第十五章 韧性剪切带.ppt

第十五章韧性剪切带韧性剪切带又称为韧性断层 是岩石由于剪切变形或塑性流动形成的强烈变形带 与脆性断层区别在于 韧性断层 剪切带 不具有一条或数条明显的分割破裂面 而是在不连续变形带中呈渐进的剪切滑移 韧性断层 剪切带 是变质岩区的特有的构造类型 是岩石在高温高压的环境中 岩石的破裂位移表现出的渐进的剪切滑移 第一节剪切带的基本类型根据剪切带的几何产状和运动 位移 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 根据剪切带发育的物理环境和变形机制 划分为 脆性剪切带 脆 韧性或韧 脆性过渡型剪切带 韧性剪切带 1 脆性剪切带 即断层或断裂带 是在地壳上部的低温条件下发生的脆性变形产物 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 而两侧岩石几乎未受变形 伴生有各种碎裂岩系列的断层岩 见表 2 脆 韧性或韧 脆性过渡型剪切带这种剪切带有两种型式 似断层牵引现象的脆 韧性剪切带 在韧性变形的岩石内部发育不连续面 沿不连续可能发生磨擦滑动 而其两侧一定范围的岩层或标志层发生一定程度的塑性变形 韧 脆性过渡型剪切带 由雁行状的张裂脉表现出来 雁行状的张裂隙反映岩石脆性变形 而张裂隙之间的岩石一般受一定程度的塑性变形 3 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 典型的韧性剪切带内变形状态从一壁穿过另一壁是连续的 不出现破裂或不连续面 带内变形和两盘位移完全由岩石的塑性流动或晶内变形来完成 因此 韧性剪切带具有 断而未破 错而似连 的特点 以上三种剪切带反映它们形成时岩石的力学性质差异 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力学性质的应变局部化特征 在空间和时间上可以相互转换或过渡 由于岩石圈具有流变的分层性 由浅部至深部 剪切带的性质和产状变化是多重的 第二节韧性剪切带的几何特征韧性剪切带的基本结构要素 剪切带的两盘 壁 和两盘 壁 所限制的强塑性变形带 剪切带的两盘可以是平行的 也可以是弯曲的 平行剪切带的几何边界条件是 具有相互平行的两盘或边界 沿每个横断面的位移情况是一样的 这表明岩石的有限应变方向和性质在横过剪切带的各剖面上是一致的 弯曲剪切带的几何边界条件是 剪切带两盘可能收敛 汇合或分散 不同位置上剪切带横剖面的变形情况是变化的 1 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2 不均匀的体积变化3 不均匀的简单剪切 不均匀的体积变化 2 剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切带 1 均匀应变 不均匀的简单剪切2 均匀应变 不均匀的体积变化3 均匀应变 不均匀的简单剪切 不均匀的体积变化 第二节韧性剪切带内的岩石变形一糜棱岩1糜棱岩的基本特征糜棱岩是韧性变形条件下形成的断层岩 糜棱岩原来的含义是指由机械破碎和研磨形成的条纹状细粒岩石 近年来 随着电子显微镜和冶金学方法的应用 发现糜棱岩的细粒化是矿物在较高的温压条件下发生塑性变形的结果 糜棱岩具有的基本特征 与原岩相比 粒度显著减小 具增强的面理和 或 线理 发育于较窄的强应变带内 糜棱岩由基质和碎斑构成 