構造地質學 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變帶，其長寬比至少大于5:1。剪切帶是巖石圈中廣泛發(fā)育的主要構造類型之一，具有不同的尺度，從薄片、手標本、野外露頭到造山帶。剪切帶可以形成于脆性、韌性以及脆－韌性過渡條件下。22023/3/30剪切帶形成的大地構造背景洋陸俯沖帶大陸碰撞帶大陸裂谷轉換斷層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，脆性變形的產物；脆－韌性過渡型剪切帶：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變帶，具有“斷而未破，錯而相連”的特點。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狹窄的變形集中帶，或應變局限化帶（strainlocalization）。剪切帶中應變是不均勻分布的：剪切帶中心應變量最大，向兩側巖石應變量則減小。不同性質的剪切帶在空間和時間上有緊密的聯(lián)系，可以相互轉換或過渡。62023/3/30韌性剪切帶的幾何特征韌性剪切帶的幾何學特征韌性剪切帶的兩個基本結構要素：剪切帶的兩盤（壁）和兩盤所限制的強塑性變形帶；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單剪切不均勻的體積變化不均勻的簡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變均勻應變與不均勻應變的簡單剪切之聯(lián)合均勻應變與不均勻的體積變化之聯(lián)合均勻應變、不均勻的簡單剪切和不均勻的體積變化之聯(lián)合92023/3/30韌性剪切帶內的巖石變形糜棱巖（mylonite）糜棱巖這一術語是Lapworth于1885年提出的，用以描述沿斷層發(fā)育的一種細粒的、具強烈面理化的斷層巖。糜棱巖的四個基本要素：與原巖相比，粒度顯著減?。痪咴鰪姷拿胬砘蚓€理；發(fā)育于狹窄的強應變帶內；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)糜棱巖中細粒化基質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

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

1．S面理（剪切帶內面理）：礦物平行于剪切帶中的應變橢球體的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，多呈不對稱褶皺形態(tài)。

3、在XY剖面上，多呈長條狀、舌狀展布，表面有拉伸線理。XZY172023/3/30變質作用和流體作用變形產生的應力梯度和化學濃度梯度為流體及組分運動提供驅動力。流體和組分的運動導致變質反應的發(fā)生，形成新的巖石類型，即構造巖，典型代表為糜棱巖。流體對變形的影響：

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度，并促進巖石發(fā)生塑性變形；

2、流體可以作為物質組分遷移的有效載體，可以提高變質反應的速率，促進新生礦物的成核、生長和重結晶；

3、流體的存在可以增加孔隙壓力，降低有效應力，從而促進剪切帶的不斷成核和擴展。182023/3/30韌性剪切帶運動方向的確定錯開或偏轉的標志層202023/3/30面理的樣式212023/3/30S-C面理CS222023/3/30不對稱的壓力影232023/3/30旋轉碎斑242023/3/30云母魚（micafish）252023/3/30多米諾骨牌（書斜式構造）262023/3/30褶皺272023/3/30曲頸狀構造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、觀測研究韌性剪切帶的變形特征測量韌性剪切帶的長度和寬度；測量韌性剪切帶