。针对这些亟待解决的问题,本文以三家子地区南辽河群斜长角闪岩为研究对象,在野外地质调查的基础上,对其进行了系统的岩相学、矿物学及变质作用、地球化学以及年代学研究,并结合前人有限的年代学和地球化学测试分析数据,探讨三家子地区南辽河群斜长角闪岩的成因,为南辽河群的沉积环境和当时的地壳演化提供有价值的资料。三家子地区斜长角闪岩出露于南辽河群的北段,主体呈层状、似层状或透镜状产出于变粒岩、浅粒岩和古元古代花岗岩中,岩石类型主要包括:斜长角闪岩和透辉斜长角闪岩。岩相学及变质作用研究表明,三家子地区斜长角闪岩主要由角闪石和斜长石组成,部分含有透辉石。根据岩石地球化学特征表明,三家子地区斜长角闪岩亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,其原岩属于拉斑玄武岩系列,来自于大陆岩石圈地幔,在形成过程中受到地壳物质的混染作用,表明其原岩的形成与岛弧或活动大陆边缘有关。矿物化学研究表明,三家子地区南辽河群斜长角闪岩总体上经历了高角闪岩相的区域变质作用类型,温压范围为:T=646-755℃,P=0.47-0.71Gpa。同位素年代学表明,南辽河群里尔峪组斜长角闪岩原岩年龄为2150Ma,变质年龄为1850Ma。结合该组变粒岩碎屑锆石年龄资料,说明南辽河群地层沉积开始于2150Ma左右,并在1850Ma左右发生变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。

关键词：辽东三家子地区南辽河群斜长角闪岩地球化学同位素年代学

辽东草河口—鸡冠山地区角闪质岩石变质与变形分析

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辽东草河口—鸡冠山地区角闪质岩石变质与变形分析

作者：王凯中国地质大学(北京)

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辽东地区南辽河群草河口—鸡冠山廊带中的斜长角闪岩主要以层状、似层状、透镜状的形式赋存于古元古代变质沉积岩系和古元古代花岗质岩石中,是透辉斜长角闪岩退变质的产物,并经历了两期角闪岩相的退变质作用。不同变形表现的斜长角闪岩... 详细信息

辽东地区南辽河群草河口—鸡冠山廊带中的斜长角闪岩主要以层状、似层状、透镜状的形式赋存于古元古代变质沉积岩系和古元古代花岗质岩石中,是透辉斜长角闪岩退变质的产物,并经历了两期角闪岩相的退变质作用。不同变形表现的斜长角闪岩按其叶理发育程度可将其分为四类(块状、弱片麻状、中等片麻状和强片麻状),受温压条件变化的影响,其显微构造特点、组构学特征以及主要变形机制表现各异:块状斜长角闪岩原岩(P=0.39Gpa,T=640℃)为收缩造山前的产物,表现为微弱或无变形;弱片麻状斜长角闪岩(P=0.52Gpa,T=753℃)中的角闪石受单向应力作用下的重结晶生长控制,并发育(100)晶面的结晶学优选定向;中等片麻状斜长角闪岩(P=0.61Gpa,T=771℃)中的角闪石晶内塑性变形普遍存在,位错滑移为其主要变形机制,组构分析显示(100)晶面以及[001]晶轴的结晶学优选;强片麻状斜长角闪岩(P=0.77GPa,T=686℃)中长柱状角闪石亚颗粒以及双晶普遍存在,且亚颗粒的长轴和双晶面的方向与叶理保持一致,组构分析显示(100)面和[001]轴的强定向,角闪石受亚颗粒旋转动态重结晶、双晶作用及双晶成核为主的多种变形机制控制。变形过程中较大的压力变化(△P=0.38Gpa)可能与收缩造山作用下的构造增厚有关。年代学研究表明,斜长角闪岩成岩年龄约为2150Ma,经历了1893Ma角闪岩相退变质作用和1852Ma的区域性混合岩化作用(第二期角闪岩相退变质),并受到1850Ma～1900Ma剪切变形的改造,形成了研究区现今不同变质/变形特点的斜长角闪岩。角闪质岩石中,角闪石常被认为是以被动变形的“弱”相存在,但在一定条件下,也可以转变为主动变形的“强”相。这种“强”“弱”相支撑关系的转变实际上是同种矿物组分相对集中的过程,此“转变”过程在中下地壳流变中普遍存在,这种情况下的变形不仅仅造成了深部地壳岩石物理化学性质的不均一性,同时也体现了中下地壳岩石成分的不均一性以及流变学性质的差异性。

关键词：南辽河群角闪质岩石变形温压变形机制中下地壳流变