韧性剪切带解析
韧性剪切带PPT精选文档
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)。
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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
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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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五、出现A型褶皱和鞘褶皱
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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
构造地质学14韧性剪切带
褶皱变形
3. 鞘褶皱：垂直Y轴剖面上的褶皱倒向指示剪切方向
4. S-C面理 S型面理和C面理所交锐夹角指示邻侧剪切带的剪 切方向。随着剪应变加大，剪切带内面理（S）逐 渐接近以致平行于糜棱岩面理
5. “云母鱼”构造 多发育于原岩是石英云母片岩的糜棱岩中，在先
存云母碎片的(001)解理，处于不易滑动的情况下， 在与(001)解理斜交的方向上形成与剪切方向相反的 微型犁式正断层，上、下云母碎块发生滑移、分离 和旋转，形成不对称的“云母鱼”构造。
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）
称，外形与旋转碎斑系类似
8. “多米诺骨牌”构造 较强硬的碎斑(如长石)破 裂并旋转，每个碎片向剪 切方向倾斜，形成类似多 米诺骨牌，其裂面与剪切 带的锐夹角指示剪切方向
书斜构造
9. 曲颈状构造 碎斑或矿物集合体、侵入岩中的捕虏体等在递进剪
切作用下，一侧被拉长或拉断，形成曲颈瓶状，曲颈 弯曲方向指示剪切方向。
具有明显的破裂或不连续面，所有剪切都集中在断层面上；发 育断层角砾岩、碎裂岩等断层伴生构造；几何上可以区分正断 层、逆断层和平移断层；是在地壳上部较浅部位形成的断层。
2、脆-韧性剪切带 有明显的破裂或不连续面；剪切带两侧的有限范围内 出现韧性牵引现象。也是在地壳上部较浅部位形成的 断层。
3.韧-脆性剪切带（韧-脆性过渡剪切带） 没有明显不连续面；在剪切带内部出现雁行状张裂隙， 递进变形的结果可成S形，主体是韧性的；发育于比较低 级的变质岩带中，特别是在厚层的石英岩中。内蒙保康 伊胡赛金矿剪切带中的雁行状张裂系被含金石英脉充填。
15-韧性剪切带和糜棱岩
韧性剪切带的剪切方向的确定
3．鞘褶皱 鞘褶皱枢纽的弯曲方
形态与剑鞘相似的 褶皱。常见于韧性 剪切带中。由于发 育的程度不同，有 时也可呈饼状、舌 状等。其基本特征 是：在垂直于褶皱 长轴 (X轴)剖面上 的形态以封闭的同 心圆状或眼球状为 典型，也有呈半封 闭的 Ω型；
鞘褶皱
韧性剪切带的特征
韧性剪切带中所发育 的劈理为密集的透入 性流劈理，其展布呈S 形或反S形。位于流劈 理面上的拉伸线理平 行于应变椭球体最大 拉伸轴 X方向，它是 剪切方向在劈理面上 的投影，可用来表示 剪切运动矢量，是韧 性剪切带中重要的线 状构造。在造山带中 大型韧性推覆剪切带 中拉伸线理的方向往 往垂直于造山带走向
向，或垂直Ｙ轴剖面 上的褶皱倒向指示剪 切方向（图Ｃ）。
错开的岩脉／标志层
不对称褶皱
鞘褶皱——枢纽弯曲指向
S-C组构（Ｉ型面理）
剪切方向的确定标志
“云母鱼”构造 “云母鱼”构造多发育于 石英云母片岩中，先存的云 母碎片，其中的(001)解理处 于不易滑动的情况下，在剪 切作用过程中，在与(001)解 理斜交的方向上形成与剪切 方向相反的微型犁式正断层 。随着变形的持续，上、下 云母碎块发生滑移、分离和 旋转，形成不对称的“云母 鱼”
第十五讲
韧性剪切带和糜棱岩
李永军
yongjunl@
韧性剪切带的概念
韧性剪切带是变形变质的强应力带，成带状
第十五讲 韧性剪切带
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
脆性剪切带(安徽宿松)
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
粤西云开大山中大型韧性剪切带
初 糜 棱 岩
糜 棱 岩
超 糜 棱 岩
糜棱岩中的不对称小褶皱(安徽肥东)
S-C面理（安徽桐城）
云母鱼构造（安徽肥东）
长石旋转残斑(安徽肥东)
