15第十五讲-韧性剪切带课件PPT
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韧性剪切带PPT精选文档
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2．韧性剪切带：岩石在塑性状态下发生连续变形形成的狭 窄高剪切应变带（d）。
典型的韧性剪切带内变形状态从一壁穿过剪切带到另一 壁是连续的，岩石不出现破裂或不连续面，带内变形和两盘 的位移完全由岩石的塑性流动或晶内变形来完成，并遵循不 同的塑性或粘性蠕变律。因此，韧性剪切带具有“断而未破， 错而似连”的特点。
(二)剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切带 (1)均匀应变与不均匀的简单剪切之联合(D)； (2)均匀应变与不均匀的体积变化之联合(E)； (3) 不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合(F)。
8
简单剪切
一般剪切
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
X
α'
γ =tgψ；d =γz
tg2θ’= 2/γ
ctgα’=
gα+γ
又可称为糜棱岩化岩石； 2)糜棱岩（50-10%）； 3)超糜棱岩（0-10%）。
糜棱岩和糜棱岩化岩石 (Mylonite and Mylonitic rocks)
14
15
原因：变形强度 变形温度
16
如果糜棱岩形成后再经历热事件发生静态重结晶， 原来的塑性变形特征被抹掉，动态重结晶产生的细 粒化现象因颗粒再次增大而消失，这种糜棱岩称为 变余糜棱岩，该糜棱岩具有糜棱岩的宏观特征，如 透入性面理线理和不对称构造，微观（显微镜）已 不具有塑性变形特征。
37
38
十二、旋转雪球构造：剪切过程中矿物发生旋转生长形成的 构造，一般由其内包体显示其旋转方向。多见于石榴石。
19
20
21
22
五、出现A型褶皱和鞘褶皱
23
第四节、 韧性剪切带运动方向的判别
用于判别剪切带运动方向的标志称为运动性标志或 运动指向标志
2．韧性剪切带：岩石在塑性状态下发生连续变形形成的狭 窄高剪切应变带（d）。
典型的韧性剪切带内变形状态从一壁穿过剪切带到另一 壁是连续的，岩石不出现破裂或不连续面，带内变形和两盘 的位移完全由岩石的塑性流动或晶内变形来完成，并遵循不 同的塑性或粘性蠕变律。因此，韧性剪切带具有“断而未破， 错而似连”的特点。
(二)剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切带 (1)均匀应变与不均匀的简单剪切之联合(D)； (2)均匀应变与不均匀的体积变化之联合(E)； (3) 不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合(F)。
8
简单剪切
一般剪切
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
X
α'
γ =tgψ；d =γz
tg2θ’= 2/γ
ctgα’=
gα+γ
又可称为糜棱岩化岩石； 2)糜棱岩（50-10%）； 3)超糜棱岩（0-10%）。
糜棱岩和糜棱岩化岩石 (Mylonite and Mylonitic rocks)
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原因：变形强度 变形温度
16
如果糜棱岩形成后再经历热事件发生静态重结晶， 原来的塑性变形特征被抹掉，动态重结晶产生的细 粒化现象因颗粒再次增大而消失，这种糜棱岩称为 变余糜棱岩，该糜棱岩具有糜棱岩的宏观特征，如 透入性面理线理和不对称构造，微观（显微镜）已 不具有塑性变形特征。
