韧性变形带的野外观察与探讨

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伸 或细 颈化 , 平行 X方 向。 它 生 长矿物 线理 , 是在 结 晶生长过 程 中 , 由柱状 、 板柱
对 与褶皱 的伴 生构造 , 如线 理 、 面理 、 石香 肠及 布丁 构造 , 仅要 进行形 态描 述记 录 , 不 且要 测量其 产状 , 分析
它们 与褶皱 的关 系 。 在 进行 上述测 量后 , 进 行 几 何学 、 动 学 和力 学 要 运
中图分类 号 : 5 文 献标识 码 : 文章编 号 :O 4 7 6 2 1 ) 8 l 6 4 P4 A l 0 —5 1 ( O 2 0 —0 5 —0 I 韧 性变 形带 组构特征
随着 应 变强度 的增大 , 韧性 变形 带 内将 出现某 些 二 次典型构 造 , C片理 和拖 曳褶 皱 , 于两 侧 的 S片理 如 位 常被新 生 的 C片理 所切 断 。C片理是 与剪切 面平 行 的 ,
3 2 先存 线状构 造变 形 .
大多数 先存 线状要 素 ( 韧性变 形带早 期形 成 的褶 如 皱轴 ) 都受 到偏转 , 在韧 性 变形 带 内 占据 新 的方位 。这
些线状 要 素逐渐 接近剪 切方 向( , X) 并在 一 个平 面轨 道
过程中, 平行滑动 面( 或轴面) 没有 变化或 变化微弱 是 的 , 面平行 剪切 面 , 轴 而褶 轴受 剪切 面与初 始平 面 ( 动 被 层 的 面) 的交 线控 制 。 () 动褶皱 。与 被 动褶 皱 不 同 , 褶 皱轴 面 和褶 2主 其 皱 轴均 与变形 带 的主位移 无关 , 即其 褶皱轴 面不 平行剪 切面 , 褶轴不仅与被动层和剪切面 的夹角有关 , 而且与 褶 皱层 最大 缩短方 向有关 。 ( ) 褶 皱 。在 不 同 的剖 面 上 具 有 不 同 的形 态 特 3鞘 征 。在 XY 面上 ( Z轴 ) 上 为鞘状 形态 ; YZ面上 (I 在 jX 轴) 为封 闭 的眼状 形态 ; X 在 Z面 ( 上Y轴 ) Z形 形态 。 为 鞘褶皱 轴 面平行 ( 接近 ) 切 面 , 褶 轴 除锥 顶外 , 或 剪 其 平 行运 动方 向 。鞘褶 皱 可 以确 定运 动方 向( 剪切 指 向)在 , X 面与 X Y Z面上 见 到的形 态都与剪 切指 向平行 , Z面 X 上 的形 态 还 可 以 指示 相对 位移 , 它是 递 进 变形 的 结 果 ( 图 2 示) 如 所 。褶皱 面和褶 轴 面均与剪 切面平 行 , 是递 进剪 切 的极 端产 物 。
皱 面 的特 征 、 质也 要观察 记 录 。 性
判定 基本 原则 是对 称构造 和拉伸 构造 发育 的面 , 一般 为 S面理 面 ( XY 面 ) 而旋 转 构 造 发 育 的 面为 C 面理 即 ,
面。
4 2 2 线 理 ..
