地质构造学课件 第十三章 韧性剪切带
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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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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)。
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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
15-韧性剪切带和糜棱岩
2．不对称褶皱 韧性剪切带中不对称褶皱 ，由长翼到短翼的方向， 即褶皱倒向代表剪切方向 （图Ｂ）。但要特别注意 的是，剪应变很高时褶皱 形态将发生变化，变形初 期与剪切作用协调的不对 称褶皱的倒向反转，如原 为Ｓ型褶皱转为Ｚ型，上 述法则就不再适用了
韧性剪切带的剪切方向的确定
3．鞘褶皱 鞘褶皱枢纽的弯曲方
形态与剑鞘相似的 褶皱。常见于韧性 剪切带中。由于发 育的程度不同，有 时也可呈饼状、舌 状等。其基本特征 是：在垂直于褶皱 长轴 (X轴)剖面上 的形态以封闭的同 心圆状或眼球状为 典型，也有呈半封 闭的 Ω型；
鞘褶皱
韧性剪切带的特征
韧性剪切带中所发育 的劈理为密集的透入 性流劈理，其展布呈S 形或反S形。位于流劈 理面上的拉伸线理平 行于应变椭球体最大 拉伸轴 X方向，它是 剪切方向在劈理面上 的投影，可用来表示 剪切运动矢量，是韧 性剪切带中重要的线 状构造。在造山带中 大型韧性推覆剪切带 中拉伸线理的方向往 往垂直于造山带走向
向，或垂直Ｙ轴剖面 上的褶皱倒向指示剪 切方向（图Ｃ）。
错开的岩脉／标志层
不对称褶皱
鞘褶皱——枢纽弯曲指向
S-C组构（Ｉ型面理）
剪切方向的确定标志
“云母鱼”构造 “云母鱼”构造多发育于 石英云母片岩中，先存的云 母碎片，其中的(001)解理处 于不易滑动的情况下，在剪 切作用过程中，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 。随着变形的持续，上、下 云母碎块发生滑移、分离和 旋转，形成不对称的“云母 鱼”
第十五讲
韧性剪切带和糜棱岩
李永军
yongjunl@
韧性剪切带的概念
韧性剪切带是变形变质的强应力带，成带状
韧性剪切带的剪切方向的确定
3．鞘褶皱 鞘褶皱枢纽的弯曲方
形态与剑鞘相似的 褶皱。常见于韧性 剪切带中。由于发 育的程度不同，有 时也可呈饼状、舌 状等。其基本特征 是：在垂直于褶皱 长轴 (X轴)剖面上 的形态以封闭的同 心圆状或眼球状为 典型，也有呈半封 闭的 Ω型；
鞘褶皱
韧性剪切带的特征
韧性剪切带中所发育 的劈理为密集的透入 性流劈理，其展布呈S 形或反S形。位于流劈 理面上的拉伸线理平 行于应变椭球体最大 拉伸轴 X方向，它是 剪切方向在劈理面上 的投影，可用来表示 剪切运动矢量，是韧 性剪切带中重要的线 状构造。在造山带中 大型韧性推覆剪切带 中拉伸线理的方向往 往垂直于造山带走向
向，或垂直Ｙ轴剖面 上的褶皱倒向指示剪 切方向（图Ｃ）。
错开的岩脉／标志层
不对称褶皱
鞘褶皱——枢纽弯曲指向
S-C组构（Ｉ型面理）
剪切方向的确定标志
“云母鱼”构造 “云母鱼”构造多发育于 石英云母片岩中，先存的云 母碎片，其中的(001)解理处 于不易滑动的情况下，在剪 切作用过程中，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 。随着变形的持续，上、下 云母碎块发生滑移、分离和 旋转，形成不对称的“云母 鱼”
第十五讲
韧性剪切带和糜棱岩
李永军
yongjunl@
韧性剪切带的概念
韧性剪切带是变形变质的强应力带，成带状
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)
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
4
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
1
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
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
5 韧性剪切带
10
• 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。
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第二节 韧性剪切带 的几何学
一、韧性剪切带的规模与产状
韧性剪切带的规模相差甚大，小者在薄片 中可见，大者长达数百-上干公里，甚至一些陆 块或板块的边界也表现为韧性剪切带。从位移 距离来看，相差也很悬殊，小者毫米级大者上 百公里。
韧性剪切带的产状陡缓不一，可以从水平 至直立，与韧性剪切带的性质、规模、发育的 构造部位等因素有关。
5
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。
6
5.断面 (剪切带)褶皱的普遍性
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。
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。
1
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:
• 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。
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第二节 韧性剪切带 的几何学
一、韧性剪切带的规模与产状
韧性剪切带的规模相差甚大，小者在薄片 中可见，大者长达数百-上干公里，甚至一些陆 块或板块的边界也表现为韧性剪切带。从位移 距离来看，相差也很悬殊，小者毫米级大者上 百公里。
韧性剪切带的产状陡缓不一，可以从水平 至直立，与韧性剪切带的性质、规模、发育的 构造部位等因素有关。
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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
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。
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。
1
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:
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
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。