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十二、旋转雪球构造：剪切过程中矿物发生旋转生长形成的 构造，一般由其内包体显示其旋转方向。多见于石榴石。
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21
22
五、出现A型褶皱和鞘褶皱
23
第四节、 韧性剪切带运动方向的判别
用于判别剪切带运动方向的标志称为运动性标志或 运动指向标志
韧性剪切带
韧性剪切带韧性剪切带又称韧性断层，是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭长高应变带。
韧性剪切带是地壳中深－深层次的主要构造类型之一。
以下为分类介绍:韧性剪切带的基本特征剪切带的基本类型和特征韧性剪切带又称韧性断层，是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭长高应变带（图A）。
韧性剪切带是地壳内中深－深层次的主要构造类型之一。
韧性剪切带内变形和两盘的位移由岩石塑性流变来完成。
剪切带与围岩之间无明显的界线，但两侧岩石发生了相对位移（图B-D）。
当围岩中的标志层通过剪切带，常会发生方向的变化及厚度的改变（图C），剪切带中的矿物组分及粒度也发生一定程度的变化，形成一系列的构造和岩石学特征。
脆性剪切带（即断层，图B-A）一般仅发育在地壳的浅层次。
脆性剪切带的特点是具有清楚的不连续面（断层面），两盘位移明显，变形集中在断面上，两盘岩石几无变形。
脆－韧性剪切带不连续面两侧一定范围内的岩层发生一定程度的塑性变形。
与断层的牵引作用类似（图B-B）。
韧－脆性剪切带表现为剪切派生的张应力形成的雁裂脉，反映岩石脆性破裂特征。
张裂隙之间的岩石一般受到一定程度的塑性变形（图B-C）。
韧性剪切带的几何特征韧性剪切带的几何特征韧性剪切带几何学包括剪切带边界条件和几何性质。
几何学上最简单的剪切带的边界条件是：①具有相互平行的剪切带边界；②沿每个横断面的位移相同。
这意味着岩石有限应变方向和性质在横过剪切带的任意剖面上是一致的。
根据剪切带的边界条件和位移情况，韧性剪切带可分为下列几种几何类型：（一）剪切带外的岩石未受变形１、不均匀的简单剪切（图Ａ）２、不均匀的体积变化（图Ｂ）３、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合（图Ｃ）（二）剪切带外的岩石受到均匀应变１、均匀应变与不均匀的简单剪切之联合（图Ｄ）；2、均匀应变与不均匀的体积变化之联合（图Ｅ）；３、均匀应变、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之联合（图Ｆ）。
<回到顶部>韧性剪切带的构造特征韧性剪切带的构造特征简单剪切带的基本几何关系剪切带的变形是非均匀简单剪切。
5 韧性剪切带
10
• 2. 脆-韧性过渡型剪切带
脆-韧性剪切带有多种类型，主要型 式有两种:①似断层牵引现象的脆-韧性剪 切带(图15-1B)，在韧性变形的岩石内部 发育不连续面，沿不连续面可能产生摩 擦滑动，而其两侧一定范围内的岩层或 其他标志体则发生一定程度的塑性变形； ②韧-脆性剪切带由张裂脉的雁行状阵列 表现出来(图15-1C)，雁列张裂隙反映岩 石的脆性变形，而张裂隙之间的岩石一 般受到一定程度的塑性变形。
16
第二节 韧性剪切带 的几何学
一、韧性剪切带的规模与产状
韧性剪切带的规模相差甚大，小者在薄片 中可见，大者长达数百-上干公里，甚至一些陆 块或板块的边界也表现为韧性剪切带。从位移 距离来看，相差也很悬殊，小者毫米级大者上 百公里。
韧性剪切带的产状陡缓不一，可以从水平 至直立，与韧性剪切带的性质、规模、发育的 构造部位等因素有关。
5
4.断层构造岩石多相混杂
变质岩区断裂的重大特点之一是岩 石在韧性剪切流变过程中产生新生的变 质构造岩和新生的应力矿物组合。随着 地壳的隆升，剪切带位置也随之上移， 深成的糜棱岩系列的断层岩石也相应发 生改造，遭受蚀变和破坏，形成复合断 层岩。