书斜构造(安徽桐城)
资料整理
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
韧性剪切带的概念及分类
一、韧性剪切带的概念及分类1.概念韧性剪切带即岩石中的线状高应变带,其实质意思是在地壳较深层次中,岩石在剪切作用下发生强烈塑性变形,形成狭窄线形分布的各种塑性剪切流动构造,并使其两侧的岩石、岩层发生不同量级的位移错动变形，但又无明显的不连续断面，总体是一线性带状分布的强应变带，即线状高应变带。
2．特点（1）韧性剪切带是线状高应变带，无明显断面，但却使两侧岩石地块发生不同量级的位移错动变形。
（2）韧性剪切带规模不一，从显微到巨型，巨型者常是不同板块、岩块、岩层和不同构造单元的分界线，微观者可是粒间边界等。
（3）高应变主要表现为岩石发生强烈塑性变形，形成强烈塑性流动构造，并沿着线形狭窄地带集中延伸分布，如新生面理、片理、叶理、线理、褶曲、鞘褶皱等等各种不对称旋转构造，特别是形成糜棱岩带，具重要意义。
所以韧性剪切带可表现为糜棱岩带，强烈片理带，强烈塑性流动揉搓褶曲带，或线性雁列脉带等等不同形式，而其中以糜棱岩带最为典型。
（4）韧性带内发育各种塑性流动显微构造。
（5）韧性带内和侧旁的岩体、岩脉及其它标志物发生塑性拖泄牵引构造。
（6）韧性带的横断面上，岩石的变形强度，矿物的粒度与组成成分，以及其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，具有不同时代，不同类型断裂的叠加复合。
（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．分类（1）第一种分类：A．脆性剪切带，具明显断面，两侧岩石几乎没有遭受应变，伴生碎裂岩等脆性系列断层构造岩。
B．脆—韧性剪切带，属过渡类型，既有脆性又有塑性，是此两种不同性质变形的不同比例的组合，构成一个过渡系列。
C．韧性剪切带，高应变的岩石所构成的线性地带。
（2）第二种分类：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）第三种分类：A、挤压型B、伸展型C、平移型二、糜棱岩的概念矿物受到塑性应变后，在细小亚颗粒的基础上发展起来的新晶粒。
15第十五讲-韧性剪切带课件PPT
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糜棱岩中的不对称小褶皱(安徽肥东)
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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
韧性剪切带
未知驱动探索，专注成就专业
韧性剪切带
韧性剪切带（Tough shear zone）是指在地质构造运动中，由于剪切应力造成的岩石物质的剪切和变形所形成的一种
特殊构造带。
韧性剪切带通常由石英、长石、云母等脆性
矿物和片麻岩、片岩等韧性岩石组成。
在韧性剪切带中，矿物和岩石经历了复杂的变形和剪切，
形成了断层、糜棱状折痕、鞘状结构等特征。
韧性剪切带
通常具有高度的韧性和延展性，是地壳中岩石变形和断层
活动的重要区域。
韧性剪切带的形成与地壳中的构造运动、构造弱面以及应
力环境等因素密切相关。
它们常出现在板块边界、地震带、地壳褶皱带等地质构造活动强烈的区域。
研究韧性剪切带
对于理解地壳运动、地震活动和构造演化等问题具有重要
意义。
1。
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。
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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
B. 脆－韧性剪切带：雁行式张裂脉列
脆-韧性的过渡深度
据Sibson,1977
度低 ，级 挤绿 压片 体岩 制相 ，， 长正 英常 质地 岩热 石梯
石灰岩的实验结果
• 据Heard（1960）对灰岩的实验结果：以发 生破坏时达到3－5％的应变为脆－韧性过 渡，地壳平均压力梯度27MPa/km，地热梯 度25°C/km，干灰岩在压缩条件下为 3.5km，拉伸下为15km。
应变标志的应变椭圆率 R
利用S/C夹角求应变的 问题
作组构轨迹线图及等偏线图
作应变剖面 S＝γ d
花岗质糜棱岩的石英丝带构造
薄片中石英的S/C构造
八、糜棱岩类岩石的基本特征
• Tullis et al,1983,significance and petrogenises of mylonitic rocks.
