韧性剪切带讲义课件
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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)。
8
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)
14
15
原因：变形强度 变形温度
16
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
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)。
8
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
16
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
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PPT课件
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。
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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
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%）
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）
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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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
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%）
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）
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)
韧性剪切带
第四节、韧性剪切带韧性剪切带是地壳深部岩石变形的一种基本构造型式，形成于地球演化的不同历史时期。
它不仅在前寒武纪克拉通区普遍存在，而且在新生代陆-陆碰撞造山带，如喜马拉雅造山带，都有一定的分布。
韧性剪切带可以形成于各种构造环境，如造山前的隆滑构造（杨振升，1995），造山期的逆冲-推覆韧性剪切带（许志琴，1997），造山后的伸展型韧性剪切带，以及许多走滑韧性剪切带。
大量研究文献表明，不同构造环境，不同构造层次的韧性剪切带具有不同的构造特征。
许多大的地质体边界都存在大型韧性剪切带。
因此，韧性剪切带已经成为地壳运动规律和大陆造山带以及岩石圈变形构造动力学研究的重要内容。
韧性剪切带也是地壳深部的构造薄弱带，许多大型韧性剪切带的形成总是伴随有变质作用（递进或递退变质作用）；韧性剪切带也是地质流体运移的通道和流体-岩石相互作用的场所，如钾交代作用、脱碳作用、碳酸盐化作用。
尤其是形成于下地壳-岩石圈的韧性剪切带，还伴随着岩石的部分熔融和岩浆的生成，并由此导致剪切带内岩石性质、结构和构造的改变。
更需要强调的是，许多金矿，尤其是前寒武纪变质岩区的金矿，都直接或间接地与韧性剪切带有关。
因此，对韧性剪切带的研究有助于正确认识变质作用的动态变化、深部地壳的组成和演变，并极大地促进了矿产资源的开发。
一、韧性剪切带的含义韧性剪切带的概念是从韧性断层一词演化而来，基本涵义是：形成于地壳深部的线性高应变带，由于高应变带内岩石的塑性流动，导致两侧岩块之间发生显著位移而不具有明显可见的断层面。
对于韧性剪切带的研究，由于所指侧重点不同，先后出现了许多不同的术语，包括韧性剪切带、韧性变形带、韧性断裂带、糜棱岩带和线性错动带等。
二、韧性剪切带的基本特征（一）韧性剪切带的基本形式发育在块状岩石中的韧性剪切带通常形成明显由弱到强连续过渡的应变带，常具有递进变形的一系列特征。
它无明确的变形边界（图4-4-1a），这是韧性剪切带的典型形式，主要产于一些深成侵入岩或厚层的块状岩石内（石英岩，厚层大理岩等）；在有早期叶理（包括层理）的岩石中，韧性剪切带横切或斜切早期叶理或早期岩脉时，往往导致早期叶理和岩脉发生有规律的方位变化，并使岩脉变细或错断，或者导致早期叶理的褶皱并被置换。
第六章-5 韧性剪切带
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第三节 韧性剪切带内的岩石变形
• 从力学观点来看，韧性剪切带就 是地壳和岩石圈中不同尺度的缺陷， 是应变软化带和应变局部化带，其变 形过程中的应力、应变速率和温度等 环境条件之间的关系，受不同的流动 律控制。从而形成了特征性的岩石、 构造和其他微观变形现象。
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断层构造岩分为两大系列：脆性断层－碎 裂岩系列和韧性剪切带－糜棱岩系列。 前者的细粒化主要是由于机械破碎而成， 而后者的形成作用极其复杂，原有物质 通过韧性变形、动态重结晶细粒化而形 成基质，并因塑性流变而具糜棱面理， 未细粒化部分构成残斑。 糜棱岩常见的显微构造有：波状消光、 变形纹、变形带、核幔构造、压力影等 等，说明它与碎裂岩类动力变质岩的形 成机制完全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15-1D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。因此，韧性剪 切带具有“断而未破，错而似连” 的特点 (图15-1D和 图15-2)。
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据剪切带内面理 (Ｓ)与剪切带边界的夹角 及其变化可以测量平行于剪切带的剪应变，从 而计算出横过剪切带的总位移，具体的计算方 法:在垂直于y轴的剪切带的剖面 (XZ面)上，横 穿剪切带，从剪切带的边界直至中心，依次测 量各点的剪切带内面理(S)与剪切带壁(即X方向) 的夹角θ ，据公式 tan2θ=2/γ ，利用 θ′求出剪 应变量γ (图15-6C)。以剪应变(γ)为纵坐标，以 测点到剪切带一边的距离(x)为横坐标，作剪应 变 (γ) 与距离 (x) 的曲线图 ( 图 15-6D) 。曲线与横 坐标包围的面积就是总的横过剪切带的位移距 离(d)。 x
15第十五讲-韧性剪切带课件PPT
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糜棱岩中的不对称小褶皱(安徽肥东)
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S-C面理（安徽桐城）
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云母鱼构造（安徽肥东）
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长石旋转残斑(安徽肥东)
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书斜构造(安徽桐城)
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脆性剪切带(安徽宿松)
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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
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粤西云开大山中大型韧性剪切带 5
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初 糜 棱 岩
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糜 棱 岩
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超 糜 棱 岩 14