6
5.断面 (剪切带)褶皱的普遍性
变质岩区韧性剪切带，甚至断层形 成以后，作为一种面状构造又卷入后继 变形，尤其是那些先存产状平缓的滑脱 面，往往会大面积地卷入后期的区域性 褶皱系统。事实上，过去变质岩区地质 图上的不少地质界线，很可能就是这一 构造现象的反映。
对韧性剪切带的认识，极大地丰富了变质 岩区构造研究的内容，加深了变质岩构造复杂 多样的理解。
1
变质岩区断裂构造的基本特点
断层是岩石圈中固体岩石内的位移发生面或位移发生 带，在各种构造环境中都有发育。其中，尤以变质岩区的 断裂复杂多样，表现如下:
• 2. 脆-韧性过渡型剪切带
脆-韧性剪切带有多种类型，主要型 式有两种:①似断层牵引现象的脆-韧性剪 切带(图15-1B)，在韧性变形的岩石内部 发育不连续面，沿不连续面可能产生摩 擦滑动，而其两侧一定范围内的岩层或 其他标志体则发生一定程度的塑性变形； ②韧-脆性剪切带由张裂脉的雁行状阵列 表现出来(图15-1C)，雁列张裂隙反映岩 石的脆性变形，而张裂隙之间的岩石一 般受到一定程度的塑性变形。
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第二节 韧性剪切带 的几何学
一、韧性剪切带的规模与产状
韧性剪切带的规模相差甚大，小者在薄片 中可见，大者长达数百-上干公里，甚至一些陆 块或板块的边界也表现为韧性剪切带。从位移 距离来看，相差也很悬殊，小者毫米级大者上 百公里。
韧性剪切带的产状陡缓不一，可以从水平 至直立，与韧性剪切带的性质、规模、发育的 构造部位等因素有关。
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4.断层构造岩石多相混杂
变质岩区断裂的重大特点之一是岩 石在韧性剪切流变过程中产生新生的变 质构造岩和新生的应力矿物组合。随着 地壳的隆升，剪切带位置也随之上移， 深成的糜棱岩系列的断层岩石也相应发 生改造，遭受蚀变和破坏，形成复合断 层岩。
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5.断面 (剪切带)褶皱的普遍性
变质岩区韧性剪切带，甚至断层形 成以后，作为一种面状构造又卷入后继 变形，尤其是那些先存产状平缓的滑脱 面，往往会大面积地卷入后期的区域性 褶皱系统。事实上，过去变质岩区地质 图上的不少地质界线，很可能就是这一 构造现象的反映。
对韧性剪切带的认识，极大地丰富了变质 岩区构造研究的内容，加深了变质岩构造复杂 多样的理解。
1
变质岩区断裂构造的基本特点
断层是岩石圈中固体岩石内的位移发生面或位移发生 带，在各种构造环境中都有发育。其中，尤以变质岩区的 断裂复杂多样，表现如下:
构造地质学-韧性剪切带
云开大山内变斑晶
长石旋转残斑(安徽肥东)
7. 不对称压力影 尾端指运动方向
8. 书斜构造（多米诺骨牌） 先存面理垂直剪切带或平行剪切带时，
判别方法相反 9. 曲颈状构造
矿物碎斑、集合体、捕虏体的一侧拉长， 尖端指向运动方向
书斜构造(安徽桐城)
第十五章 韧性剪切带
第一节 剪切带的基本特征
剪切带 ——岩石在剪切作用下发生的狭长高变形带， 可分为：
1. 脆性剪切带（断层或断裂带） (1)地壳上部低温、静压条件下的产物 (2)具有一个或多个清晰的不连续面，两盘有明显位移 (3)变形集中在不连续面上，两侧岩石几乎未变形 (4)发育有碎裂岩系的断层岩
千糜岩、变余糜棱岩、构造片岩、构造片麻岩
初 糜 棱 岩
初糜棱岩
超糜棱岩
第三节 剪切带运动学方向的确定
1. 错开的岩脉或标志层 先期（存）的标志层被位移、错开，或拖拉呈 “S”形弯曲
2. 不对称褶皱 平行层面的剪切作用，导致岩层弯曲旋转， 形成不对称褶皱， 小轴面与岩层面的锐夹角指向对盘动向
3. 鞘褶皱 平行与拉伸方向的（A型） 褶皱，指向剪不对称小褶皱(安徽肥东)
大别造山带内不对称小褶皱（随州）