韧性剪切带的类型及产状
剪切带:相对狭长的(长宽 比>5）被低有限应变状 态包围的面状或曲面状 的强烈变形带。
1 按变形行为分的类型：
脆性剪切带（断层）；
韧性剪切带ductile shear zone
是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭窄高剪切应变带，
无宏观的破裂面，形成于地壳较深层次。 ①两盘的位移由塑性流动完成，露头尺度上无不连续面； ②标志层可以在剪切带内追索，改变方向但不断裂； ③是结晶基底及变质条件下最常见的构造。
• 亚晶粒粒度
• 自由位错密度
• 方解石和白云石的机 械双晶
a不同温度下Yule大理岩的应力与应变速率 低应力下为： è=10－3.9 exp(-260/RT)8.3 高应力下为指数流动率
b橄榄石应力＜200MPa为幂流动率，
2。变质相与变形相的研究
• 不同变质相中韧性剪切带内的糜棱岩类 的差异
北京西山灰岩中的A型褶皱
北京西山灰岩中的A型褶皱
桐柏山混合岩中的A型线理
五、具体积变化的剪切带的几何特征
1.围岩不变形的普通剪切 带
a=1, b= γ（1＋Δ）, c=0, d= （1＋Δ）
tan2θ’＝2γ（1＋Δ）/[1＋ γ2－（1＋ Δ） 2 〕
cotα’＝（cot α＋γ）/ （1 ＋ Δ）
• 利用两条岩脉变形求γ及（1＋Δ）。
3.利用剪切带中面理方位及应变轴比可求γ 及（1＋Δ）
六、剪切运动方向的确定
（一）宏观标志： 1. 拉伸线理的认识 2. 地质体形状的改变 3. S形新生面理和面理产状的变化 4. 不对称褶皱 5. 鞘褶皱 6. 叠瓦状脉和雁列脉 7. 透镜体或残斑的拖尾
南秦岭板岩（S）板理面上的拉伸线理
塑
重
钾长石 性
性
结
斜长石
破
变
晶
角闪石
裂
形
橄榄石
九、韧性剪切带的区域构造型式
• 1韧性剪切带的末端效应 • 2共轭韧性剪切 • 3韧性剪切带的区域构造型式 • 4韧性剪切带的地质图型
山 东 诸 城 石 门 附 近
地 质
简 图
十、韧性剪切带变形条件的估计
1。差异应力的估算：
应达到稳态流变状态。
• 重结晶粒度：动态与 静态重结晶
2、韧性剪切带的位移场：
1)不均匀的简单剪切
x’＝x+γy y’＝y
2)不均匀的体积变化
x’＝x y’＝（1＋Δ） y
X Y
3)不均匀的体积变化加不均匀的简单剪切
• 三种剪切带的 应变轨迹
• A简单剪切 • B体积变化 • C A＋B
4）加总体的均匀应变；及其组合（5，6）
均匀应变 x’＝ax＋by y’＝cx＋dy 简单剪切 x’’＝x’＋γy’ y”＝y’
• 利用一条变形岩脉和剪切带中的片理方 向可求γ及（1＋Δ）。
• 利用二条变形岩脉可求γ及（1＋Δ）。
• cotα1’＝（cot α 1 ＋γ）/ （1＋ Δ） • cotα 2’＝（cot α 2＋γ）/ （1＋ Δ） • 利用剪切带中的面理方向及应变轴比可
求γ及（1＋Δ）。
2. 围岩也变形的普通剪切带
0° 90°
简单剪切带内线的角度变化
• cot ’= cot +，
• ’＜ ，
• γ ∞， ’ 0°
α
ψ α’
四、简单剪切带的构造特征
• 1, 新生组构 • 面理的方向
与剪切带的 夹角θ’ • tan2’=2 /
Scotland，外Hebrides岛 变辉长岩中小型韧性剪切带
Greenland花岗片麻岩中的剪切带
• （二）微观标志： 1. S/C面理构造
七.位移距离的测定
剖面的选择（ac面） 1 地质体的错开 2简单剪切带的位移 1）雁行脉列的位移量的
计算 cotα’＝cot α＋γ， α＝45°
2）韧性剪切带应变的测定
新生面理与剪切带边界 的夹角θ’
tan2’=2 /
先存岩脉的变形
cotα’＝cot α＋γ