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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徐海軍地球科學(xué)學(xué)院

構(gòu)造地質(zhì)學(xué)第15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-韌性過渡條件下。

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洋陸俯沖帶

剪切帶形成的大地構(gòu)造背景

大陸碰撞帶

大陸裂谷

轉(zhuǎn)換斷層

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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)。

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韌性剪切帶

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剪切帶的一般特征1.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)。2.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。3.不同性質(zhì)的剪切帶在空間

和時(shí)間上有緊湊的聯(lián)系，可以相互轉(zhuǎn)換或過渡。

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韌性剪切帶的幾何特征

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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(壁)和兩盤所限制的強(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)橫斷面的位移一致；韌性剪切帶的邊界可以沿走向收斂或發(fā)散。

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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

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韌性剪切帶內(nèi)的巖石變形

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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

斷層發(fā)育的一種細(xì)粒的、具猛烈面理化的斷層巖。糜棱巖的四個(gè)基本要素：1.

與原巖相比，粒度顯著減??；

2.3.4.

具加強(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)?；|(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。

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初糜棱巖糜棱巖超糜棱巖

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初糜棱巖(protomylonite)

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糜棱巖(mylonite)

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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。

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韌性剪切帶的褶皺變形

ZXY

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型褶皺中的一種特別類型，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。

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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