晓天-磨子谭断裂带鞘褶皱
郯庐断裂带内鞘褶皱
4. S-C面理（两种面理组合） S面理: 剪切带内的面理，平行带内应变椭球体的 XY 面，呈S 型展布 C面理: 糜棱岩面理，平行剪切带边界相间排列 的小型剪切带
韧性剪切带(安徽桐城)
平面可见：两期左旋平移 两种叠加方式
第二节 糜棱岩
1. 糜棱岩的基本特征 (1)与原岩相比粒度明显减小 (2)具有增强的面理和线理 (3)发育于狭窄的强应变带内 (4)表现出塑性变形、动态恢复、动态重结晶的特点
地质构造学课件 第十三章 韧性剪切带
糜棱岩的分类：
糜棱岩的组成可分为： (1)重结晶产生的新的细粒化的颗粒形成的基质； (2)未重结晶的原矿物残余（母晶残斑），如核幔构造的核。
根据母晶残余量，糜棱岩进一步分为： 1)初糜棱岩（残斑含量：50-90%）,又可称为糜棱岩化岩石； 2)糜棱岩（50-10%）； 3)超糜棱岩（0-10%）。
(二)剪切带外的岩石受到均匀应变的韧性剪切带 (1)均匀应变与不均匀的简单剪切之联合(D)； (2)均匀应变与不均匀的体积变化之联合(E)； (3)均匀应变、不均匀的简单剪切和不均匀的体积变化之 联合(F)。
简单剪切
一般剪切
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
X
α'
γ =tgψ；d =γz
tg2θ’= 2/γ
ctgα’= ctgα+γ
三、统一运动指向的不对称构造：两盘相对运动发生剪切， 剪切带内发生旋转变形形成具有指示运动方向的不对称构造。
四、与两盘相比具有明显强烈的应变，但不出现构造不连续 面，如有横过剪切带的标志层，其为连续变形体而不破裂。 如果韧性变形叠加了明显的同期不连续面，则是韧脆性断层。
五、出现A型褶皱和鞘褶皱
3.矿物发生塑性变形，特别是矿物的动态重结晶作用。手标 本上表现为石英被塑性拉长形成石英条带，长石等因旋转形 成不对称碎斑系。
显微镜下表现为矿物的定向拉长、定向生长，和刚性矿物 的旋转变形。动态重结晶作用明显，常见的是石英完全重 结晶，而长石形成核幔构造。
核幔构造：重结晶作用下形成的由变形母晶残斑核和围绕 残斑的重结晶细粒幔形成的一种构造。
§2 韧性剪切带的简单几何关系
韧性剪切带的两个基本构造要素：两盘和两盘限定的强韧性 变形带。根据两盘和变形带的应变特征可将韧性剪切带分为 两类六种几何类型
韧性剪切带解析
3 剪切带的产状：
• 逆、正、平移型剪切带的表现形式 • 大型平移型韧性剪切带是地面上最容易观
察到的剪切带。
三、简单剪切带的几何关系
Sander的运动学坐标系：a，b，c Ramsay的应变主轴：A，B，C
B C
A
b a
c
简单剪切的应变椭圆参数
tan2’= 2/, 0, ’ 45°，γ ∞，’ tan2= -2/ , 0, 45°，γ ∞， R=[2+ 2+ (2+ 4) 1/2 ]/2， 1＋e1＝1/（1＋e3），e2＝0
2 先存面状构造的变形
• 方向的改变 cotα’＝cot α＋γ • 厚度的改变 T＝ t’/ sin α’＝t/sin α • t’＝t（sin α’/sin α）
与剪 能切 干带 层中 的层 变的 形变
形 ：
非 能 干 层
A
3 先 型存 褶线 皱状 和构 鞘造 褶的 皱变 的形 形 成
• 低绿片岩相 石英糜棱岩 • 高绿片岩相 钾长石石英糜棱岩 • 低角闪岩相 斜长石糜棱岩 • 高角闪岩相 斜长角闪质糜棱岩
十一、韧性剪切带中构造化学作用与体积变 化
• 1 变质作用和变质反应对构造细粒化和 应变软化的影响，
• 1 糜棱岩的含义：产生于一个相对狭窄的 面状带中；细粒化（晶体塑性变形为主）； 发育强烈的面理（fluxion）和/或拉伸线理。 流状构造：似流纹状的流动纹层或较平直 的条纹状。纹层宽度在0.1～1㎜左右
石英的核幔构造
•
亚绿片岩相 低绿片岩相 高绿片岩相 角闪岩相
绢云母 晶
退
方解石
体Leabharlann 火石英 脆脆-韧性剪切带:
