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构造地质学14韧性剪切带

褶皱变形
3. 鞘褶皱:垂直Y轴剖面上的褶皱倒向指示剪切方向
4. S-C面理 S型面理和C面理所交锐夹角指示邻侧剪切带的剪 切方向。随着剪应变加大,剪切带内面理(S)逐 渐接近以致平行于糜棱岩面理
5. “云母鱼”构造 多发育于原岩是石英云母片岩的糜棱岩中,在先
存云母碎片的(001)解理,处于不易滑动的情况下, 在与(001)解理斜交的方向上形成与剪切方向相反的 微型犁式正断层,上、下云母碎块发生滑移、分离 和旋转,形成不对称的“云母鱼”构造。
第14章
韧性剪切带
本章主要内容 一、剪切带与韧性剪切带的概念 二、韧性剪切带的特点 三、韧性剪切带内的岩石变质与变形 四、韧性剪切带运动方向的判别标志 五、韧性剪切带的观察研究
一、剪切带与韧性剪切带的概念
剪切带:由近平行的边界所限制的线状强烈剪应变带。 一般长宽比至少大于5 : 1。它们有四种基本类型: 1.脆性剪切带或断层(1)
称,外形与旋转碎斑系类似
8. “多米诺骨牌”构造 较强硬的碎斑(如长石)破 裂并旋转,每个碎片向剪 切方向倾斜,形成类似多 米诺骨牌,其裂面与剪切 带的锐夹角指示剪切方向
书斜构造
9. 曲颈状构造 碎斑或矿物集合体、侵入岩中的捕虏体等在递进剪
切作用下,一侧被拉长或拉断,形成曲颈瓶状,曲颈 弯曲方向指示剪切方向。
具有明显的破裂或不连续面,所有剪切都集中在断层面上;发 育断层角砾岩、碎裂岩等断层伴生构造;几何上可以区分正断 层、逆断层和平移断层;是在地壳上部较浅部位形成的断层。
2、脆-韧性剪切带 有明显的破裂或不连续面;剪切带两侧的有限范围内 出现韧性牵引现象。也是在地壳上部较浅部位形成的 断层。
3.韧-脆性剪切带(韧-脆性过渡剪切带) 没有明显不连续面;在剪切带内部出现雁行状张裂隙, 递进变形的结果可成S形,主体是韧性的;发育于比较低 级的变质岩带中,特别是在厚层的石英岩中。内蒙保康 伊胡赛金矿剪切带中的雁行状张裂系被含金石英脉充填。
第十三章韧性剪切带-文档资料

糜棱岩和糜棱岩化岩石 (Mylonite and Mylonitic rocks)
原因:变形强度 变形温度
如果糜棱岩形成后再经历热事件发生静态重结晶, 原来的塑性变形特征被抹掉,动态重结晶产生的细 粒化现象因颗粒再次增大而消失,这种糜棱岩称为 变余糜棱岩,该糜棱岩具有糜棱岩的宏观特征,如 透入性面理线理和不对称构造,微观(显微镜)已 不具有塑性变形特征。
九、曲颈状构造:相对于宏观不对称碎斑系
十、不对称压力影构造: 剪切过程中,刚性矿物周围主压应变方向矿物发生压溶,并 在刚性矿物形成的应力屏蔽区发生沉淀形成的不对称构造 多见于石榴石和黄铁矿等刚性矿物
2 1
2 1
十一、多米诺 构造:剪切过 程中,刚性岩 石或矿物沿一 组近平行面破 裂,并发生掀 斜旋转形成的 构造
3.脆韧性剪切带:地壳中浅部形成的变形性质由脆性向韧性转 换的过渡性剪切带。为既有脆性剪切带的脆性变形不连续面, 又有连续的韧性变形。脆韧性剪切带主要型式有两种类型: ①似断层牵引现象的脆韧性剪切带(b),韧性变形岩石内部发 育不连续面,沿不连续面产生摩擦滑动,其两侧一定范围内的 岩层或其他标志体发生一定程度的塑性变形。 ②雁列脉形式的韧脆性剪带(c),剪切带由雁列张裂隙表观出 来,雁列张裂隙反映岩石的脆性变形,而张裂隙之间的岩石一 般受到一定程度的塑性变形。
核幔构造:重结晶作用下形成的由变形母晶残斑核和围绕 残斑的重结晶细粒幔形成的一种构造。
糜棱岩的分类:
糜棱岩的组成可分为: (1)重结晶产生的新的细粒化的颗粒形成的基质 (2)未重结晶的原矿物残余(母晶残斑),如核 幔构造的核。 根据母晶残余量,糜棱岩进一步分为: 1)初糜棱岩(残斑含量:50-90%) 又可称为糜棱岩化岩石; 2)糜棱岩(50-10%); 3)超糜棱岩(0-10%)。
韧性剪切带

