高構(gòu)8韌性剪切帶

1、第八章韌性剪切帶Ductile shear zonel研究簡(jiǎn)史：lRamsay and Graham, 1970, Strain variation in shear belts.lSibson ,1977, Fault rocks and fault mechanisms.l1979,西班牙國(guó)際剪切帶會(huì)議lRamsay, 1980, Shear zone geometry: a reviewl1981,美國(guó)Panrose會(huì)議lTullis et al,1983,significance and petrogenises of mylonitic rocks.l1986,加拿大,金礦國(guó)際討論會(huì)

2、l1989 ,吳美德，含金剪切帶型金礦 l鄭亞?wèn)|等，巖石有限應(yīng)變測(cè)量及韌性剪切帶,1985l劉喜山等,變形變質(zhì)作用及成礦,1992l何紹勛等,韌性剪切帶與成礦,1996l翟裕生等，大型構(gòu)造與超大型礦床，l剪切帶:相對(duì)狹長(zhǎng)的(長(zhǎng)寬比5）被低有限應(yīng)變狀態(tài)包圍的面狀或曲面狀的強(qiáng)烈變形帶。l1 按變形行為分的類型：l脆性剪切帶（斷層）；l韌性剪切帶ductile shear zonel兩盤的位移由塑性流動(dòng)完成l露頭尺度上無(wú)不連續(xù)面l標(biāo)志層可以在剪切帶內(nèi)追索，改變方向但不斷裂l是結(jié)晶基底及變質(zhì)條件下最常見的構(gòu)造片麻巖中變基性巖的韌性剪切帶l脆-韌性剪切帶:l兩盤鄰斷層具塑性變形的斷層低級(jí)綠片巖相，正常地

3、熱梯度，擠壓體制，長(zhǎng)英質(zhì)巖石l據(jù)Heard（1960）對(duì)灰?guī)r的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：以發(fā)生破壞時(shí)達(dá)到35的應(yīng)變?yōu)榇囗g性過(guò)渡，地殼平均壓力梯度27MPa/km，地?zé)崽荻?5C/km，干灰?guī)r在壓縮條件下為3.5km，拉伸下為15km。l1)不均勻的簡(jiǎn)單剪切l(wèi)xx+ylyyl2)不均勻的體積變化lxxly（1） yXYl三種剪切帶的應(yīng)變軌跡lA簡(jiǎn)單剪切l(wèi)B體積變化lC ABl4）加總體的均勻應(yīng)變；及其組合lxaxbylycxdylxxyly”yl逆、正、平移型剪切帶的表現(xiàn)形式l大型平移型韌性剪切帶是地面上最容易觀察到的剪切帶。baSander的運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)系：a，b，cRamsay的應(yīng)變主軸：A，B，CcABCl

4、簡(jiǎn)單剪切的卡片模型：l簡(jiǎn)單剪切的坐標(biāo)變換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, 新生組構(gòu)l面理的方向與剪切帶的夾角ltan2=2 / Scotland，外Hebrides變輝長(zhǎng)巖中小型韌性剪切帶l方向的改變 cotcot l厚度的改變 tt（sin /sin ）Moine變粒巖系中的韌性剪切帶的被動(dòng)褶皺剪切帶中層的變形：非能干

5、層與能干層的變形北京西山灰?guī)r中的A型褶皺北京西山灰?guī)r中的A型褶皺大別山變質(zhì)巖中的A型褶皺桐柏山混合巖中的A型線理桐柏山混合巖中的線理桐柏山水簾洞長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖夾角閃巖中的鞘褶皺山東膠南群片麻巖中的鞘褶皺孤山口大理巖的鞘褶皺1.圍巖不變形的普通剪切帶a=1, b= （1）,c=0, d= （1）tan22（1）/1 2（1 ） 2 cot（cot ）/ （1 ） l利用一條變形巖脈和剪切帶中的片理方向可求及（1）。l利用二條變形巖脈可求及（1）。lcot1（cot 1 ）/ （1 ）lcot 2（cot 2）/ （1 ）l利用剪切帶中的面理方向及應(yīng)變軸比可求及（1）。l利用兩條巖脈變形求及（1）。

6、l不均勻的簡(jiǎn)單剪切；l垂直剪切帶兩壁的不均勻的體積變化；橫過(guò)剪切帶及兩壁的均勻應(yīng)變。l上述三個(gè)因素的任意組合是相容的。l（一）宏觀標(biāo)志：l拉伸線理的認(rèn)識(shí)l地質(zhì)體形狀的改變lS形新生面理和面理產(chǎn)狀的變化l不對(duì)稱褶皺l鞘褶皺l疊瓦狀脈和雁列脈1.透鏡體或殘斑的拖尾l（二）微觀標(biāo)志：1. S/C面理構(gòu)造剖面的選擇（ac面）1 地質(zhì)體的錯(cuò)開2簡(jiǎn)單剪切帶的位移1）雁行脈列的位移量的計(jì)算cotcot ， 45新生面理與剪切帶邊界的夾角先存巖脈的變形，應(yīng)變標(biāo)志的應(yīng)變橢圓率R利用S/C夾角求應(yīng)變lTullis et al,1983,significance and petrogenises of myloni