A.两盘邻断层一定范围 内具塑性变形的断层
断裂构造之韧性剪切带
CATACLASITE (BRITTLE)
(Bruhn, 2001)
MYLONITE (DUCTILE)
2)鞘褶皱 2)鞘褶皱Sheath folds
鞘褶皱：褶皱枢纽平行剪切方向， 鞘褶皱：褶皱枢纽平行剪切方向，属A型褶皱。 型褶皱。 YZ面 圆形、 在YZ面，圆形、眼球形 XZ面 在XZ面，不对称褶皱 XY面 长条形，舌状， 在XY面，长条形，舌状，表面有拉伸线理
3)新生的面理和线理 新生的面理和线理
S面理：矿物平行于剪切带中的应变椭球体的XY 面理：矿物平行于剪切带中的应变椭球体的 面理 面形成，从边缘到中心， 面形成，从边缘到中心，面理与剪切方向的夹 角从大到小。 角从大到小。 C面理（糜棱岩面理）：平行于剪切方向的面理。 面理（糜棱岩面理）：平行于剪切方向的面理。 面理 ）：平行于剪切方向的面理 矿物生长线理和拉伸线理
Undeformed block
4、韧性剪切带内的变形变质特征 、
剪切带内部表现为一套强烈韧性变形 的构造组合，常发育有糜棱面理、拉伸线 的构造组合，常发育有糜棱面理、 理、鞘褶皱以及糜棱岩等。 鞘褶皱以及糜棱岩等。 1）糜棱岩 ） 剪切带内特有一种岩石， 剪切带内特有一种岩石，发生了强烈 高韧性变形；和变形前岩石相比，（ ，（１ 高韧性变形；和变形前岩石相比，（１） 粒度显著减小；（ ；（２ 粒度显著减小；（２）具增强的面理和线 ；（３ 发育于狭长的强应变带； 理；（３）发育于狭长的强应变带； （４）至少有一种造岩矿物发生了明显的 塑性变形，如石英常被拉长呈拔丝状， 塑性变形，如石英常被拉长呈拔丝状，云 母多呈扭折。 母多呈扭折。
第三节 断裂构造之韧性剪切带
一、定义 韧性断层又称韧性剪切带， 韧性断层又称韧性剪切带，它是岩石在塑性状态下剪 切作用于形成的强烈变形带。长宽比至少大于5 的高 切作用于形成的强烈变形带。长宽比至少大于 : 1的高 剪应变带。一条向下切割的大断裂， 剪应变带。一条向下切割的大断裂，在浅层次为脆性断 向深层次则过渡为韧性断层。 层，向深层次则过渡为韧性断层。
构造地质学14韧性剪切带
第14章
韧性剪切带
本章主要内容 一、剪切带与韧性剪切带的概念 二、韧性剪切带的特点 三、韧性剪切带内的岩石变质与变形 四、韧性剪切带运动方向的判别标志 五、韧性剪切带的观察研究
一、剪切带与韧性剪切带的概念
剪切带：由近平行的边界所限制的线状强烈剪应变带。 一般长宽比至少大于5 : 1。它们有四种基本类型： 1．脆性剪切带或断层（1）
在剪切带中心一般 发育糜棱岩石。随 着剪应变增大，剪 切带内糜棱岩带越 宽，直至充满整个 韧性剪切带区间。 这时，剪切带的边 界比较清楚，剪切 带内外的岩石、构 造都有明显区别， 因而称作韧性断层 较为合适。
线状构造变化的总趋势是向X轴方向靠拢。标志层可 变厚形成弯褶皱，也可以变薄拉断形成香肠构造。如果 原来交叉的几个方向的岩脉受到剪切带影响，那么，不 同方向的岩脉将会出现不同的变形结果。
Hale Waihona Puke 岩）基质中普遍发生重结晶作用
糜棱岩系列
初糜棱岩
眼球状糜棱 岩
糜棱岩
变余糜棱 岩（基质 中重结晶 颗粒普遍
增大）
超碎裂岩
超糜棱岩
假玄武玻璃
超塑性糜棱岩
未变质
很低
低
中
高
基质比例
0-10%
1050% 5090% 90100%
深度(km) 温度压力
0——— 5 ————— 10 ——— 15 ———— 20 —— 25 P、T增加方向
尾部平行于C面理，与S-C面理类似，(001)解理与 尾部的锐夹角指示邻侧的剪切运动方向
云母鱼
6. 旋转碎斑系 糜棱岩中碎斑及其周缘较弱的动态重结晶的集合
体或细碎屑颗粒发生旋转，形成不对称的具有楔形尾 部的碎斑系。根据结晶拖尾的形状，分为“σ”和 “δ”型两类
韧性剪切带
本章主要内容 一、剪切带与韧性剪切带的概念 二、韧性剪切带的特点 三、韧性剪切带内的岩石变质与变形 四、韧性剪切带运动方向的判别标志 五、韧性剪切带的观察研究
