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韧性剪切带培训资料

韧性剪切带

《韧性剪切带》

韧性剪切带也称韧性变形带，是地壳中深层次的主要构造之一。

其特点是在露头上一般见不到不连续面，两盘的位移完全有岩石塑性流动二成，似断非破，错而似连。

剪切中的矿物组分，粒度和标志层都发生一定程度的变化。

一条断层在地壳上部是脆性变形而到下部深层则变为塑性变形。

称之为断层的双层结构。

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

图5各种不对称旋转构造的剪切指向

图5各种不对称旋转构造的剪切指向

图5各种不对称旋转构造的剪切指向

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。