韧性剪切带韧性剪切带又称韧性断层,是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭长高应变带。
韧性剪切带是地壳中深-深层次的主要构造类型之一。
以下为分类介绍:韧性剪切带的基本特征剪切带的基本类型和特征韧性剪切带又称韧性断层,是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭长高应变带(图A)。
韧性剪切带是地壳内中深-深层次的主要构造类型之一。
韧性剪切带内变形和两盘的位移由岩石塑性流变来完成。
剪切带与围岩之间无明显的界线,但两侧岩石发生了相对位移(图B-D)。
当围岩中的标志层通过剪切带,常会发生方向的变化及厚度的改变(图C),剪切带中的矿物组分及粒度也发生一定程度的变化,形成一系列的构造和岩石学特征。
脆性剪切带(即断层,图B-A)一般仅发育在地壳的浅层次。
脆性剪切带的特点是具有清楚的不连续面(断层面),两盘位移明显,变形集中在断面上,两盘岩石几无变形。
脆-韧性剪切带不连续面两侧一定范围内的岩层发生一定程度的塑性变形。
与断层的牵引作用类似(图B-B)。
韧-脆性剪切带表现为剪切派生的张应力形成的雁裂脉,反映岩石脆性破裂特征。
张裂隙之间的岩石一般受到一定程度的塑性变形(图B-C)。
韧性剪切带的几何特征韧性剪切带的几何特征韧性剪切带几何学包括剪切带边界条件和几何性质。
几何学上最简单的剪切带的边界条件是:①具有相互平行的剪切带边界;②沿每个横断面的位移相同。
这意味着岩石有限应变方向和性质在横过剪切带的任意剖面上是一致的。
根据剪切带的边界条件和位移情况,韧性剪切带可分为下列几种几何类型:(一)剪切带外的岩石未受变形1、不均匀的简单剪切(图A)2、不均匀的体积变化(图B)3、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合(图C)(二)剪切带外的岩石受到均匀应变1、均匀应变与不均匀的简单剪切之联合(图D);2、均匀应变与不均匀的体积变化之联合(图E);3、均匀应变、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合(图F)。
<回到顶部>韧性剪切带的构造特征韧性剪切带的构造特征简单剪切带的基本几何关系剪切带的变形是非均匀简单剪切。
韧性剪切带

逆冲型韧性剪切带
平移型韧性剪切带
伸展 型韧 性剪 切带
韧性剪切带分类
—b按照板块作用阶段分类 1、洋内型韧性剪切带—形成于洋盆消减过程中
的洋内俯冲阶段,表现为大洋蛇绿岩套中的逆冲迭 覆,高温流变。
2、俯冲型韧性剪切带—形成于大洋板块向大陆
板块俯冲过程中,规模巨大。
3、仰冲型韧性剪切带—大洋板块叠覆于大陆板
定向构造 (条带状、 眼球状构造)
定向构造 (眼球状、 片麻状构造)
糜棱岩
>50—90
超糜棱岩
> 90——100
定向构造 (流动构造)
千糜岩
千枚状构造
玻状岩 (假玄武玻璃)
条痕状 或条纹状构造
谢谢!
岩石类型
糜棱岩化岩石
基质含量
<10
结构
糜棱岩化结构,残留原岩结构,糜 棱岩化碎细物质岩碎班透镜体之间 分布
构造
定向构造
原岩 类型
各 种 火 成 岩 、 沉 积 岩 和 变 质 岩
初糜棱岩
10—20
糜棱结构,残留原岩结构,碎班不 同程度圆化,常孤立地分布在由碎 细物质组成的条纹或条带中
糜棱结构,残留原岩结构,碎班圆 化程度增高,呈眼球状、透镜状, 矿物的各种变形结构发育,碎细基 质常形成不同颜色、粒度和矿物成 分的条纹、条带或透镜条带,显示 特征的流动构造 超糜棱结构,无或很少碎班,碎细 物质粒度多小于0.02mm,呈霏细 状,具不同颜色和成分的条纹或条 带,显示强烈流动构造 显微鳞片粒状变晶结构,千糜结构, 新生成较多的绢云母、绿泥石、透 闪石、阳起石、绿帘石等含水矿物, 碎细的粒状矿物常聚集成条带或透 镜分布 玻璃结构或部分脱玻化结构,深褐 色玻璃或隐晶质
块之上的仰冲阶段
构造地质学-韧性剪切带