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
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）
10101711房山岩体脆韧性剪切带答辩PPT
暗色包体韧性变形
二、车厂（韧性剪切带）
二、车厂（旋转碎斑）
N
旋转碎斑的形成 ：由西边的自形 变为东边的左行 旋转碎斑。
二、车厂（脆性破裂带）
左行 断裂
右行 断裂
二、车厂（脆性破裂带）
二、车厂
三、西庄（脆性破裂带）
该点位于房山岩体西部边缘 N39°43‘14.25“ E115°55’1.0” 石英闪长岩 流面走向320° 岩脉走向260° 剪节理走向350°
韧性剪切带中指示剪切方向的各种构造标志图解
二、车厂（韧性剪切带）
↑N
↖N
185°
岩脉侵入岩体后 发生韧性变形。
伟晶岩脉清晰的从包体中穿插 而过，后发生韧性变形。
二、车厂（韧性剪切带）
C面理 S面理
S—C组构，S面理与C 面理以锐角相切，夹角 指示对层运动方向。
二、车厂（韧性剪切带）
S
暗色包体的三 维结构
房山岩体西部脆、韧性 剪切带观察
组员：吉敏，刘小滨，魏榕萱，张福，魏晓海 指导老师：汪洋
目录 Contents
房山岩体构造背景
车厂
韧性剪切带 脆性破裂带
西庄
脆性破裂带
总结
一、房山岩体构造背景
二、车厂
① 先期面理韧性牵引和旋转 ② 变形标志体旋转 ③ 片内不对称褶皱及其倒向 ④ 微型剪切或C条带 ⑤ 小性剪切带和伸展褶劈理 ⑥ 剪切的残斑 ⑦ 剪切碎裂造成的碎块旋转 ⑧ 张性破裂造成的碎块旋转 ⑨ 旋转碎屑周围的不对称拖尾 ⑩ 非旋转碎屑周围的不对称拖尾 ⑪ 动态重结晶的石英组构 ⑫ 云母鱼 ⑬ 石英C组构的不对称性
四、总结
车 厂
岩体与包体形成， 并伴随流面与流
线的形成
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。
经典地质图集，彻底搞明白韧性剪切带！
经典地质图集，彻底搞明白韧性剪切带！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。
剪切带（图源@Mikenorton）其尺度范围包括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。
韧性剪切带（图源@Mikenorton）韧性剪切带（图源@Wenzhu Hou/ imaggeo.egu.eu）对于剪切带的研究在整个岩石圈构造及全球构造动力学方面具有重要意义。
01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)型剪切带等主要类型。
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。
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条件下发生的脆性变形的产物。
脆性剪切带（图源@Rudolf Pohl）其特点是具有一个或多个清楚的不连续界面，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的断层岩。
（图源@文献[1]）脆-韧性剪切带有多种类型，主要型式有两种：一种为似断层牵引现象的脆-韧性剪切带。
脆-韧性剪切带（图源@Rudolf Pohl）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，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；（图源@文献[1]）另一种为韧-脆性剪切带由张裂脉的雁行状阵列表现出来，雁列张裂隙反映岩石的跪性变形，而张裂隙之间的岩石一般受到一定程度的塑性变形。
理想断层/剪切带的强度剖面和岩石类型随深度变化（图源@Mike Norton）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。
典型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，无破裂或不连续面。
韧性剪切带（图源@Rudolf Pohl）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。
韧性剪切带（图源@marlimillerphoto）根据剪切带的边界条件和位移情况，韧性剪切带的几何类型可分为如下两种。
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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%）,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
(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)。
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
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。
十二、脆韧性剪切带中的雁列脉
十四、岩组分析
第五节、 韧性剪切带应变测量
2.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。
第十三章
韧性剪切带
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
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）
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
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
3．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。
z
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
α'
γ =tgψ；d ຫໍສະໝຸດ γztg2θ’= 2/γctgα’= ctgα+γ
0
X
γ
d=∫γ(z) dz
γ(z)
Z，垂直于剪切带的距离
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
二、不对称褶皱
三、鞘褶皱
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
五、矿物条带斜交面理
六、伸展褶劈理
C S
C’
七、云母鱼构造
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
§3 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。
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。
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。