构造地质学第15章 韧性剪切带

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构造地质学第15章韧性剪切带

第十五章韧性剪切带徐海军地球科学学院

构造地质学第15章韧性剪切带

剪切带的概念

剪切带(shearzone):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。剪切带是岩石圈中广泛发育的主要构造类型之一，具有不同的尺度，从薄片、手标本、野外露头到造山带。剪切带可以形成于脆性、韧性以及脆-韧性过渡条件下。

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洋陆俯冲带

剪切带形成的大地构造背景

大陆碰撞带

大陆裂谷

转换断层

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剪切带的基本类型根据剪切带发育的物理环境和变形机制的不同，可将剪切带分为：

脆性剪切带：发育在地壳上部，脆性变形的产物；脆-韧性过渡型剪切带：包括脆-韧性剪切带和韧-脆性剪切带；韧性剪切带：岩石在塑性状态下发生连续变形的狭窄高剪切应变带，具有“断而未破，错而相连〞的特点。

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韧性剪切带

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剪切带的一般特征1.所有剪切带都代表一个狭

窄的变形集中带，或应变局限化带(strainlocalization)。2.剪切带中应变是不均匀分

布的：剪切带中心应变量最大，向两侧岩石应变量则减小。3.不同性质的剪切带在空间

和时间上有紧凑的联系，可以相互转换或过渡。

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韧性剪切带的几何特征

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韧性剪切带的几何学特征

韧性剪切带的两个基本结构要素：剪切带的两盘(壁)和两盘所限制的强塑性变形带；大多数韧性剪切带边界是近于平行的，沿每个横断面的位移一致；韧性剪切带的边界可以沿走向收敛或发散。

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韧性剪切带的几何类型韧性剪切带外的岩石未受变形影响

不均匀的简单剪切不均匀的体积变化不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合

韧性剪切带外的岩石受到均匀应变

均匀应变与不均匀应变的简单剪切之联合均匀应变与不均匀的体积变化之联合均匀应变、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合

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韧性剪切带内的岩石变形

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糜棱岩(mylonite)糜棱岩这一术语是Lapworth于1885年提出的，用以描述沿

断层发育的一种细粒的、具猛烈面理化的断层岩。糜棱岩的四个基本要素：1.

与原岩相比，粒度显著减小；

2.3.4.

具加强的面理或线理；发育于狭窄的强应变带内；

变形岩石中至少有一种主要矿物发生了明显的塑性变形。

根据糜棱岩中细粒化基质的含量将糜棱岩系列的岩石划分

为初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩。

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初糜棱岩糜棱岩超糜棱岩

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初糜棱岩(protomylonite)

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糜棱岩(mylonite)

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新生面理和线理韧性剪切带具有独特的S-C组构特征和矿物拉伸线理，是其主要鉴定标志之一，也是韧性剪切带中形成的新生面理和线理。1.S面理(

剪切带内面理):矿物平行于剪切带中的应变椭球体的XY面形成，从边缘到中心，面理与剪切方向的夹角从大到小。2.C面理(糜棱面理):平行于剪切方向的面理。3.拉伸线理：在韧性剪切带内的面理上，矿物沿最大拉伸方向定向排列，形成矿物拉伸线理。常用L表示。

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韧性剪切带的褶皱变形

ZXY

鞘褶皱褶皱枢纽平行剪切方向，其褶皱轴与拉伸线理平行，剖面上形似剑鞘，常呈扁圆状或舌状，属A型褶皱中的一种特别类型，是鉴定韧性剪切带的标志之一。三维剖面形态特征：1、在YZ剖面上，多呈圆形、眼球形，形似剑鞘。2、在XZ剖面上，多呈不对称褶皱形态。3、在XY剖面上，多呈长条状、舌状展布，表面有拉伸线理。

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变质作用和流体作用

变形产生的应力梯度和化学浓度梯度为流体及组分运动提供驱动力。流体和组分的运动导致变质反应的发生，形成新的岩石类型，即构造岩，典型代表为糜棱岩。流体对变形的影响：1、流体的水解弱化作用与压溶作用可以极大降低岩石的剪切强度，并促进岩石发生塑性变形；2、流体可以作为物质组分迁移的有效载体，可以提高变质反应的速率，促进新生矿物的成核、生长和重结晶；

3、流体的存在可以增加孔隙压力，降低有效应力，从而促进剪切带的不断成核和扩展