韧性剪切带解析
韧性剪切带PPT精选文档
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
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。
15-韧性剪切带和糜棱岩
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
第十五讲 韧性剪切带
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
脆性剪切带(安徽宿松)
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
粤西云开大山中大型韧性剪切带
初 糜 棱 岩
糜 棱 岩
超 糜 棱 岩
糜棱岩中的不对称小褶皱(安徽肥东)
S-C面理（安徽桐城）
云母鱼构造（安徽肥东）
长石旋转残斑(安徽肥东)
书斜构造(安徽桐城)
资料整理
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
韧性剪切带的概念及分类
一、韧性剪切带的概念及分类1.概念韧性剪切带即岩石中的线状高应变带,其实质意思是在地壳较深层次中,岩石在剪切作用下发生强烈塑性变形,形成狭窄线形分布的各种塑性剪切流动构造,并使其两侧的岩石、岩层发生不同量级的位移错动变形，但又无明显的不连续断面，总体是一线性带状分布的强应变带，即线状高应变带。
2．特点（1）韧性剪切带是线状高应变带，无明显断面，但却使两侧岩石地块发生不同量级的位移错动变形。
（2）韧性剪切带规模不一，从显微到巨型，巨型者常是不同板块、岩块、岩层和不同构造单元的分界线，微观者可是粒间边界等。
（3）高应变主要表现为岩石发生强烈塑性变形，形成强烈塑性流动构造，并沿着线形狭窄地带集中延伸分布，如新生面理、片理、叶理、线理、褶曲、鞘褶皱等等各种不对称旋转构造，特别是形成糜棱岩带，具重要意义。
所以韧性剪切带可表现为糜棱岩带，强烈片理带，强烈塑性流动揉搓褶曲带，或线性雁列脉带等等不同形式，而其中以糜棱岩带最为典型。
（4）韧性带内发育各种塑性流动显微构造。
（5）韧性带内和侧旁的岩体、岩脉及其它标志物发生塑性拖泄牵引构造。
（6）韧性带的横断面上，岩石的变形强度，矿物的粒度与组成成分，以及其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，具有不同时代，不同类型断裂的叠加复合。
（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．分类（1）第一种分类：A．脆性剪切带，具明显断面，两侧岩石几乎没有遭受应变，伴生碎裂岩等脆性系列断层构造岩。
B．脆—韧性剪切带，属过渡类型，既有脆性又有塑性，是此两种不同性质变形的不同比例的组合，构成一个过渡系列。
C．韧性剪切带，高应变的岩石所构成的线性地带。
（2）第二种分类：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）第三种分类：A、挤压型B、伸展型C、平移型二、糜棱岩的概念矿物受到塑性应变后，在细小亚颗粒的基础上发展起来的新晶粒。
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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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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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
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。
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。
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-5韧性剪切带
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。
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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。
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
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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
韧性剪切带
韧性剪切带1. 引言韧性剪切带是一种常见的材料，在工程领域有着广泛的应用。
它具有良好的韧性和强度，可以有效地分散和吸收外部力量，从而减少结构的破坏风险。
本文将介绍韧性剪切带的定义、制备方法、应用领域以及未来发展方向。
2. 韧性剪切带的定义韧性剪切带是一种由高分子材料制备的带状结构，具有较好的可拉伸性和耐冲击性。
它通常由聚合物等高分子材料制成，如聚乙烯、聚丙烯等。
韧性剪切带的特点是在受到外力作用时，可以发生剪切变形，并将外部力量均匀分散到结构中，从而保护结构免受破坏。
3. 韧性剪切带的制备方法韧性剪切带的制备方法多种多样，以下是其中几种常见的方法：3.1 熔融挤出法熔融挤出法是一种常用的制备韧性剪切带的方法。
首先将高分子材料加热至熔融状态，然后通过挤出机将熔融材料挤出成带状。
在挤出过程中，可以通过调整挤出机的温度、挤出速度和挤出模具的形状来控制韧性剪切带的尺寸和性能。
3.2 拉伸法拉伸法是一种制备较窄韧性剪切带的方法。
首先将高分子材料制备成薄片或膜状，然后通过拉伸的方式将薄片或膜状材料变窄，并形成带状结构。
在拉伸的过程中，可以通过控制拉伸速度和温度来调整韧性剪切带的尺寸和性能。
3.3 化学合成法化学合成法是一种制备高性能韧性剪切带的方法。
通过控制反应条件和添加适当的催化剂，可以在高分子材料中引入交联结构，从而提高韧性剪切带的强度和耐热性。
这种方法通常需要较高的专业知识和设备支持。
4. 韧性剪切带的应用领域韧性剪切带在工程领域有着广泛的应用，以下是其中几个常见的应用领域：4.1 结构抗震加固韧性剪切带可以在结构受到地震等外力作用时，发挥出良好的分散和吸收能力。
通过在结构的关键部位添加韧性剪切带，可以有效地提高结构的抗震能力，减少结构的损坏程度。
4.2 弹性减震韧性剪切带还可以用于弹性减震系统中。
将韧性剪切带安装在结构的上部和下部之间，当结构受到地震等外力作用时，韧性剪切带可以吸收和分散部分力量，起到减震效果，保护结构免受损害。
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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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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