7、tic rocks.l1 糜棱巖的含義：產(chǎn)生于一個(gè)相對(duì)狹窄的面狀帶中；細(xì)粒化（晶體塑性變形為主）；發(fā)育強(qiáng)烈的面理（fluxion）和/或拉伸線理。流狀構(gòu)造：似流紋狀的流動(dòng)紋層或較平直的條紋狀。紋層寬度在0.11左右l絲帶構(gòu)造ribbon structurel核幔構(gòu)造core and mantle structurel鑲嵌構(gòu)造mosaic structurelS-C面理構(gòu)造l碎斑系構(gòu)造l3 糜棱巖類巖石的結(jié)構(gòu)分類l初糜棱巖、糜棱巖、超糜棱巖、千糜巖、變余（變晶）糜棱巖（blastomylonite）、構(gòu)造片巖、構(gòu)造片麻巖。l4 糜棱巖類巖石與變質(zhì)相和變形相l(xiāng)不同礦物的變形行為：l層狀硅酸鹽、方解

8、石、石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石、橄欖石l 亞綠片巖相 低綠片巖相 高綠片巖相 角閃巖相絹云母 晶 退方解石 體 火石英 脆 塑 重鉀長(zhǎng)石 性 性 結(jié)斜長(zhǎng)石 破 變 晶角閃石 裂 形橄欖石l1韌性剪切帶的末端效應(yīng)l2共軛韌性剪切l(wèi)3韌性剪切帶的區(qū)域構(gòu)造型式l4韌性剪切帶的地質(zhì)圖型l重結(jié)晶粒度：動(dòng)態(tài)與靜態(tài)重結(jié)晶l亞晶粒粒度l自由位錯(cuò)密度l方解石和白云石的機(jī)械雙晶l重結(jié)晶粒度D 1 3 ADml亞晶粒粒度d 1 3 kd1l石英的k值：47200，19800，11500l自由位錯(cuò)密度 1 3 b0.5l溫度對(duì)粒度的影響：l應(yīng)變強(qiáng)度對(duì)古應(yīng)力估算的影響：韌性剪切帶內(nèi)應(yīng)變強(qiáng)度與所估算是古應(yīng)力的正相

9、關(guān)性l應(yīng)變速率對(duì)古應(yīng)力估計(jì)的影響，l應(yīng)力與應(yīng)變速率的本構(gòu)關(guān)系：l =Aexp(-H/RT)f()l在高溫（大于1/2Tm)和應(yīng)變速率緩慢到可有明顯的熱活化恢復(fù)作用，其變形的本構(gòu)流動(dòng)律為冪律蠕變（power-law creep）l =A exp(-H/RT)(n/dm)l在高應(yīng)力作用下，為以位錯(cuò)滑動(dòng)為特征的指數(shù)流動(dòng)律l =B exp(-H/RT) exp(D) /dml不同變質(zhì)相中韌性剪切帶內(nèi)的糜棱巖類的差異l低綠片巖相 石英糜棱巖l高綠片巖相 鉀長(zhǎng)石石英糜棱巖l低角閃巖相 斜長(zhǎng)石糜棱巖l高角閃巖相 斜長(zhǎng)角閃質(zhì)糜棱巖l1 變質(zhì)作用和變質(zhì)反應(yīng)對(duì)構(gòu)造細(xì)?；蛻?yīng)變軟化的影響，l斜長(zhǎng)石鉀長(zhǎng)石水白云母石英

10、鈉長(zhǎng)石l或黝簾石白云母石英l鉀長(zhǎng)石水白云母石英K橄欖石橄欖石方解石方解石l2 剪溶作用對(duì)變質(zhì)分異的解釋l作剪切帶內(nèi)外巖石化學(xué)變異的等比線圖l不活動(dòng)組分： TiO2 ，Al2O3 ，Zr，MnO， P2O5等，La,Le，l活動(dòng)組分： SiO2 ， Na2O， K2O等lCi/Co1/（1V）lVCo/Ci1lCo，Ci不活動(dòng)元素在變形前后的含量lWBMWBO。 TiO2。Al2O3。Na2O。Fe2O3。 TiO2l剪切帶中流體存在的地質(zhì)表現(xiàn)：l強(qiáng)變形帶中長(zhǎng)英質(zhì)礦物的流失與層狀硅酸鹽礦物的富集，l弱變形域兩端和內(nèi)部的同構(gòu)造分泌脈，l碎斑和壓力影兩端的增生纖維，l巖石的退變質(zhì)作用和含水礦物的形成

11、，lOHara（1988）：剪切帶巖石的變形變質(zhì)前后活動(dòng)組分來(lái)計(jì)算流體/巖石比（N）lNLi/Cif（1Si）lLi活動(dòng)組分i在變形巖石中的虧損量lCif組分i在流體中的溶解度lSi組分i在流體中的飽和度l體積變化校正：l Li Cim （ CTim / CTio ） Ciol或 N Cim （ CTim / CTio ） Cio / Cif（1Si）l河臺(tái)一條韌性剪切帶糜棱巖的N達(dá)110150（鐘增球和游振東）l地質(zhì)圖示砂巖層不整合下的基性火山巖和礦化巖墻中有一平移的剪切帶?；鹕綆r中包含方解石充填的球形到近球形的氣孔在水平方向拉長(zhǎng)和縮短。在六個(gè)地點(diǎn)（A到F）采集了的手標(biāo)本其磨光面上氣孔變形成橢圓形。l1 根據(jù)剪切帶中氣孔扁平面所顯示的新生面理，確定剪切帶的位移方向和剪切指向。l2 測(cè)量各個(gè)點(diǎn)上變形氣孔的長(zhǎng)軸方向與剪切帶邊界的夾角和橢圓度