韧性剪切带
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3
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。
37
38
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。
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
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。
37
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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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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
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。
韧性剪切带
未知驱动探索，专注成就专业
韧性剪切带
韧性剪切带（Tough shear zone）是指在地质构造运动中，由于剪切应力造成的岩石物质的剪切和变形所形成的一种
特殊构造带。
韧性剪切带通常由石英、长石、云母等脆性
矿物和片麻岩、片岩等韧性岩石组成。
在韧性剪切带中，矿物和岩石经历了复杂的变形和剪切，
形成了断层、糜棱状折痕、鞘状结构等特征。
韧性剪切带
通常具有高度的韧性和延展性，是地壳中岩石变形和断层
活动的重要区域。
韧性剪切带的形成与地壳中的构造运动、构造弱面以及应
力环境等因素密切相关。
它们常出现在板块边界、地震带、地壳褶皱带等地质构造活动强烈的区域。
研究韧性剪切带
对于理解地壳运动、地震活动和构造演化等问题具有重要
意义。
1。
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
韧性剪切带
剪切指向的判别标志（一）
S-C面理(S-C Fabrics)：韧性剪切带中常发育由矿物 或矿物集合体的长轴优选方位平行于应变椭球的XY面 而形成的面理称为剪切带面理(S)。它与糜棱岩面理 (C) 的锐夹角指示剪切方向。C面理实际上是一系列平行 于剪切带边界的间隔排列的小型强剪切应变带，常由 细小的颗粒或云母等矿物组成。随着剪切带加大S面 理逐渐接近平行C面理。宏、微观均可见。
--North Korea
剪切指向的判别标志（三）
雪球构造(Snow ball structure)：剪切带中常伴随同 构造期的石榴石等轴矿物的变斑晶(porphyroblast)在 剪切作用过程中生长，即边旋转边生长，类似于滚 雪球，形成螺旋式尾巴，指示相反剪切方向。
判别剪切方向
剪切指向的判别标志（四）
中国学者的贡献：我国学者对韧性剪切变 形认识较早，李四光教授60年代初就提出， 非弹性的变形必然在岩石中永久地保存下 来，这些永久变形的种类很多，不仅有不 同性质的褶皱，而且有不同性质的断裂。 非弹性、非褶皱的变形即指韧性剪切带。 并作了石梁实验。
王嘉荫教授在讨论破裂带 (1972) 和碎裂变 质岩 (1978) 时，强调了破裂带和碎裂变质 岩的强烈挤压和扭动的性质。
韧性剪切带的研究历史
第一阶段：Clough (1897)在研究苏格兰寒武纪基 底变形时提出了韧性断层 (ductile fault) 的概念。 但当时人们普遍认为，断层属于岩石的脆性破裂 现象，褶皱才是岩石的韧性变形现象，所以这一 概念一直没被普遍接受。 第二阶段：上世纪30年代，以Griggs为首的一批 岩石力学实验工作者的实验成果证明，岩石在高 温、高压、低应变速率以及流体和化学作用下， 具有韧性和流变性质，并以实验证明了韧性断层 存在的可能性，从而承认了其存在。
韧性剪切带解析
3 剪切带的产状：
• 逆、正、平移型剪切带的表现形式 • 大型平移型韧性剪切带是地面上最容易观
察到的剪切带。
三、简单剪切带的几何关系
Sander的运动学坐标系：a，b，c Ramsay的应变主轴：A，B，C
B C
A
b a
c
简单剪切的应变椭圆参数
tan2’= 2/, 0, ’ 45°，γ ∞，’ tan2= -2/ , 0, 45°，γ ∞， R=[2+ 2+ (2+ 4) 1/2 ]/2， 1＋e1＝1/（1＋e3），e2＝0
2 先存面状构造的变形
