韧性剪切带培训资料Word文档格式.docx
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深层的塑性变形带称之为韧性剪切带或韧性剪切断层。
1韧性剪切带的分类
(1)、R,H,Rclmsay将剪切带分三类:
A:
脆性剪切带:
具有明显断面,伴有碎裂岩等脆性断层构造。
B:
脆-韧性剪切带:
具有脆性又有塑性形变,属过渡类型。
C:
韧性剪切带:
高应变的岩石所构成的线形地带。
(2)M.Mattaucr将韧性剪切带区分为:
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)按区域构造应力场性质,将韧性剪切带分为:
A,挤压型:
如韧性逆冲推覆剪切带。
B,伸展型:
如大型剥离滑脱构造(剥离断层)。
C,平移型:
如走滑韧性剪切带。
2.韧性剪切带的特点
(1)为一高应变带,无明显断面,但却使两侧岩石(地层)发生不同量级的位移错动变形。
(2)岩石发生强烈塑性变形,形成强烈的塑性流动构造,并沿着线形狭窄地带中延伸分布,如新生面理,线理,鞘褶皱不对称旋转构造,特别表现为糜棱岩带,片理化带,揉搓褶曲带。
(3)韧性剪切带内发育各种塑性流动显微构造。
(4)韧性剪切带呈带状,其规模不一,长度数米,数百米至百余公里。
有的成为构造单元的分界线。
(5)韧性带内和旁侧的岩体,岩脉及其它标志物发生塑性牵引构造。
(6)韧性带横断面上,岩石变形强度,矿物粒度与组成分以及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.韧性带的空间分布组合形式
(1)呈平行带状展布,尽量其内部可以有多条韧性带形成复杂组合和复合,但总体往往成狭窄条集中于一带,空间上呈线性分布出露。
(2)共轭组合,形成共轭韧性剪切带,由于一个方向缩短,一个方向拉伸,最大压缩方向对应于共轭的钝角,导致区域整体变形,共轭剪切作用所产生的褶皱及类石香肠状构造等。
见图1
图1共轭脆性与韧性剪切带的几何性质比较
4.剪切带的基本几何关系
剪切带内的基本组分都是非均匀简单剪切,一个非均匀简单剪切可以看作是由若干无限小的均匀剪切带组成。
在这种小的均匀应变单元中,假设:
(1)取X坐标为平行剪切方向,Xy为剪切面,Z为垂直Xy面的坐标。
见图2
(2)图中假设应变椭球体的三个主应变轴为Xf>
=Yf>
=Zf,且yf为不变轴,即:
e2=0。
在XZ面上,Xf与X的夹角为θ’在初始的小均匀应变单元中,小立方体的顶面位移距离为S,剪应变为r(实即rxy)ф为剪切角。
图2剪切系统应变椭圆与剪切方向
(3)假设在应变单元中有任一平面标志被剪切错开。
因而,它在XZ平面上的迹线与X轴在变形前的夹角为α,变形后的夹角为α’.据以上假设,得如下剪切带的基本几何关系:
r=tanФ
S=2tanф=2r
Tan2θ’=α/r
Cot2α’=COtα+r
5.糜棱岩的观察研究
糜棱岩是韧性剪切带的直接产物,是识别判定韧性剪切带的主要标志之一。
简单剪切变形是一种旋转变形,在连续递进变形过程中,岩石矿物发生有规律的旋转变形,形成特有的不对称岩石组构,指示着韧性剪切带的剪切运动方向,因此研究带内具有指示运动方向的小构造与显微组构,具有重要的实际意义。
韧性剪切带的运动学标志的宏观研究,需借助于垂直于y轴的XZ面。
(1)韧性带内Ss-Sc面理表现为受应变椭球主轴控制的连续S形面理,而Sc面理则是平行于剪切面或者说剪切带边界的剪切应变面理,两者常有一定夹角,可用来判定剪切指向,但两者夹角将随着应变的增强而变小,一直到趋向于0,两者成平行分布,如韧性带中心部位,Ss近于平行剪切带边界和C面理。
云母鱼属于Ss-Sc面理组构,有人称之谓Ss-Sc面理,它是云母颗粒变形中香肠化,沿微裂隙滑动错移所形成鱼形,称“云母鱼”云母鱼延长方向为Ss面理方向,而结晶尾则为Sc面理方向,二者夹角指示剪切运动方向,故用云母鱼的不对称性和Ss-Sc夹角关系来判断剪切指向。
见图3
图3面理和云母鱼
(2)拉伸线理。
是剪切作用过程中所形成的矿物生长线理,矿物拉伸线理,拉伸砾石等表现出来,它平行于主应变拉伸轴X,平行于剪切运动方向,但不具指向性。
(3)鞘褶皱。
由递进剪切作用而形成的一种貌似剑鞘的褶皱构造,是韧性剪切带中特有构造,也是韧性剪切带的最可靠标志之一。
见图4
鞘褶皱长轴,即刀鞘方向平行X轴,长轴前端枢纽弯曲部位称鼻端,指示剪切方向。
在垂直X轴的yz面上,鞘褶皱呈不规眼球状,椭圆状,封闭或半封闭状。
在垂直y轴的xz面上多呈现不对称褶皱,褶皱的倒向即为剪切指向,在X轴方
图4鞘褶皱
向上形成α型拉伸线理,平行剪切方向,但不具指向,垂直Z轴的xy面上,褶皱不明显,但α线理发育
(4)旋转变形中的各类不对称构造,如糜棱岩中的旋转碎斑系,不对称压力影,旋转香肠构造,旋转变形砾石等都可以用来判定剪切指向,进行运动学分析。
图5各种不对称旋转构造的剪切指向
6.韧性剪切带的观察研究步奏
(1)野外综合调查研究:
利用上述判别韧性带主要标志,确定韧性剪切带的存在。
(2)追索与必要的填图。
查明其空间分布,规模,组合形式,纵横变化及其与相邻地质体的关系,控制其总体特征。
(3)穿越韧性带进行综合观察,观察带的组成,构造:
糜棱岩类型,特征,组合:
不同构造岩在带内的彼此交切复合关系,相对世代:
野外宏观确定韧性带的性质,层次,指向等。
观察糜棱岩性质,产状:
韧性带从两侧到中心由弱到强的变化:
各类面理,线理及小构造的观测与描述,测制有关图件。
采集岩石薄片,构造定向片等,作显微构造研究。
采集化学,光谱及同位素年令样,对元素的运移,富集及时代进行研究。
(4)综合分析。
对韧性带形成的演化规律,成因的综合分析,对韧剪切带动力学,运动学特征及其形成的区域构造背景等进行综合分析研究。