構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 第15章 韌性剪切帶

第十五章 韌性剪切帶

剪切帶的概念剪切帶（shearzone）：是平面狀或曲面狀的高剪切應(yīng)變帶，其長(zhǎng)寬比至少大于5:1。剪切帶是巖石圈中廣泛發(fā)育的主要構(gòu)造類型之一，具有不同的尺度，從薄片、手標(biāo)本、野外露頭到造山帶。剪切帶可以形成于脆性、韌性以及脆－韌性過(guò)渡條件下。22023/3/30剪切帶形成的大地構(gòu)造背景洋陸俯沖帶大陸碰撞帶大陸裂谷轉(zhuǎn)換斷層32023/3/30剪切帶的基本類型根據(jù)剪切帶發(fā)育的物理環(huán)境和變形機(jī)制的不同，可將剪切帶分為：脆性剪切帶：發(fā)育在地殼上部，脆性變形的產(chǎn)物；脆－韌性過(guò)渡型剪切帶：包括脆－韌性剪切帶和韌－脆性剪切帶；韌性剪切帶：巖石在塑性狀態(tài)下發(fā)生連續(xù)變形的狹窄高剪切應(yīng)變帶，具有“斷而未破，錯(cuò)而相連”的特點(diǎn)。42023/3/30韌性剪切帶52023/3/30剪切帶的一般特征所有剪切帶都代表一個(gè)狹窄的變形集中帶，或應(yīng)變局限化帶（strainlocalization）。剪切帶中應(yīng)變是不均勻分布的：剪切帶中心應(yīng)變量最大，向兩側(cè)巖石應(yīng)變量則減小。不同性質(zhì)的剪切帶在空間和時(shí)間上有緊密的聯(lián)系，可以相互轉(zhuǎn)換或過(guò)渡。62023/3/30韌性剪切帶的幾何特征韌性剪切帶的幾何學(xué)特征韌性剪切帶的兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)要素：剪切帶的兩盤(pán)（壁）和兩盤(pán)所限制的強(qiáng)塑性變形帶；大多數(shù)韌性剪切帶邊界是近于平行的，沿每個(gè)橫斷面的位移相同；韌性剪切帶的邊界可以沿走向收斂或發(fā)散。82023/3/30韌性剪切帶的幾何類型韌性剪切帶外的巖石未受變形影響不均勻的簡(jiǎn)單剪切不均勻的體積變化不均勻的簡(jiǎn)單剪切和不均勻的體積變化之聯(lián)合

韌性剪切帶外的巖石受到均勻應(yīng)變均勻應(yīng)變與不均勻應(yīng)變的簡(jiǎn)單剪切之聯(lián)合均勻應(yīng)變與不均勻的體積變化之聯(lián)合均勻應(yīng)變、不均勻的簡(jiǎn)單剪切和不均勻的體積變化之聯(lián)合92023/3/30韌性剪切帶內(nèi)的巖石變形糜棱巖（mylonite）糜棱巖這一術(shù)語(yǔ)是Lapworth于1885年提出的，用以描述沿?cái)鄬影l(fā)育的一種細(xì)粒的、具強(qiáng)烈面理化的斷層巖。糜棱巖的四個(gè)基本要素：與原巖相比，粒度顯著減?。痪咴鰪?qiáng)的面理或線理；發(fā)育于狹窄的強(qiáng)應(yīng)變帶內(nèi)；變形巖石中至少有一種主要礦物發(fā)生了明顯的塑性變形。根據(jù)糜棱巖中細(xì)粒化基質(zhì)的含量將糜棱巖系列的巖石劃分為初糜棱巖、糜棱巖和超糜棱巖。112023/3/30初糜棱巖糜棱巖超糜棱巖122023/3/30初糜棱巖（protomylonite）132023/3/30糜棱巖（mylonite）142023/3/30新生面理和線理

韌性剪切帶具有獨(dú)特的S-C組構(gòu)特征和礦物拉伸線理，是其主要鑒定標(biāo)志之一，也是韌性剪切帶中形成的新生面理和線理。

1．S面理（剪切帶內(nèi)面理）：礦物平行于剪切帶中的應(yīng)變橢球體的XY面形成，從邊緣到中心，面理與剪切方向的夾角從大到小。

2．C面理（糜棱面理）：平行于剪切方向的面理。

3．拉伸線理：在韌性剪切帶內(nèi)的面理上，礦物沿最大拉伸方向定向排列，形成礦物拉伸線理。常用L表示。152023/3/30162023/3/30韌性剪切帶的褶皺變形

鞘褶皺褶皺樞紐平行剪切方向，其褶皺軸與拉伸線理平行，剖面上形似劍鞘，常呈扁圓狀或舌狀，屬A型褶皺中的一種特殊類型，是鑒定韌性剪切帶的標(biāo)志之一。三維剖面形態(tài)特征：

1、在YZ剖面上，多呈圓形、眼球形，形似劍鞘。

2、在XZ剖面上，多呈不對(duì)稱褶皺形態(tài)。

3、在XY剖面上，多呈長(zhǎng)條狀、舌狀展布，表面有拉伸線理。XZY172023/3/30變質(zhì)作用和流體作用變形產(chǎn)生的應(yīng)力梯度和化學(xué)濃度梯度為流體及組分運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力。流體和組分的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致變質(zhì)反應(yīng)的發(fā)生，形成新的巖石類型，即構(gòu)造巖，典型代表為糜棱巖。流體對(duì)變形的影響：

1、流體的水解弱化作用與壓溶作用可以極大降低巖石的剪切強(qiáng)度，并促進(jìn)巖石發(fā)生塑性變形；

2、流體可以作為物質(zhì)組分遷移的有效載體，可以提高變質(zhì)反應(yīng)的速率，促進(jìn)新生礦物的成核、生長(zhǎng)和重結(jié)晶；

3、流體的存在可以增加孔隙壓力，降低有效應(yīng)力，從而促進(jìn)剪切帶的不斷成核和擴(kuò)展。182023/3/30韌性剪切帶運(yùn)動(dòng)方向的確定錯(cuò)開(kāi)或偏轉(zhuǎn)的標(biāo)志層202023/3/30面理的樣式212023/3/30S-C面理CS222023/3/30不對(duì)稱的壓力影232023/3/30旋轉(zhuǎn)碎斑242023/3/30云母魚(yú)（micafish）252023/3/30多米諾骨牌（書(shū)斜式構(gòu)造）262023/3/30褶皺272023/3/30曲頸狀構(gòu)造282023/3/30292023/3/30韌性剪切帶的觀察與研究302023/3/30一、確定韌性剪切帶的存在二、觀測(cè)研究韌性剪切帶的變形特征測(cè)量韌性剪切帶的長(zhǎng)度和寬度；測(cè)量韌性剪切帶