• 方向的改变 cotα’＝cot α＋γ • 厚度的改变 T＝ t’/ sin α’＝t/sin α • t’＝t（sin α’/sin α）
与剪 能切 干带 层中 的层 变的 形变
形 ：
非 能 干 层
A
3 先 型存 褶线 皱状 和构 鞘造 褶的 皱变 的形 形 成
• 低绿片岩相 石英糜棱岩 • 高绿片岩相 钾长石石英糜棱岩 • 低角闪岩相 斜长石糜棱岩 • 高角闪岩相 斜长角闪质糜棱岩
十一、韧性剪切带中构造化学作用与体积变 化
• 1 变质作用和变质反应对构造细粒化和 应变软化的影响，
• 1 糜棱岩的含义：产生于一个相对狭窄的 面状带中；细粒化（晶体塑性变形为主）； 发育强烈的面理（fluxion）和/或拉伸线理。 流状构造：似流纹状的流动纹层或较平直 的条纹状。纹层宽度在0.1～1㎜左右
石英的核幔构造
•
亚绿片岩相 低绿片岩相 高绿片岩相 角闪岩相
绢云母 晶
退
方解石
体Leabharlann 火石英 脆脆-韧性剪切带:
A.两盘邻断层一定范围 内具塑性变形的断层
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
韧性剪切带培训资料
韧性剪切带《韧性剪切带》韧性剪切带也称韧性变形带，是地壳中深层次的主要构造之一。
其特点是在露头上一般见不到不连续面，两盘的位移完全有岩石塑性流动二成，似断非破，错而似连。
剪切中的矿物组分，粒度和标志层都发生一定程度的变化。
一条断层在地壳上部是脆性变形而到下部深层则变为塑性变形。
称之为断层的双层结构。
深层的塑性变形带称之为韧性剪切带或韧性剪切断层。
1韧性剪切带的分类（1）、R,H,Rclmsay将剪切带分三类：A:脆性剪切带：具有明显断面，伴有碎裂岩等脆性断层构造。
B:脆-韧性剪切带：具有脆性又有塑性形变，属过渡类型。
C:韧性剪切带：高应变的岩石所构成的线形地带。
（2）M.Mattaucr 将韧性剪切带区分为：A、韧性逆冲推覆剪切带。
B、韧性平移剪切带。
C、垂直片理带。
（3）按区域构造应力场性质，将韧性剪切带分为：A，挤压型：如韧性逆冲推覆剪切带。
B，伸展型：如大型剥离滑脱构造（剥离断层）。
C，平移型：如走滑韧性剪切带。
2．韧性剪切带的特点（1）为一高应变带，无明显断面，但却使两侧岩石（地层）发生不同量级的位移错动变形。
（2）岩石发生强烈塑性变形，形成强烈的塑性流动构造，并沿着线形狭窄地带中延伸分布，如新生面理，线理，鞘褶皱不对称旋转构造，特别表现为糜棱岩带，片理化带，揉搓褶曲带。
（3）韧性剪切带内发育各种塑性流动显微构造。
（4）韧性剪切带呈带状，其规模不一，长度数米，数百米至百余公里。
有的成为构造单元的分界线。
（5）韧性带内和旁侧的岩体，岩脉及其它标志物发生塑性牵引构造。
（6）韧性带横断面上，岩石变形强度，矿物粒度与组成分以及化学成分都呈有规律的递进变化，从韧性带边缘到中心递进增强。
（7）大型韧性带常常是多期活动的长寿断裂的叠加复合。
（8）韧性带是造山带，前寒武纪古老构造带的主要构造形式。
3.韧性带的空间分布组合形式（1）呈平行带状展布，尽量其内部可以有多条韧性带形成复杂组合和复合，但总体往往成狭窄条集中于一带，空间上呈线性分布出露。
韧性剪切带
2 先存面状构造的变形
• 方向的改变 cotα’＝cot α＋γ • 厚度的改变 T＝ t’/ sin α’＝t/sin α • t’＝t（sin α’/sin α）
与剪 能切 干带 层中 的层 变的 形变 形 ： 非 能 干 层
型 褶 皱 和 鞘 褶 皱 的 形 成
3 先 存 线 状 构 造 的 变 形
（三）剪切带成矿系统
成矿系统具有一定的结构，由矿源、搬运介 质及储矿三个基本要素组成： 1.矿源系统 围岩－早前寒武纪的绿岩多是金的矿源。 巨型剪切带深切下地壳或上地幔（如煌斑岩 常与金矿伴生）。
小结
• 剪切带的类型 • 韧性剪切带的位移方向和应变及位移量的 测定 • 剪切带的 变形和变质相 • 剪切带的研究意义
• 利用一条变形岩脉和剪切带中的片理方 向可求γ及（1＋Δ）。 • 利用二条变形岩脉可求γ及（1＋Δ）。 • cotα1’＝（cot α 1 ＋γ）/ （1＋ Δ） • cotα 2’＝（cot α 2＋γ）/ （1＋ Δ） • 利用剪切带中的面理方向及应变轴比可 求γ及（1＋Δ）。
2. 围岩也变形的普通剪切带
• 蚀变碎裂岩型，如焦家式，位于基底岩石 中或基底岩石的顶部，早期糜棱岩又碎裂 的岩石中。 • 含金石英脉型，如玲珑式，位于脆性变形 的花岗岩或盖层中。
通常是不同层次的不同类型矿化叠加的结 果。一个矿区中各类矿化之间具有： 1. 同源性 2. 共生性 3. 递进性 4. 阶段性 5. 分带性 6. 互补性
A
北京西山灰岩中的A型褶皱
北京西山灰岩中的A型褶皱
