韧性剪切带讲义课件

2020年11月
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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，遭受蚀变和破坏，形成复合断 层岩。
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5.断面 (剪切带)褶皱的普遍性
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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
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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。
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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。
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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
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。
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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。
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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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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。
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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ห้องสมุดไป่ตู้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。
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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)。
表15-1石英-长石质岩石圈断层岩分类筒表
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• 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。
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。