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
B. 脆－韧性剪切带：雁行式张裂脉列
脆-韧性的过渡深度
据Sibson,1977
度低 ，级 挤绿 压片 体岩 制相 ，， 长正 英常 质地 岩热 石梯
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。
应变标志的应变椭圆率 R
利用S/C夹角求应变的 问题
作组构轨迹线图及等偏线图
作应变剖面 S＝γ d
花岗质糜棱岩的石英丝带构造
薄片中石英的S/C构造
八、糜棱岩类岩石的基本特征
• Tullis et al,1983,significance and petrogenises of mylonitic rocks.
韧性剪切带的类型及产状
剪切带:相对狭长的(长宽 比>5）被低有限应变状 态包围的面状或曲面状 的强烈变形带。
1 按变形行为分的类型：
脆性剪切带（断层）；
韧性剪切带ductile shear zone
是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭窄高剪切应变带，
无宏观的破裂面，形成于地壳较深层次。 ①两盘的位移由塑性流动完成，露头尺度上无不连续面； ②标志层可以在剪切带内追索，改变方向但不断裂； ③是结晶基底及变质条件下最常见的构造。
• 亚晶粒粒度
• 自由位错密度
• 方解石和白云石的机 械双晶
a不同温度下Yule大理岩的应力与应变速率 低应力下为： è=10－3.9 exp(-260/RT)8.3 高应力下为指数流动率
b橄榄石应力＜200MPa为幂流动率，
2。变质相与变形相的研究
• 不同变质相中韧性剪切带内的糜棱岩类 的差异
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）
tan2θ’＝2γ（1＋Δ）/[1＋ γ2－（1＋ Δ） 2 〕
cotα’＝（cot α＋γ）/ （1 ＋ Δ）
• 利用两条岩脉变形求γ及（1＋Δ）。
3.利用剪切带中面理方位及应变轴比可求γ 及（1＋Δ）
六、剪切运动方向的确定
（一）宏观标志： 1. 拉伸线理的认识 2. 地质体形状的改变 3. S形新生面理和面理产状的变化 4. 不对称褶皱 5. 鞘褶皱 6. 叠瓦状脉和雁列脉 7. 透镜体或残斑的拖尾
南秦岭板岩（S）板理面上的拉伸线理
塑
重
钾长石 性
性
结
斜长石
破
变
晶
角闪石
裂
形
橄榄石
九、韧性剪切带的区域构造型式
• 1韧性剪切带的末端效应 • 2共轭韧性剪切 • 3韧性剪切带的区域构造型式 • 4韧性剪切带的地质图型
山 东 诸 城 石 门 附 近
地 质
简 图
十、韧性剪切带变形条件的估计
1。差异应力的估算：
应达到稳态流变状态。
• 重结晶粒度：动态与 静态重结晶
2、韧性剪切带的位移场：
1)不均匀的简单剪切
x’＝x+γy y’＝y
2)不均匀的体积变化
x’＝x y’＝（1＋Δ） y
X Y
3)不均匀的体积变化加不均匀的简单剪切
• 三种剪切带的 应变轨迹
• A简单剪切 • B体积变化 • C A＋B
4）加总体的均匀应变；及其组合（5，6）
均匀应变 x’＝ax＋by y’＝cx＋dy 简单剪切 x’’＝x’＋γy’ y”＝y’
• 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
0° 90°
简单剪切带内线的角度变化
• cot ’= cot +，
• ’＜ ，
• γ ∞， ’ 0°
α
ψ α’
四、简单剪切带的构造特征
• 1, 新生组构 • 面理的方向
与剪切带的 夹角θ’ • tan2’=2 /
Scotland，外Hebrides岛 变辉长岩中小型韧性剪切带
Greenland花岗片麻岩中的剪切带
• （二）微观标志： 1. S/C面理构造
七.位移距离的测定
剖面的选择（ac面） 1 地质体的错开 2简单剪切带的位移 1）雁行脉列的位移量的
计算 cotα’＝cot α＋γ， α＝45°
2）韧性剪切带应变的测定
新生面理与剪切带边界 的夹角θ’
tan2’=2 /
先存岩脉的变形
cotα’＝cot α＋γ