桐柏山混合岩中的A型线理
五、具体积变化的剪切带的几何特征
1.围岩不变形的普通剪切 带 a=1, b= γ（1＋Δ）, c=0, d= （1＋Δ）
第六章韧性剪切带
切应变经常局限在某些软弱层内，两侧能干岩层常常不 变形或弱变形。故一般都具A、B、C三种应变格式。较浅 花岗岩或其他岩体中狭窄剪切带，也多数属于两盘未变
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
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。
第六章韧性剪切带
第六章韧性剪切带
23
(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)；
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
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 。
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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。
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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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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
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逆冲型剪切带 15
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• 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)。。
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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
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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
韧性剪切带
《韧性剪切带》韧性剪切带也称韧性变形带，是地壳中深层次的主要构造之一。
其特点是在露头上一般见不到不连续面，两盘的位移完全有岩石塑性流动二成，似断非破，错而似连。
剪切中的矿物组分，粒度和标志层都发生一定程度的变化。
一条断层在地壳上部是脆性变形而到下部深层则变为塑性变形。
称之为断层的双层结构。
深层的塑性变形带称之为韧性剪切带或韧性剪切断层。
1韧性剪切带的分类（1）、R,H,Rclmsay将剪切带分三类：A:脆性剪切带：具有明显断面，伴有碎裂岩等脆性断层构造。
B:脆-韧性剪切带：具有脆性又有塑性形变，属过渡类型。
C:韧性剪切带：高应变的岩石所构成的线形地带。
（2）M.Mattaucr 将韧性剪切带区分为：A、韧性逆冲推覆剪切带。
B、韧性平移剪切带。
C、垂直片理带。
（3）按区域构造应力场性质，将韧性剪切带分为：A，挤压型：如韧性逆冲推覆剪切带。
B，伸展型：如大型剥离滑脱构造（剥离断层）。
C，平移型：如走滑韧性剪切带。
2．韧性剪切带的特点（1）为一高应变带，无明显断面，但却使两侧岩石（地层）发生不同量级的位移错动变形。
（2）岩石发生强烈塑性变形，形成强烈的塑性流动构造，并沿着线形狭窄地带中延伸分布，如新生面理，线理，鞘褶皱不对称旋转构造，特别表现为糜棱岩带，片理化带，揉搓褶曲带。
（3）韧性剪切带内发育各种塑性流动显微构造。
（4）韧性剪切带呈带状，其规模不一，长度数米，数百米至百余公里。
有的成为构造单元的分界线。
（5）韧性带内和旁侧的岩体，岩脉及其它标志物发生塑性牵引构造。
（6）韧性带横断面上，岩石变形强度，矿物粒度与组成分以及化学成分都呈有规律的递进变化，从韧性带边缘到中心递进增强。
（7）大型韧性带常常是多期活动的长寿断裂的叠加复合。
（8）韧性带是造山带，前寒武纪古老构造带的主要构造形式。
3.韧性带的空间分布组合形式（1）呈平行带状展布，尽量其内部可以有多条韧性带形成复杂组合和复合，但总体往往成狭窄条集中于一带，空间上呈线性分布出露。