云开大山内变斑晶
长石旋转残斑(安徽肥东)
7. 不对称压力影 尾端指运动方向
8. 书斜构造(多米诺骨牌) 先存面理垂直剪切带或平行剪切带时,
判别方法相反 9. 曲颈状构造
矿物碎斑、集合体、捕虏体的一侧拉长, 尖端指向运动方向
书斜构造(安徽桐城)
第十五章 韧性剪切带
第一节 剪切带的基本特征
剪切带 ——岩石在剪切作用下发生的狭长高变形带, 可分为:
1. 脆性剪切带(断层或断裂带) (1)地壳上部低温、静压条件下的产物 (2)具有一个或多个清晰的不连续面,两盘有明显位移 (3)变形集中在不连续面上,两侧岩石几乎未变形 (4)发育有碎裂岩系的断层岩
千糜岩、变余糜棱岩、构造片岩、构造片麻岩
初 糜 棱 岩
初糜棱岩
超糜棱岩
第三节 剪切带运动学方向的确定
1. 错开的岩脉或标志层 先期(存)的标志层被位移、错开,或拖拉呈 “S”形弯曲
2. 不对称褶皱 平行层面的剪切作用,导致岩层弯曲旋转, 形成不对称褶皱, 小轴面与岩层面的锐夹角指向对盘动向
3. 鞘褶皱 平行与拉伸方向的(A型) 褶皱,指向剪不对称小褶皱(安徽肥东)
大别造山带内不对称小褶皱(随州)
晓天-磨子谭断裂带鞘褶皱
郯庐断裂带内鞘褶皱
4. S-C面理(两种面理组合) S面理: 剪切带内的面理,平行带内应变椭球体的 XY 面,呈S 型展布 C面理: 糜棱岩面理,平行剪切带边界相间排列 的小型剪切带
韧性剪切带(安徽桐城)
平面可见:两期左旋平移 两种叠加方式
第二节 糜棱岩
1. 糜棱岩的基本特征 (1)与原岩相比粒度明显减小 (2)具有增强的面理和线理 (3)发育于狭窄的强应变带内 (4)表现出塑性变形、动态恢复、动态重结晶的特点
地质构造学课件 第十三章 韧性剪切带

糜棱岩的分类:
糜棱岩的组成可分为: (1)重结晶产生的新的细粒化的颗粒形成的基质; (2)未重结晶的原矿物残余(母晶残斑),如核幔构造的核。
根据母晶残余量,糜棱岩进一步分为: 1)初糜棱岩(残斑含量:50-90%),又可称为糜棱岩化岩石; 2)糜棱岩(50-10%); 3)超糜棱岩(0-10%)。
(二)剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切带 (1)均匀应变与不均匀的简单剪切之联合(D); (2)均匀应变与不均匀的体积变化之联合(E); (3)均匀应变、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之 联合(F)。
简单剪切
一般剪切
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
X
α'
γ =tgψ;d =γz
tg2θ’= 2/γ
ctgα’= ctgα+γ
三、统一运动指向的不对称构造:两盘相对运动发生剪切, 剪切带内发生旋转变形形成具有指示运动方向的不对称构造。
四、与两盘相比具有明显强烈的应变,但不出现构造不连续 面,如有横过剪切带的标志层,其为连续变形体而不破裂。 如果韧性变形叠加了明显的同期不连续面,则是韧脆性断层。
五、出现A型褶皱和鞘褶皱
3.矿物发生塑性变形,特别是矿物的动态重结晶作用。手标 本上表现为石英被塑性拉长形成石英条带,长石等因旋转形 成不对称碎斑系。
显微镜下表现为矿物的定向拉长、定向生长,和刚性矿物 的旋转变形。动态重结晶作用明显,常见的是石英完全重 结晶,而长石形成核幔构造。
核幔构造:重结晶作用下形成的由变形母晶残斑核和围绕 残斑的重结晶细粒幔形成的一种构造。
§2 韧性剪切带的简单几何关系
韧性剪切带的两个基本构造要素:两盘和两盘限定的强韧性 变形带。根据两盘和变形带的应变特征可将韧性剪切带分为 两类六种几何类型
断裂构造之韧性剪切带

CATACLASITE (BRITTLE)
(Bruhn, 2001)
MYLONITE (DUCTILE)
2)鞘褶皱 2)鞘褶皱Sheath folds
鞘褶皱:褶皱枢纽平行剪切方向, 鞘褶皱:褶皱枢纽平行剪切方向,属A型褶皱。 型褶皱。 YZ面 圆形、 在YZ面,圆形、眼球形 XZ面 在XZ面,不对称褶皱 XY面 长条形,舌状, 在XY面,长条形,舌状,表面有拉伸线理
3)新生的面理和线理 新生的面理和线理
S面理:矿物平行于剪切带中的应变椭球体的XY 面理:矿物平行于剪切带中的应变椭球体的 面理 面形成,从边缘到中心, 面形成,从边缘到中心,面理与剪切方向的夹 角从大到小。 角从大到小。 C面理(糜棱岩面理):平行于剪切方向的面理。 面理(糜棱岩面理):平行于剪切方向的面理。 面理 ):平行于剪切方向的面理 矿物生长线理和拉伸线理
Undeformed block
4、韧性剪切带内的变形变质特征 、
剪切带内部表现为一套强烈韧性变形 的构造组合,常发育有糜棱面理、拉伸线 的构造组合,常发育有糜棱面理、 理、鞘褶皱以及糜棱岩等。 鞘褶皱以及糜棱岩等。 1)糜棱岩 ) 剪切带内特有一种岩石, 剪切带内特有一种岩石,发生了强烈 高韧性变形;和变形前岩石相比,( ,(1 高韧性变形;和变形前岩石相比,(1) 粒度显著减小;( ;(2 粒度显著减小;(2)具增强的面理和线 ;(3 发育于狭长的强应变带; 理;(3)发育于狭长的强应变带; (4)至少有一种造岩矿物发生了明显的 塑性变形,如石英常被拉长呈拔丝状, 塑性变形,如石英常被拉长呈拔丝状,云 母多呈扭折。 母多呈扭折。
第三节 断裂构造之韧性剪切带
一、定义 韧性断层又称韧性剪切带, 韧性断层又称韧性剪切带,它是岩石在塑性状态下剪 切作用于形成的强烈变形带。长宽比至少大于5 的高 切作用于形成的强烈变形带。长宽比至少大于 : 1的高 剪应变带。一条向下切割的大断裂, 剪应变带。一条向下切割的大断裂,在浅层次为脆性断 向深层次则过渡为韧性断层。 层,向深层次则过渡为韧性断层。
韧性剪切带