一、剪切带与韧性剪切带的概念
剪切带：由近平行的边界所限制的线状强烈剪应变带。 一般长宽比至少大于5 : 1。它们有四种基本类型： 1．脆性剪切带或断层（1）
在剪切带中心一般 发育糜棱岩石。随 着剪应变增大，剪 切带内糜棱岩带越 宽，直至充满整个 韧性剪切带区间。 这时，剪切带的边 界比较清楚，剪切 带内外的岩石、构 造都有明显区别， 因而称作韧性断层 较为合适。
线状构造变化的总趋势是向X轴方向靠拢。标志层可 变厚形成弯褶皱，也可以变薄拉断形成香肠构造。如果 原来交叉的几个方向的岩脉受到剪切带影响，那么，不 同方向的岩脉将会出现不同的变形结果。
Hale Waihona Puke 岩）基质中普遍发生重结晶作用
糜棱岩系列
初糜棱岩
眼球状糜棱 岩
糜棱岩
变余糜棱 岩（基质 中重结晶 颗粒普遍
增大）
超碎裂岩
超糜棱岩
假玄武玻璃
超塑性糜棱岩
未变质
很低
低
中
高
基质比例
0-10%
1050% 5090% 90100%
深度(km) 温度压力
0——— 5 ————— 10 ——— 15 ———— 20 —— 25 P、T增加方向
尾部平行于C面理，与S-C面理类似，(001)解理与 尾部的锐夹角指示邻侧的剪切运动方向
云母鱼
6. 旋转碎斑系 糜棱岩中碎斑及其周缘较弱的动态重结晶的集合
体或细碎屑颗粒发生旋转，形成不对称的具有楔形尾 部的碎斑系。根据结晶拖尾的形状，分为“σ”和 “δ”型两类
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糜棱岩中的不对称小褶皱(安徽肥东)
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S-C面理（安徽桐城）
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云母鱼构造（安徽肥东）
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长石旋转残斑(安徽肥东)
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书斜构造(安徽桐城)
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脆性剪切带(安徽宿松)
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3. 韧性剪切带 (1)不出现破裂面，带内变形和两盘位移由岩石的塑性
流动或晶内变形来完成 (2)断而未破，错而似连 (3)深部岩石变形特点
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粤西云开大山中大型韧性剪切带 5
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初 糜 棱 岩
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糜 棱 岩
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超 糜 棱 岩 14
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第十五章 韧性剪切带
第一节 剪切带的基本类型
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1. 脆性剪切带（断层或断裂带） (1)地壳上部低温、静压条件下的产物 (2)具有一个或多个清晰的不连续面，两盘有明显位移 (3)变形集中在不连续面上，两侧岩石几乎未变形 (4)发育有碎裂岩系的断层岩
2. 脆—韧性剪切带 (1)脆性、韧性的过渡类型 (2)似牵引状的脆—韧性剪切带，发育在不连续面旁侧 (3)雁列式塑性变形