在韧 性变形 带 中 , 线理 构造 是一 种十分 重要 的指 向 构 造 。在 线理 构造 中 , 常见 的 线 理是 矿 物 线理 , 最 其可 分 为拉伸 矿物 线理 和生长 矿物线 理 。 拉伸 矿物线 理 。组 成 线理 的矿 物 都是 经 过 变形 的 矿物, 变形 前可 以是柱 状 、 板柱状 矿物 和粒状 矿 物 , 经变 形拉 长 而定 向形 成线 理 , 这些 矿物 中可见 到矿 成 的线理 , 其与应 变椭 圆的 x
轴 大致平 行 。
分析 , 将分析结果记录下来 。同时适量采集定向标本 , 切片或 切面 , 进行 室 内分 析 , 以校 正野 外 分 析结 果 。这 些工作 主要是 在一 些露头 良好 的关键 地段进 行 。 4 2 面理 、 . 线理 的观察 韧性 变形带 中变质 构造 岩的面 理有不 同类 型 , 按其 形成 的构造 层次 可分 为 片麻 理 、 理 、 片 糜棱 面理 及劈 理 等 , 理主 要为矿 物或 矿物集 合体线 理 。 线
降 向变化 。
变形 矿物 ( 一般 是云母 类等 片状 、 纤维状 矿物 ) 所组 成 的 片理 线 的拖尾来 确定 。
变形 岩石 中 的片 理 、 麻 理 判 定 S 片 —C 比较 复 杂 ,
() 2观察 记录 。在 进行 褶 皱 形态 观 察 记 录时 , 先 首 应 确定观 察剖 面的类 型 和方位 , 后描 述形态 样式 。一 然 般 在 明确 了变形 带 的线理 产状前 提下 , 分别对 垂直 和平 行 线理构 造 的剖面进 行描 述 。在 露头好 , 近于垂直 褶 且 皱 的剖 面 , 仅要描 述记 录 , 不 而且 要素 描 , 将褶 皱形态 如 实地描绘 下来 , 以便 室 内进 行 分析 。在 野 外 描述 时 , 应 避 免使 用具有 成 因的术语 。对褶 皱产状 包括 轴面 、 枢纽 线、 两翼 要有 测量 记 录 。在 描 述 褶皱 形 态 的 同 时 , 褶 对
见表 1 。
表 l 不同构造层次韧性变形带一般特征( 以发育 中长英质岩石为例)
根 据产状 , 韧性 变形 带 可 以划 分 为 推覆 、 脱 和 平 滑
长有 关 。
移 3类 。推覆 主要 和地壳 缩短有关 , 滑脱 主要 和地壳 伸 长 有关 , 而平移 既 可与地 壳 缩 短有 关 , 可 以 和地 壳 伸 也
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西部探 矿工程
21 年第 8 02 期
韧 性 变 形 带 的 野 外 观 察 与 探 讨
欧 阳安 源
( 西省地 质调查 研 究院 , 西 南 昌 3 0 3 ) 江 江 3 0 0
摘 要 : 讨 了韧 性 变形的基 本原 理 , 探 并根 据 工作 实践 介 绍 了韧性 变形 带 野 外观 察 分析 的方 法 和要 点, 认为应 从褶 皱 、 面理 、 线理 、 构造 岩 、 剪切 指 向标志 等方 面观察研 究韧 性 变形 带。 关键 词 : 性 变形带 ; 韧 面状 ; 线状 ; 外观 察 野
这 种新 生 的片理是 不 密集 的和不 连续 的 。具 有 S片 理
韧性变形带是指变质岩 中主要 由简单剪切应 变而 形 成 的 固态 塑性 变形 的线 性 构 造 带 。与韧 性 变形 带 同 时形 成的初 始组 构为 S形 片理组 构 , 种片 理与剪 切应 这 变椭 圆 的 XY 面平 行 , 由韧 性 变 形 带 的边 缘 向 中 间 收 敛 , 现 出 S形 分布 特征 , 的分布 与 剪切 应 变 量 呈 函 呈 它 数关系, 这种片理称为拉伸片理 。在片理上 , 通常有一 个与 应变 有关 的矿物组 构 的线性 方位 , 它平 行于 片理 面 上 的有 限最 大拉 伸 方 向 X。递进 剪 切 导致 这 些线 性 组 构亦 与 S型 面 理 一样 的 递进 强 化 , 并使 其 方 位 发 生 变 化 , 有这 种片理 线理 组 构 特征 的构造 带 , 为 韧性 剪 具 称
切带 外带 ( 变形 的地 方 ) 未 测量 ;
— —
在剪 切带 内所 测得 先 存 面状 构 造 与 剪 切 方
向的夹 角 。
如果 10>/ 0, 8。 3 。则在剪 切作 用过 程 中的旋 转将 >9 会 产生 缩短 , 终形 成褶 皱 , 而不利 于 的测定 。 最 从 () 2若先 存面 在剪 切 变形 过 程 中是 主动 的 , 角 度 且 条 件是 9。 o, (8。 > 10一 , 则可 产生增 厚 ; 因失稳 或 产生横 弯褶 , 皱轴 面与 剪切 面没有 特征关 系 。 褶 () 3若角 度条 件为 8 9。则 先 存 面状 构 造 或 被拉 < 0, 伸 变薄 , 或石 香肠 化 。 () 4先存 面状 构造 还 可 出现 另 一种 复杂 的情 况 , 可 能先发 育成 弯褶皱 , 然后 又被展 平或 石香肠 化 。