山东片麻岩中的鞘褶皱
6.瑞士泥质灰岩中的叠瓦状方解石脉
大连金石滩灰岩层间剪切的叠瓦状方解石脉
砂岩中的雁列脉
灰岩中的雁列脉
7.怀柔 眼球状片麻岩中的菱形香肠构造
陕西南秦岭泥盆系中的碎斑系
(二)微观标志: 1. S/C面理构造
2. 云母鱼
3. 长石的书斜构造
4. 长石碎斑系的拖尾
2 晶体塑性变形和糜棱岩的显微 构造特征。
丝带构造ribbon structure 核幔构造core and mantle structure 镶嵌构造mosaic structure S-C面理构造 碎斑系构造
3 糜棱岩类岩石的结构分类 初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩、 变余(变晶)糜棱岩(blastomylonite)、 构造片岩、构造片麻岩。 4 糜棱岩类岩石与变质相和变形相 不同矿物的变形行为: 层状硅酸盐、方解石、石英、钾长石、 斜长石、角闪石、辉石、橄榄石
片 麻 岩 中 变 基 性 岩 的 韧 性 剪 切 带
脆-韧性剪切带: 两盘邻断层具 塑性变形的断 层
脆-韧性剪切带:雁行式张裂脉列
脆-韧性的过渡深度
据Sibson,1977
岩梯 低 石度 级 ,绿 挤片 压岩 体相 制, ,正 长常 英地 质热
石灰岩的实验结果
据Heard(1960)对灰岩的实验结果:以 发生破坏时达到3-5%的应变为脆-韧性 过渡,地壳平均压力梯度27MPa/km,地 热梯度25°C/km,干灰岩在压缩条件下 为3.5km,拉伸下为15km。
B C c A
b a
简单剪切的基本特点 简单剪切的卡片模型: 简单剪切的坐标变换 方程: x’=x+y y’=y a=1,b= ,c=0,d=1 γ=tanψ
韧性剪切带

韧性剪切带内褶皱构造特点
实例二
C面理产状由西北向东南方向逐渐变平缓
固态流变特点:顺层韧性剪切带、顺层掩卧褶皱、透入性连续面理S1(区域 顺层劈理)横向置换、强硬岩层石香肠化、地层厚度韧性减薄。形成时代可能 为? (局部豆腐块砾岩是否为顺层剪切定向?)。
Jxt3
Jxt2
C面理产状:110∠12-30
140
掩卧褶皱(等斜平卧褶皱)
140
掩卧褶皱(等斜平卧褶皱)
140
S-C组构造
140
杆状构造
140
杆状构造
140
S-C组构造
140
S-C组构造
140
掩卧褶皱(等斜平卧褶皱)
140
杆状构造?
140
S-C组构
140
S-C组构
140
掩卧褶皱(等斜平卧褶皱)
实例三
•NNE(20) •近EW向(80-95) •NE向(40-60) •NW向(320-340)
朝NWW向挤压
1
20
擦痕与正反阶步
20
正阶步
2 95
旋扭构造(压剪性弧型发散端)
95 95
95
95
3
320
S-C组构
4
旋扭构造(压剪 性弧型发散端)
砥 柱
40
40
C
S
40
60
20
45
20
90
样品采集
(上二)平行线 理、垂直(左) 线理切片
S-C组构:除剪切带内的S型面理外,还有平行剪 切带界面的面理或糜棱面理 ,用C或Sc表示,它 是由更细的颗粒或云母等矿物组成的。C面理与S 面理共同组成S-C组构。
•矿物拉伸 线理:在 剪切带内 面理上, 矿物沿最 大拉伸方 向定向排 列,构成 矿物拉伸 线L 。
第六章-5韧性剪切带

