高构8韧性剪切带

1、第八章韧性剪切带Ductile shear zonel研究简史：lRamsay and Graham, 1970, Strain variation in shear belts.lSibson ,1977, Fault rocks and fault mechanisms.l1979,西班牙国际剪切带会议lRamsay, 1980, Shear zone geometry: a reviewl1981,美国Panrose会议lTullis et al,1983,significance and petrogenises of mylonitic rocks.l1986,加拿大,金矿国际讨论会

2、l1989 ,吴美德，含金剪切带型金矿 l郑亚东等，岩石有限应变测量及韧性剪切带,1985l刘喜山等,变形变质作用及成矿,1992l何绍勋等,韧性剪切带与成矿,1996l翟裕生等，大型构造与超大型矿床，l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。l1 按变形行为分的类型：l脆性剪切带（断层）；l韧性剪切带ductile shear zonel两盘的位移由塑性流动完成l露头尺度上无不连续面l标志层可以在剪切带内追索，改变方向但不断裂l是结晶基底及变质条件下最常见的构造片麻岩中变基性岩的韧性剪切带l脆-韧性剪切带:l两盘邻断层具塑性变形的断层低级绿片岩相，正常地

3、热梯度，挤压体制，长英质岩石l据Heard（1960）对灰岩的实验结果：以发生破坏时达到35的应变为脆韧性过渡，地壳平均压力梯度27MPa/km，地热梯度25C/km，干灰岩在压缩条件下为3.5km，拉伸下为15km。l1)不均匀的简单剪切lxx+ylyyl2)不均匀的体积变化lxxly（1） yXYl三种剪切带的应变轨迹lA简单剪切lB体积变化lC ABl4）加总体的均匀应变；及其组合lxaxbylycxdylxxyly”yl逆、正、平移型剪切带的表现形式l大型平移型韧性剪切带是地面上最容易观察到的剪切带。baSander的运动学坐标系：a，b，cRamsay的应变主轴：A，B，CcABCl

4、简单剪切的卡片模型：l简单剪切的坐标变换l方程：lx=x+yly=yla=1，b= ，c=0，d=1ltanxy（x,y）（x,y） ltan2= 2/, 0, 45， ， 0l tan2= -2/ , 0, 45， ， 90lR=2+ 2+ (2+ 4) 1/2 /2，l1e11/（1e3），e20lcot = cot +，l ，l ， 0l1, 新生组构l面理的方向与剪切带的夹角ltan2=2 / Scotland，外Hebrides变辉长岩中小型韧性剪切带l方向的改变 cotcot l厚度的改变 tt（sin /sin ）Moine变粒岩系中的韧性剪切带的被动褶皱剪切带中层的变形：非能干

5、层与能干层的变形北京西山灰岩中的A型褶皱北京西山灰岩中的A型褶皱大别山变质岩中的A型褶皱桐柏山混合岩中的A型线理桐柏山混合岩中的线理桐柏山水帘洞长英质片麻岩夹角闪岩中的鞘褶皱山东胶南群片麻岩中的鞘褶皱孤山口大理岩的鞘褶皱1.围岩不变形的普通剪切带a=1, b= （1）,c=0, d= （1）tan22（1）/1 2（1 ） 2 cot（cot ）/ （1 ） l利用一条变形岩脉和剪切带中的片理方向可求及（1）。l利用二条变形岩脉可求及（1）。lcot1（cot 1 ）/ （1 ）lcot 2（cot 2）/ （1 ）l利用剪切带中的面理方向及应变轴比可求及（1）。l利用两条岩脉变形求及（1）。

6、l不均匀的简单剪切；l垂直剪切带两壁的不均匀的体积变化；横过剪切带及两壁的均匀应变。l上述三个因素的任意组合是相容的。l（一）宏观标志：l拉伸线理的认识l地质体形状的改变lS形新生面理和面理产状的变化l不对称褶皱l鞘褶皱l叠瓦状脉和雁列脉1.透镜体或残斑的拖尾l（二）微观标志：1. S/C面理构造剖面的选择（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cotcot ， 45新生面理与剪切带边界的夹角先存岩脉的变形，应变标志的应变椭圆率R利用S/C夹角求应变lTullis et al,1983,significance and petrogenises of myloni