第六章-5 韧性剪切带
•
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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上述六种应变状态虽然是把事物简单化和模式化的 产物，但在实践上却有很大的现实性。在 地壳较浅层 次，许多顺层韧性剪切带由于受先存界面的控制，强剪 切应变经常局限在某些软弱层内，两侧能干岩层常常不 变形或弱变形。故一般都具A、B、C三种应变格式。较浅 花岗岩或其他岩体中狭窄剪切带，也多数属于两盘未变 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。
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。
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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
4、碰撞型韧性剪切带—造山过程中形成的剪切
带
四、韧性剪切带的组成
糜棱岩—传统上认为：韧性剪切带为一 个高应变带，充分考虑了岩石的变形作 用 变质作用+变形作用+岩浆活动+流体作用 组成：糜棱岩+原岩残片+新生脉体（岩 体）。它们各自反映了不同的地质过程
韧性剪切带的组成
鞘褶皱的形成
—杨振升，1985
韧性剪切带中的 刚性成分
骨牌与旋转石香肠
六、韧性剪切带的运动学分析
剪切指向标志（Shear indicators)
剪切指向 (Shear indicators)
压 力 影
旋 转 石 香 肠
韧 性 剪 切 带 剪 切 标 志
七、韧性剪切带应变分析
应变与位移
3.褶皱构造：
岩层被动弯曲形成褶皱
鞘褶皱
基本形态
鞘褶皱的形成 —Ramsay，1980
鞘褶皱的形成 —Mallaviell，1982
鞘褶皱的形成
—Colbbold & Quinguins,1980
鞘褶皱的形成
—Mattauer，1980
鞘褶皱的形成
—Mallaviel，1983
I型S-C组构
I型S-C组构
I型S-C 组构
II型S-C组构
云母鱼 (Mica Fish)
II型S-C组构 中云母的形态
II型S-C组构中剪破鱼状脉体
（ 3） 剪切条 带
C'= shear bands oblique to SZB
韧性剪切带中的构造
2.线理：
拉伸线理、交面线理、皱纹线理、矿 物线理 a型褶皱与b型褶皱、流动褶皱 膝折构造 鞘褶皱
韧性剪切带
Ductile shear zone
一、什么是韧性剪切带？
地壳断层带（Sibson模式、Ramsay 模式、 Shimamoto 模式、)
什么是韧性剪切带？
•Ramsay 模式
1.韧性剪切带定义：
是岩石在壳连续变形塑性状态 下连续变形的狭长高应变带，在 108~10-8尺度范围内具有自相似特 征。Sibson,断层双层结构模式（长 英质岩石中的断层，从脆性到韧性 转变的深度10~15km
Ramsay, 1980
2、韧性剪切带分类 （Mattauer，1980）
a. 按产状分类
(1)韧性推覆（逆冲）剪切带—主界面近水平， 上覆岩石相对下伏岩石作逆冲推覆运动的的 韧性剪切带 (2)韧性平移剪切带—主界面近直立，两侧岩 石作相对水平运动的韧性剪切带 (3)伸展型韧性剪切带—上覆岩石相对下伏岩 石作正向滑移运动的韧性剪切带
韧性剪切内部应变变化特征
什么是韧性剪切带？
脆性断层与韧性断层
2.韧性剪切带的发育与规模
韧性剪切带发育于冲缝合带 大陆伸展环境 区域性走滑韧性剪切带 内克拉通韧性剪切带
规模：地壳尺度—显微尺度
花岗岩中的小型韧性剪切带
俯冲带上大规模韧性剪切带
二、为什 么研究韧 性剪切带？
1.地壳中 下部层次 断层作用 的产物;
2.对其深入研究改变了人们对 于早前寒武纪构造格局与地壳结 构传统的认识（结晶基底普遍发 育）； 3.韧性剪切带-深部流体通道成矿作用;
三、韧性剪切带的基本类型
1、剪切带的类型 A-脆性 B-脆—韧性 C-韧性—脆 D-韧性
1.原岩：含有早期地壳发展演化的信息。 弱变形岩石记录了岩石应变过程的早期 阶段； 2.韧性剪切变质岩：含有变形作用+变质 作用的信息（递进应变+退化变质或进化 变质） 3.同剪切脉体：剪切作用相伴的深熔作用 或深源岩浆
五、韧性剪切带的构造
1.叶理
（1）糜棱叶理（XY）：矿物或集合体平行 定向排列。 （2）剪切叶理（剪切面）：流动过程中出 现的位移不连续面 S-C组构：I型和II型S-C组构