岩组成,主要构造岩是构造变形分解和变质分 异过程中形成的退变质的糜棱岩系列岩石,发 育面理和线理,并随卷入岩石的变形习性差异 和递进剪切变形的强度而分带,通过地质填图 可以把不同应变带标给出来 。
19
弱应变域主要表现为间夹
于剪切带内的各式构造岩块。在 弱应变域内,先存残余构造不同 程度得到保存,在该域可以从事 地层学或构造地层学层序研究及 叠加褶皱分析。
8
韧性剪切带
第一节 剪切带的基本类型 • 剪切带是平面状或曲面状的高剪切应变带,
其长宽比至少大于5:1。 • 剪切带是地壳和岩石圈中广泛发育的主要构
造类型之一,可以在不同层次、不同环境下发 育,其尺度可从超显微的晶格位错到造山带或 变质基底内几十公里宽和上千公里长的韧性剪 切带。 • 剪切带的研究不仅是造山带研究中的重要课 题,且在整个岩石圈构造及全球构造动力学方 面具有重要意义。
13
长宽比至少大于5 : 1的平面状或曲面状强剪应变带。
强剪应变带
14
逆冲型剪切带 15
16
• 以上三种剪切带反映了它们形成时岩 石的力学性质的差异,也反映了地壳和岩 石圈不同层次、不同物理环境和不同流变 机制条件下岩石的应变局部化特征。在空 间和时间上,它们有着紧密的联系,且可 以相互转换或过渡 (图15-3)。。
3
图7-2大型断裂带的双层结构模式
(据R.H.Sibson,1977) A.未固结断层泥及角砾发育区岩发育区;B.固结的组构紊乱的压碎
角砾碎裂岩系发育区;C.固结的、面理化糜棱岩系列及变余糜棱 岩发育区;250-350℃地温区域为脆性断裂与韧性断层过度区。 右侧为变形深度及应力差值大小曲线
4
2.韧性剪切带广泛发育
13章韧性剪切带

3. 矿物拉伸线理 在剪切带面理(S)上,经常发育有平行拉 伸方向的矿物拉伸线理(L),(如压力影、 针状云母等)构成矿物拉伸线理L。
4. 韧性剪切带中的褶皱 鞘褶皱(Sheath fold) 根据褶皱枢纽是平行 B应变轴还是应变 A 轴,可分成A型和B型,以往我们讲的褶 皱是 B 型。所谓 A 型,其枢纽与应变轴 A 平行的褶皱。 鞘褶皱是一种特殊的 A 型褶皱,是 发育在韧性剪切带中的强烈剪切部位。 有时形态发育不那么完整,形成A型褶皱, 即拉伸线理平行枢纽。 如泥的流动, 呈舌状。
中构造层次— 主导变形作用 是相似褶皱作 用和压扁作用, 该层顶面以板 劈理出现为界, 即板劈劈理的 前锋面,代表 性构造:相似 褶皱、顶厚褶 皱、韧性剪切 带和断层。
深构造层次— 主导变形作用 是流变作用和 深熔作用,顶 面以片理带为 界,代表性构 造是柔流褶皱 和韧性剪切带, 深部发生混合 岩化,甚至形 成深熔花岗。
S S r dx
x 0
二.韧性剪切带的主要特征 1. 有先期组构的岩石 由于韧性剪切带是一个狭长的高应变带, 那么在存在早期组构的岩石中发育韧性 剪切带的话, 就会出现 强的变形 方位偏转、 叠加应变。
2. 无先期组构的岩石(如花岗岩类) 在早期不发育组构的岩石中如岩体(侵入 岩),(周口店)剪切过程中常形成 S— C组构。
糜棱岩:是韧性剪切带中的构造岩,是在 较高温度和应力差下矿物发生塑性变形 (至少一种矿物)而形成的构造岩。具有 明显的流动构造。 通常,糜棱岩具有四个特点:⑴颗径减小; ⑵出现在较窄的带内;⑶出现强化理化, 流动构造;⑷矿物(至少一种)出现塑性 变形。
石英-长石质岩石圈断层岩分类
糜棱岩
核幔构造
S-C组构
第十三章 韧性剪切带
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ctgα’=
ctgα+γ
0
X
γ
d=∫γ(z) dz
γ(z)
Z,垂直于剪切带的距离
53
断层由脆性断层过渡为韧性剪切带
2
剪切带:面状高剪切应变带
根据剪切带发育的温度压力等物理条件及其岩石的变 形机制,可分为: 1.脆性剪切带(即断层):地壳浅部低温条件下通过脆性 变形形成不连续构造(a)。 特征:具有明显不连续面,变形集中于不连续面,两盘位 移明显,两盘岩石几乎未变形,出现各种脆性断层构造岩 (碎裂岩、角砾岩、断层泥和假熔岩等)
28
五、矿物条带斜交面理
29
六、伸展褶劈理
C S
C’
30
七、云母鱼构造
31
八、不对称旋转碎斑系 韧性剪切过程中,旋转的残斑(核)及重结晶形成的幔及尾
部形成的不对称构造。
σ型碎斑:尾部不穿越参考面,结晶速率/旋转速率大 δ型碎斑:尾部穿越参考面,结晶速率/旋转速率小 δ-σ复合型碎斑:结晶速率/旋转速率发生变化
10
3. 矿物发生塑性变形,特别是矿物的动态重结晶作用。手标 本上表现为石英被塑性拉长形成石英条带,长石等因旋转形 成不对称旋转碎斑系。
不对称旋转碎斑系:在韧性剪切作用下形成的,由较粗大的原矿 物变形残斑(核)和重结晶新生细粒矿物尾部形成的不对称构造
11
显微镜下表现为矿物的定向拉长、定向生长,和刚性矿物 的旋转变形。动态重结晶作用明显,常见的是石英完全重 结晶,而长石形成核幔构造,云母形成云母鱼构造。
19
20
21
22
五、出现A型褶皱和鞘褶皱
23
第四节、 韧性剪切带运动方向的判别
用于判别剪切带运动方向的标志称为运动性标志或 运动指向标志
韧性剪切带