7 o -c t 一c of l 式中: 卜 先 存 面状构 造和剪切 方 向的初 始夹 角 , 在剪
图 1 韧 性 剪 切 带 内线 理 的 变 形
面之 间具 有一 定 的位移梯 度 , 成被 动层 的褶皱 。其特 形 点 是 , 些褶 皱都 具典 型 的相 似 性 , 皱层 在 褶 皱形 成 这 褶
系 , 剖面 上 , 在 小褶 皱 与大褶 皱具有 空 间几何 关 系 , 以 可
是 由于运动 的差异 滑 动 , 皱 是 被 动 的 , 者 说 各运 动 褶 或
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西 部探矿 工程
21 0 2年第 8期
通 过小褶 皱确定 大褶 皱 ; 韧性 变形带 的小褶 皱与 大褶 而 皱 无这种 组合关 系 , 一个 变 形 带 内 , 褶 皱具 一 致 的 在 小
内 的褶 皱是 在 区域 褶皱 的基础 上发 育起来 的 , 变形带 则 的褶皱 具有 叠加特 征 。其 次 , 区域褶 皱具一 定 的组合关
4 1 1 褶皱 类型 .. 由于韧性 变形 带 的褶 皱是 由一组平 行 的面 ( 切应 剪 变面 ) 异滑 动 引起 的 。因此 , 成 褶皱 的层 在褶 皱 过 差 形 程 中就有 主 动褶皱 、 被动褶 皱 和鞘 褶皱 。 ( ) 动褶皱 。是 指在 褶 皱 形 成过 程 中 , 起褶 皱 1被 引
西 部探矿 工程
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在 先存 面状构 造 ( 如层理 、 岩脉 等) 通过 韧性 变形 带 的地方 , 其构 造会 发 生方 向改 变 , 产 生 构 造 变形 。先 并 存 面状 构造 的方 向改变 和构造 变形 取决 于位移 的梯 度 、
先存面状构造与韧性变形带的夹角 以及先存面理在构 造活 动 中的地位 。栾姆 赛 ( a a ,90 曾深 刻 地 分 R msy 18 ) 析 了先 存 面状构 造通过 剪切 带时 的构造 变形特 征 , 括 概 有: () 1若先 存 面状构 造 在 通过 剪 切 带 时是 被 动 的 , 则 形成 典型 的相似 褶皱 。这 些 褶 皱轴 受 剪 切带 与初 始 平 面构造的变形控制。它们的轴面平行剪切面 , 所处位置 取决 于剪切 梯 度的局部 变化 和剪 切运动前 平 面的方 位 。 先存 面状 构造方 位 的变 化 可用 来计 算 剪 切 内不 同位 置 的有 限应 变值 , 并可用 来确定 穿过 剪切带 的 总位移 。其 公式 为 :
上运 动 。该 平面 轨道把 这些 线状 要 素 初始 方 向 与 X 方 向联 系起来 ( 图 1 示) 如 所 。在投影 图中 , 它们在 大 圆轨
道上 运动 , 但在 变形 强 烈 时 , 于 X 上 的线理 会 产 生 位 Y 二次 剪切 , XY面 向剪 切 面偏 转 , 上 的线 理 也 产 生 偏 其 转。 4 韧性 变形 带构造 形迹野 外观 察
切带 。
和 C片理 组构 , 或仅 有 C片理 的构 造带 , 之为韧 性 断 称 裂 。由此可 知 , 韧性 剪切带 和韧 性断 裂是韧 性变形 带 的
不 同演化阶段、 不同剪切变形程度的产物 , 韧性断裂 是 韧性剪 切带 进一步 变形 的结果 。 2 韧性 变 形带 的分类 根 据形 成环境 和构造 相 , 韧性变 形带 可 以划分 为浅 层 构造 相 、 中层构 造相 和深层构 造相 3类 。其各 类特 征
* 收 稿 日期 :0 20—1 修 回 日期 :0 20 ~9 2 1-20 2 1-20
3 韧性 变形 带构造 的变形 3 I 先存 面状构 造 变形 .
作者简介: 欧阳安源( 9 8)男( 1 6一 , 汉族 ) 江西高安人 , , 高级 工程师 , 觋从事地质调查及地质找矿工作。
21 0 2年第 8期
4 1 褶 皱 的观察 .
图 2 剪切 带 内褶 皱 的变 形
4 1 2 野外 观察 ..
() 1判别 区域褶 皱 与韧性 变形带 内 的褶 皱 。首 先从 分 布看 , 区域 褶皱分 布广 , 具有 透人性 特点 , 而变形 带 内 的褶皱 与变形 带直 接相关 , 布在变 形带 内 。若 变形带 分
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