7、tic rocks.l1 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0.11左右l丝带构造ribbon structurel核幔构造core and mantle structurel镶嵌构造mosaic structurelS-C面理构造l碎斑系构造l3 糜棱岩类岩石的结构分类l初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩、变余（变晶）糜棱岩（blastomylonite）、构造片岩、构造片麻岩。l4 糜棱岩类岩石与变质相和变形相l不同矿物的变形行为：l层状硅酸盐、方解

8、石、石英、钾长石、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石l 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 火石英 脆 塑 重钾长石 性 性 结斜长石 破 变 晶角闪石 裂 形橄榄石l1韧性剪切带的末端效应l2共轭韧性剪切l3韧性剪切带的区域构造型式l4韧性剪切带的地质图型l重结晶粒度：动态与静态重结晶l亚晶粒粒度l自由位错密度l方解石和白云石的机械双晶l重结晶粒度D 1 3 ADml亚晶粒粒度d 1 3 kd1l石英的k值：47200，19800，11500l自由位错密度 1 3 b0.5l温度对粒度的影响：l应变强度对古应力估算的影响：韧性剪切带内应变强度与所估算是古应力的正相

9、关性l应变速率对古应力估计的影响，l应力与应变速率的本构关系：l =Aexp(-H/RT)f()l在高温（大于1/2Tm)和应变速率缓慢到可有明显的热活化恢复作用，其变形的本构流动律为幂律蠕变（power-law creep）l =A exp(-H/RT)(n/dm)l在高应力作用下，为以位错滑动为特征的指数流动律l =B exp(-H/RT) exp(D) /dml不同变质相中韧性剪切带内的糜棱岩类的差异l低绿片岩相 石英糜棱岩l高绿片岩相 钾长石石英糜棱岩l低角闪岩相 斜长石糜棱岩l高角闪岩相 斜长角闪质糜棱岩l1 变质作用和变质反应对构造细粒化和应变软化的影响，l斜长石钾长石水白云母石英

10、钠长石l或黝帘石白云母石英l钾长石水白云母石英K橄榄石橄榄石方解石方解石l2 剪溶作用对变质分异的解释l作剪切带内外岩石化学变异的等比线图l不活动组分： TiO2 ，Al2O3 ，Zr，MnO， P2O5等，La,Le，l活动组分： SiO2 ， Na2O， K2O等lCi/Co1/（1V）lVCo/Ci1lCo，Ci不活动元素在变形前后的含量lWBMWBO。 TiO2。Al2O3。Na2O。Fe2O3。 TiO2l剪切带中流体存在的地质表现：l强变形带中长英质矿物的流失与层状硅酸盐矿物的富集，l弱变形域两端和内部的同构造分泌脉，l碎斑和压力影两端的增生纤维，l岩石的退变质作用和含水矿物的形成

11、，lOHara（1988）：剪切带岩石的变形变质前后活动组分来计算流体/岩石比（N）lNLi/Cif（1Si）lLi活动组分i在变形岩石中的亏损量lCif组分i在流体中的溶解度lSi组分i在流体中的饱和度l体积变化校正：l Li Cim （ CTim / CTio ） Ciol或 N Cim （ CTim / CTio ） Cio / Cif（1Si）l河台一条韧性剪切带糜棱岩的N达110150（钟增球和游振东）l地质图示砂岩层不整合下的基性火山岩和矿化岩墙中有一平移的剪切带。火山岩中包含方解石充填的球形到近球形的气孔在水平方向拉长和缩短。在六个地点（A到F）采集了的手标本其磨光面上气孔变形成椭圆形。l1 根据剪切带中气孔扁平面所显示的新生面理，确定剪切带的位移方向和剪切指向。l2 测量各个点上变形气孔的长轴方向与剪切带边界的夹角和椭圆度