韌性剪切帶

韌性剪切帶

面狀高應變帶
韌性剪切帶是地殼深部(大于10~15公裡)普遍存在的具有強烈的塑性流變及旋轉應變特征的面狀高應變帶。又稱韌性斷層。[1]
    中文名:韌性剪切帶 外文名:ductile shear zone 别名:

正文

地殼深部(大于10~15公裡)普遍存在的具有強烈的塑性流變及旋轉應變特征的面狀高應變帶。又稱韌性斷層。韌性剪切帶中沒有明顯的破裂面,但兩側岩石可發生明顯的剪切位移,韌性剪切帶内部及與圍岩之間的應變均呈遞進演化的關系。其小者可見于薄片中,大者寬數公裡,延展可達上千公裡。韌性剪切帶在造山帶、裂谷帶的形成中起着重要作用,并且與成礦作用關系密切。

分類

按韌性剪切帶主界面(通過韌性剪切帶中心的葉理面)産狀及兩側相對運動狀況可分為:①主界面近直立兩側岩石相對水平移動的韌性平移型剪切帶;②上盤岩石相對下盤岩石作正向滑移的韌性正剪切帶;③上盤岩石相對下盤岩石作逆向滑移的韌性逆剪切帶;④岩石圈中不同物性岩層之間相對滑脫而形成的韌性滑脫型剪切帶。

特征

①幾何學特征。韌性剪切帶屬于平面應變中的簡單剪切機制類型,即在應變橢球體中,X軸拉伸,Z軸縮短,Y軸不變并發生旋轉,而且符合富林指數(K)為1的特點:

剪切應變值和劈理面與剪切面夾角成反比。

②小構造特征。韌性剪切帶中發育剪切成因的褶皺,在主界面附近常發育A型褶皺,還可以出現一種特殊的A型褶皺──鞘褶皺,是鑒别韌性剪切帶标志之一;遠離主界面則為樞紐與拉伸線理相垂直的B型褶皺,在過渡地帶往往為AB型褶皺。韌性剪切帶中所發育的劈理為密集的透入性流劈理,其展布呈S形或反S形。位于流劈理面上的拉伸線理平行于應變橢球體最大拉伸軸X方向,它是剪切方向在劈理面上的投影,可用來表示剪切運動矢量,是韌性剪切帶中重要的線狀構造。在造山帶中大型韌性推覆剪切帶中拉伸線理(見線理)的方向往往垂直于造山帶走向(見圖)。

③運動學标志。在平行拉伸線理(X)、垂直于劈理面(XY面)的XZ面上顯示出剪切應變的不對稱性。如S型雲母魚,不對稱結晶尾,不對稱壓力影,雪球構造及糜棱岩中S-C構造等,它們可作為判斷剪切運動方向的重要标志。

④組構特征。韌性剪切帶岩石由于遭受剪切應變,使礦物因顆粒旋轉而形成明顯的優選方位,具單斜組構對稱特點。可利用組構方位與動力系統的關系來判斷剪切運動方向。以常見的石英為例,在剪切帶中存在兩種類型的組構:〈C〉軸不對稱組構,即(0001)底面低溫(小于350℃)組構及〈A〉軸不對稱組構,即(10ī0)或(10娛1)柱面或棱面高溫(大于350℃)組構。

⑤糜棱岩。往往發育在韌性剪切帶中心部位。

⑥同變形變質作用。在低溫高剪切應變下,韌性剪切帶内可産生同變形的高、中壓變質礦物如藍閃石、硬柱石、黑硬綠泥石、多矽白雲母等,在阿爾卑斯、挪威加裡東造山帶及中國大别山還發現了地殼内罕見的超高壓變質礦物──柯石英。在韌性剪切帶發育後期由于水熱蝕變而發生退變質作用,造成從中心往邊部的倒置變質現象。

⑦剪切熱及機械作用特征。剪切應力聚集可以産生大量的熱,而溫度升高又反過來軟化岩石。因此,剪切作用可造成強韌性域及熱能聚集,并導緻地殼局部熔融及岩漿産生,在剪切過程中機械滑移及熱作用是交替進行的。

參考書目

許志琴著:《地殼變形及顯微構造》,地質出版社,北京,1984。鄭亞東、常志忠著:《岩石有限應變測量及韌性剪切帶》,地質出版社,北京,1985。J.G.蘭姆賽著,單文琅等譯:《岩石的褶皺作用和斷裂作用》,地質出版社,北京,1985。(J.G.Ramsay,Folding and Fracturing of Rocks,McGraw-Hill,New York,1967.)

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