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第十五章 韧性剪切带
第一节 剪切带的基本类型
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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
2. 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
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。
构造地质学14韧性剪切带
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）
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
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
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
第六章-5韧性剪切带
强应变带由以层状硅酸岩为主导的构造
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
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
中国地质大学北京综合地质学韧性剪切带
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
7 长英质初糜棱岩中的石香肠
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
大理岩中的不对称拖尾
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
8、不对称压力影
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
（二）微观标志：
1 、S/C面理构造 2、云母鱼 3、书斜构造 4、碎斑系的拖尾
脆-韧性的过渡深度
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
长地低 英热级 质梯绿 岩度片 石，岩
挤相 压， 体正 制常 ，
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
果石 灰 岩 的 实 验 结
第二节 韧性剪切带的几何特征
一、剪切带的几何类型(了解)
1、剪切带外的岩石未受 变形的韧性剪切带
A、不均匀的 简单剪切
B、不均匀体 积变化
C 、 A＋B
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
三种剪切带的应变轨迹
A、简单剪切 B、不均匀体
积损失 C、 A＋B
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
2、剪切带外的岩石受到 均匀变形的韧性剪切带
D、均匀变形+不均 匀的简单剪切
E、均匀变形+不均 匀体积变化
桐柏山长英质片麻岩夹角闪岩中的鞘褶皱
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
山东胶南群片麻岩中的鞘褶皱 中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
孤山口大理岩的鞘褶皱雏形
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
石英岩中的褶皱
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
3、先存线状构造的变形
中国地质大学北京综合地质学韧性 剪切带
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2020年11月
12
• 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)。
变质岩区韧性剪切带，甚至断层形 成以后，作为一种面状构造又卷入后继 变形，尤其是那些先存产状平缓的滑脱 面，往往会大面积地卷入后期的区域性 褶皱系统。事实上，过去变质岩区地质 图上的不少地质界线，很可能就是这一 构造现象的反映。
2020年11月
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。
2020年11月
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
表15-1石英-长石质岩石圈断层岩分类筒表
2020年11月
11
• 2. 脆-韧性过渡型剪切带
脆-韧性剪切带有多种类型，主要型
式有两种:①似断层牵引现象的脆-韧性剪 切带(图15-1B)，在韧性变形的岩石内部 发育不连续面，沿不连续面可能产生摩
擦滑动，而其两侧一定范围内的岩层或
其他标志体则发生一定程度的塑性变形； ②韧-脆性剪切带由张裂脉的雁行状阵列 表现出来(图15-1C)，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。
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。
2020年11月
2
变质岩区断裂构造的基本特点
断层是岩石圈中固体岩石内的位移发生面或位移发生
带，在各种构造环境中都有发育。其中，尤以变质岩区的 断裂复杂多样，表现如下:
1.断裂行为复杂多样
断裂行为受岩石变形习性的控制，随着构造层次从上 到下，由于岩石圈岩性分层的不同，温压等环境因素的改 变，断裂行为也随之而异。从完全脆性－韧脆性－脆韧性 －韧性，形成不同构造变形相的断层 (剪切带)多相组合 和叠加。目前，一般将具明显不连续面的剪切位移面(带) 称为断层，无明显不连续面的位移带称为剪切带。大断裂 常常具有多重断裂行为。R.H.Sibson(1977)提出的断层带 的双层结构模式正是基于构造层次由浅变深而断层行为逐 渐过渡为韧性剪切原理。
第六章（五） 韧性剪切带
韧性剪切带的概念是从韧性断层一词演化而
来。60年代以前，人们认为断层是脆性破裂的 产物。60年代所做的岩石力学实验结果证实， 岩石在高温、低速条件下具有韧性行为，从而 认识到韧性断层的存在，并掀起了韧性剪切带 的研究高潮。多次召开专门的国际学术会议 (如1979年西班牙国际剪切带会议、1981年美 国彭罗斯国际糜棱岩会议、1986年伦敦的剪切 带标志国际会议)，对韧性剪切带的研究进行 了系统的讨论。20多年的实践证明，韧性剪切 带不仅是地壳岩石中与褶皱、断层同等重要的 构造要素，而且还是控制深部地壳构造发育的 主要原因。
2020年11月
10
•
1.脆性剪切带(断层或断裂带)脆性剪切带是在
地壳上部的低温及高孔隙压力与静岩压力比(D条件下
发生的脆性变形的产物。其特点是具有一个或多个清
楚的不连续界面(图15-1A)，两盘位移明显，变形集中
在个别不连续面上，伴生有各种碎裂岩系列(表15-1)
的断层岩，其两侧岩石几乎未受变形。
5
3.断裂往往具有多期活动特点
变质岩区的某些断裂，尤其是某些大 型韧性断裂带，不但对前寒武纪地壳活 动带的产生和发展有着明显的控制作用， 往往构成前寒武纪不同地质单元之间的 构造边界或转换边界,它们通常被后期断 裂作用所利用而成为多期活动断裂。有 些古老的基底断裂至今仍在活动，诱发 地震，成为长寿断裂。
2020年11月
9
•
根据剪切带的几何产状和运动方式，可将剪切带划
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
2020年11月
4
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。
2020年11月
2020年11月
6
4.断层构造岩石多相混杂
变质岩区断裂的重大特点之一是岩
石在韧性剪切流变过程中产生新生的变 质构造岩和新生的应力矿物组合。随着 地壳的隆升，剪切带位置也随之上移， 深成的糜棱岩系列的断层岩石也相应发 生改造，遭0年11月
7
5.断面 (剪切带)褶皱的普遍性
2020年11月
1
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。