h
2
脆性剪切带(安徽宿松)
h
3
3. 韧性剪切带 (1)不出现破裂面,带内变形和两盘位移由岩石的塑性
流动或晶内变形来完成 (2)断而未破,错而似连 (3)深部岩石变形特点
h
4
粤西云开大山中大h 型韧性剪切带
5
h
6
h
7
h
8
h
9
h
10
h
11
初 糜 棱 岩
h
12
糜 棱 岩
h
13
超
糜
棱
35
h
36
hHale Waihona Puke 岩 14h15
h
16
h
17
h
18
h
19
h
20
h
21
h
22
糜棱岩中的不对称小褶皱(安徽h 肥东)
23
h
24
h
25
S-C面理(安徽桐城) h
26
h
27
云母鱼构造(安徽肥东) h
28
h
29
h
30
h
31
长石旋转残斑(安徽肥东)
h
32
书斜构造(安徽桐城)
h
33
h
34
h
脆性剪切带断层或断裂带1地壳上部低温静压条件下的产物2具有一个或多个清晰的不连续面两盘有明显位移3变形集中在不连续面上两侧岩石几乎未变形4发育有碎裂岩系的断层岩脆韧性剪切带1脆性韧性的过渡类型2似牵引状的脆韧性剪切带发育在不连续面旁侧3雁列式塑性变形脆性剪切带安徽宿松韧性剪切带1不出现破裂面带内变形和两盘位移由岩石的塑性流动或晶内变形来完成3深部岩石变形特点粤西云开大山中大型韧性剪切带糜棱岩中的不对称小褶皱安徽肥东sc面理安徽桐城云母鱼构造安徽肥东长石旋转残斑安徽肥东书斜构造安徽桐城
构造地质学14韧性剪切带

韧性剪切带
本章主要内容 一、剪切带与韧性剪切带的概念 二、韧性剪切带的特点 三、韧性剪切带内的岩石变质与变形 四、韧性剪切带运动方向的判别标志 五、韧性剪切带的观察研究
一、剪切带与韧性剪切带的概念
剪切带:由近平行的边界所限制的线状强烈剪应变带。 一般长宽比至少大于5 : 1。它们有四种基本类型: 1.脆性剪切带或断层(1)
在剪切带中心一般 发育糜棱岩石。随 着剪应变增大,剪 切带内糜棱岩带越 宽,直至充满整个 韧性剪切带区间。 这时,剪切带的边 界比较清楚,剪切 带内外的岩石、构 造都有明显区别, 因而称作韧性断层 较为合适。
线状构造变化的总趋势是向X轴方向靠拢。标志层可 变厚形成弯褶皱,也可以变薄拉断形成香肠构造。如果 原来交叉的几个方向的岩脉受到剪切带影响,那么,不 同方向的岩脉将会出现不同的变形结果。
Hale Waihona Puke 岩)基质中普遍发生重结晶作用
糜棱岩系列
初糜棱岩
眼球状糜棱 岩
糜棱岩
变余糜棱 岩(基质 中重结晶 颗粒普遍
增大)
超碎裂岩
超糜棱岩
假玄武玻璃
超塑性糜棱岩
未变质
很低
低
中
高
基质比例
0-10%
1050% 5090% 90100%
深度(km) 温度压力
0——— 5 ————— 10 ——— 15 ———— 20 —— 25 P、T增加方向
尾部平行于C面理,与S-C面理类似,(001)解理与 尾部的锐夹角指示邻侧的剪切运动方向
云母鱼
6. 旋转碎斑系 糜棱岩中碎斑及其周缘较弱的动态重结晶的集合
体或细碎屑颗粒发生旋转,形成不对称的具有楔形尾 部的碎斑系。根据结晶拖尾的形状,分为“σ”和 “δ”型两类
第六章韧性剪切带