基质主要由石英 云母类矿物微粒组成 致密坚硬 肉眼无法辨认矿物颗粒 碎斑多为长石等硬矿物 岩石中次生面理 线理等塑性流动构造发育 2糜棱岩的类型 初糜棱岩 基质 50 眼球状糜棱岩 糜棱岩 狭义 超糜棱岩 千糜岩千糜岩是糜棱岩的一个变种 具有糜棱岩的外貌 其中有大量的含水的矿物 如绢云母 绿泥石 透闪石和阳起石等 构造片岩构造片岩具有明显的面理构造和新生矿物 结晶矿物颗粒较为粗大 韧性剪切带内的褶皱变形1被动相似褶皱由于剪切带内差异剪切作用 改变了先存的面状构造的方位 导致标志层出现被动褶皱 相似褶皱 褶皱轴平行于原始标志层与剪切带的XY面的交线 轴面平行于剪切带 2主动纵弯褶皱当韧性差较大 根据 角的大小可形成A3 B3 C2和C3等情况 3鞘褶皱韧性剪切带中的褶皱与地壳浅层次的褶皱不同 剪切带中的大部分褶皱与拉伸线理的方向大致平行 这种褶皱称为A褶皱 B D E 一般发育在剪切带的强烈剪切部位 浅层次褶皱的褶轴与拉伸线理垂直 称为B褶皱 C 鞘褶皱的形成形成 其形成有多种方式 有的是先期褶皱在剪切过程中枢纽被弯曲 甚至可以变得很尖 形成翼尖角很小的鞘状褶皱 当应变很大 10 才形成典型的鞘褶皱 新生面理和线理1面理韧性剪切带的变形岩石中 常发育有由矿物或矿物 集合体的优选方位平行于剪切带的应变椭球体最大挤压面而形成的面理 即剪切带内面理 S 从剪切带中心至边缘 S面理与平行剪切带面理 C 之间的交角变化与0 45 2线理在剪切带面理上 发育有平行最大拉伸方向的矿物拉伸线理 A线理 发育程度随变形增强而显著 拉伸线理与剪切带边界的锐夹角所指的方向反映剪切运动的方向 第四节韧性剪切带的运动方向确定 1错开岩脉或标志层穿过剪切带的标志层往往呈 S 形弯曲 造成标志层在剪切带两盘明显位移 根据互相错开的方向可以确定剪切方向 2不对称褶皱岩层受近平行层面方向的剪切作用时 由于层面的原始不平整或剪切速率变化 导致岩层弯曲旋转 形成缓倾斜的长翼和倒转短翼的不对称褶皱 由长翼至短翼的方向 即褶皱倒向 代表剪切方向 3鞘褶皱或A型褶皱鞘褶皱和A型褶皱枢纽方向或垂直Y轴剖面上的褶皱倒向指示剪切方向 4S C面理 S 型面理和 C 面理所交锐夹角 指示剪切带的剪切方向 随剪应变加大 剪切带内面理 S 逐渐接近 以至于平行于糜棱岩面理 C 5 云母鱼 构造 云母鱼 构造多发育于石英云母片岩中 岩石中先存的云母碎片 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 随变形的持续 上 下云母碎块发生滑移 形成不对称的 云母鱼 它可以指示剪切带的剪切方向 6旋转碎斑系 型碎斑旋转碎斑是在糜棱岩中的韧性基质剪切流动的影响下 碎斑及其周缘较弱的动态重结晶的集合体或细碎斑发生旋转并改变其形状 形成不对称的楔形尾部的碎斑系 型碎斑系 根据结晶拖尾的形状为 楔状结晶尾的中线分别位于结晶参考面 X1 的两侧 碎斑系的拖尾的尖端延伸方指示剪切带的剪切指向 7旋转碎斑系 型碎斑特征为 结晶尾细长 根部弯曲 在与碎斑连接部位使基质呈港湾状 两侧结晶尾的发育都是沿中线由结晶参考面的一侧转向另一侧 碎斑系的拖尾的尖端延伸方向也指示剪切带的剪切指向 8不对称压力影韧性剪切带内的压力影构造多呈不对称状 坚硬矿物或碎斑两侧的纤维状的结晶尾呈单斜对称 据此可以确定剪切带的剪切方向 9 多米诺骨牌 构造糜棱岩中的较坚硬的碎斑 如长英质糜棱岩中的长石碎斑