形情况。但在高级变质岩区,整个岩石体都处于塑性
状,在岩石片麻理化基础上又进一步形成变晶糜棱岩带。 在这种情况下,两盘岩石遭受到不同程度的变形,因而 只能用D、E、F状态来说明其内在机理。一般地说,韧性 剪切带内的岩石不仅有形变和体变,而且还存在着压溶、 相转换等物质的运动和改造,因此,上述六种状态中更 适用于天然的模式应为C或F。
分为走滑(平移)型剪切带、推覆(逆冲)型剪切带和
滑覆(正断)型剪切带等三种类型。根据剪切带发育
的物理环境和变形机制的不同可将剪切带划分为下列三
种基本类型(图15-1):
图15-1剪切带的类型图示
(据J.G.Ramsay,1980)
A.脆性剪切;B.脆-韧性剪切;C.韧-脆性剪切,D·韧性剪切带
第六章韧性剪切带
第六章韧性剪切带
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2.韧性剪切带广泛发育
虽然变质岩区脆性断裂较沉积 岩区发育,并常常形成宽大的破碎 带,但真正控制变质岩区构造格架、 地层层序以及变质作用和岩浆活动 的主要是韧性剪切带。韧性剪切带 以多种型式、多种产状和阵列广泛 分布于各类变质岩区。成为当前变 质岩区构造研究的首要构造要素。
第六章韧性剪切带
第六章韧性剪切带
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(一)剪切带外的岩石未受变形的韧性剪切带
(1)不均匀的简单剪切 (图15-5A);
(2)不均匀的体积变化 (图15-5B);
(3)不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合 (图 15-5C)。
(二)剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切 带
(1)均匀应变与不均匀的简单剪切之联合 (图15-5D);
第六章-5 韧性剪切带

tan d z (此处z是小单元剪切带的宽度)
tan 2 ' 2
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cot ' cot
•
以上表达式反映了剪切带内一 些基本物理量间的关系。这是基于 假设小均匀剪切应变单元。对于天 然剪切带来说,剪切应变值不是变 化的。它在带的中心最高,边界处 最低。因此,剪切带中各物理量的 计算较复杂。
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近10年来,人们一方面深入研究韧性剪切 带的形成机制和其形成的构造环境,另一方面, 注意研究韧性剪切带对成矿作用的控制。认为, 韧性剪切带在形成、演化及脆性破坏过程中, 使成矿元素逐步地得到运移、淬集,进而富集 成矿,我国近年来发现的许多金矿都与韧性剪 切带密切相关。此外,韧性剪切带也是深源地 震机制的主要研究对象,地震的形成常起因于 韧性的不稳定性。 对韧性剪切带的认识,极大地丰富了变质 岩区构造研究的内容,加深了变质岩构造复杂 多样的理解。
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• 3.韧性剪切带 韧性剪切带是岩石在塑性状态下发 生连续变形的狭窄高剪切应变带 (图151D和图15-2)。典型的韧性剪切带内变形 状态从一壁穿过剪切带到另一壁是连续 的,不出现破裂或不连续面;带内变形 和两盘的位移完全由岩石的塑性流动或 晶内变形来完成,并遵循不同的塑性或 粘性蠕变律。因此,韧性剪切带具有 “断而未破,错而似连” 的特点 (图151D和图15-2)。
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五、简单剪切带的基本几何关系
• 各类剪切带的变形都是非均匀简单 剪切。一个非均匀简单剪切可看作是若 千个无限小的均匀剪切带的组合。因此, 一个小的均匀简单剪切单元的应变特征 是分析所有剪切带变形的基础。在分析 均匀简单· 剪切单元的基本几何关系时, 一般作如下假设 (图15-6): • (1)坐标的选择。设平行剪切方向为X 轴,剪切面为Xy面,y轴垂直于X轴,Z 轴垂直于Xy面 (图15-6A)。
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2.韧性剪切带:岩石在塑性状态下发生连续变形形成的狭 窄高剪切应变带(d)。
典型的韧性剪切带内变形状态从一壁穿过剪切带到另一 壁是连续的,岩石不出现破裂或不连续面,带内变形和两盘 的位移完全由岩石的塑性流动或晶内变形来完成,并遵循不 同的塑性或粘性蠕变律。因此,韧性剪切带具有“断而未破, 错而似连”的特点。
(二)剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切带 (1)均匀应变与不均匀的简单剪切之联合(D); (2)均匀应变与不均匀的体积变化之联合(E); (3) 不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合(F)。
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简单剪切
一般剪切
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
X
α'
γ =tgψ;d =γz
tg2θ’= 2/γ
ctgα’=
gα+γ
又可称为糜棱岩化岩石; 2)糜棱岩(50-10%); 3)超糜棱岩(0-10%)。
糜棱岩和糜棱岩化岩石 (Mylonite and Mylonitic rocks)
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原因:变形强度 变形温度
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如果糜棱岩形成后再经历热事件发生静态重结晶, 原来的塑性变形特征被抹掉,动态重结晶产生的细 粒化现象因颗粒再次增大而消失,这种糜棱岩称为 变余糜棱岩,该糜棱岩具有糜棱岩的宏观特征,如 透入性面理线理和不对称构造,微观(显微镜)已 不具有塑性变形特征。
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十二、旋转雪球构造:剪切过程中矿物发生旋转生长形成的 构造,一般由其内包体显示其旋转方向。多见于石榴石。
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五、出现A型褶皱和鞘褶皱
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第四节、 韧性剪切带运动方向的判别
用于判别剪切带运动方向的标志称为运动性标志或 运动指向标志
一、被错开的标志体(如岩脉等)及其拖曳现象
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二、不对称褶皱
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三、鞘褶皱
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四、S-C面理 C面理
S-C糜棱岩:同时发育S和C两组面理的糜棱岩
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3.脆韧性剪切带:地壳中浅部形成的变形性质由脆性向韧性转 换的过渡性剪切带。为既有脆性剪切带的脆性变形不连续面, 又有连续的韧性变形。脆韧性剪切带主要型式有两种类型: ①似断层牵引现象的脆韧性剪切带(b),韧性变形岩石内部发 育不连续面,沿不连续面产生摩擦滑动,其两侧一定范围内的 岩层或其他标志体发生一定程度的塑性变形。 ②雁列脉形式的韧脆性剪带(c),剪切带由雁列张裂隙表观出 来,雁列张裂隙反映岩石的脆性变形,而张裂隙之间的岩石一 般受到一定程度的塑性变形。
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第三节、 韧性剪切带的识别
一、带状分布:长宽比大于5:1的强变形带,宽度变化大。 二、带内发育糜棱岩:糜棱岩一词原用以描述摩因断层带中 的细粒断层岩,认为是脆性机械摩擦破碎作用的产物。70年 代后定义为:韧性剪切带中通过晶体塑性变形形成的容纳大 应变的构造岩。
糜棱岩的主要特征: 1.空间上呈带状分 布,面理、线理发 育。
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五、矿物条带斜交面理
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六、伸展褶劈理
C S
C’
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七、云母鱼构造
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八、不对称旋转碎斑系 韧性剪切过程中,旋转的残斑(核)及重结晶形成的幔及尾
部形成的不对称构造。
σ型碎斑:尾部不穿越参考面,结晶速率/旋转速率大 δ型碎斑:尾部穿越参考面,结晶速率/旋转速率小 δ-σ复合型碎斑:结晶速率/旋转速率发生变化
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九、曲颈状构造:相对于宏观不对称碎斑系
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十、不对称压力影构造: 剪切过程中,刚性矿物周围主压应变方向矿物发生压溶,并 在刚性矿物形成的应力屏蔽区发生沉淀形成的不对称构造
多见于石榴石和黄铁矿等刚性矿物
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十一、多米诺 构造:剪切过 程中,刚性岩 石或矿物沿一 组近平行面破 裂,并发生掀 斜旋转形成的 构造
核幔构造:重结晶作用下形成的由变形母晶残斑核和围绕
残斑的重结晶细粒幔形成的一种构造。
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糜棱岩的分类:
糜棱岩的组成可分为: (1)重结晶产生的新的细粒化的颗粒形成的基质 (2)未重结晶的原矿物残余(母晶残斑),如核
幔构造的核。
根据母晶残余量,糜棱岩进一步分为: 1)初糜棱岩(残斑含量:50-90%)
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3. 矿物发生塑性变形,特别是矿物的动态重结晶作用。手标 本上表现为石英被塑性拉长形成石英条带,长石等因旋转形 成不对称旋转碎斑系。
不对称旋转碎斑系:在韧性剪切作用下形成的,由较粗大的原矿 物变形残斑(核)和重结晶新生细粒矿物尾部形成的不对称构造
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显微镜下表现为矿物的定向拉长、定向生长,和刚性矿物 的旋转变形。动态重结晶作用明显,常见的是石英完全重 结晶,而长石形成核幔构造,云母形成云母鱼构造。
如果糜棱岩化过程发生在高温情况下,矿物基本全
部重结晶并形成粗大颗粒,微观分不出基质与残斑,
则称为变晶糜棱岩。该糜棱岩具有糜棱岩的宏观特
征,微观上矿物定向排列,但没有象核幔构造等动
态重结晶细粒化现象,颗粒较均匀,无基质与残斑
之分。
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三、统一运动指向的不对称构造:两盘相对运动发生剪切,剪 切带内发生旋转变形形成具有指示运动方向的不对称构造。 四、与两盘相比具有明显强烈的应变,但不出现构造不连续 面,如有横过剪切带的标志层,其为连续变形体而不破裂。 如果韧性变形叠加了明显的同期不连续面,则是韧脆性断层。
第十三章
韧性剪切带
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第一节、 剪切带的基本概念及类型
深度-温度、压力-岩石力学性质-构造层次-变形行为 随深度增加岩石由脆性变形经脆韧性逐渐过渡为韧性变形
断层由脆性断层过渡为韧性剪切带
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剪切带:面状高剪切应变带
根据剪切带发育的温度压力等物理条件及其岩石的变 形机制,可分为: 1.脆性剪切带(即断层):地壳浅部低温条件下通过脆性 变形形成不连续构造(a)。 特征:具有明显不连续面,变形集中于不连续面,两盘位 移明显,两盘岩石几乎未变形,出现各种脆性断层构造岩 (碎裂岩、角砾岩、断层泥和假熔岩等)
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脆韧性转换带
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第二节、 韧性剪切带的简单几何关系
韧性剪切带的两个基本构造要素:两盘和两盘限定的强韧性 变形带。根据两盘和变形带的应变特征可将韧性剪切带分为 两类六种几何类型
(一)剪切带外的岩石未受变形的韧性剪切带 (1)不均匀的简单剪切(A);(2)不均匀的体积变化(B); (3)不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合(C)。 7