经典地质图集，彻底搞明白韧性剪切带！

剪切带是地壳和岩石圈中广泛发育的主要构造类型之一，可以在不同层次、不同环境下发育。剪切带（图源@Mikenorton/en.wikipedia.org）其尺度范围包括从

剪切带 是地壳和岩石圈中

广泛发育的主要构造类型之一，

可以在不同层次、

不同环境下发育。

剪切带（图源@Mikenorton/en.wikipedia.org）

其尺度范围包括从

超显微的晶格位错到造山带或

变质基底内几十公里宽和

上千公里长的韧性剪切带。

韧性剪切带（图源@Mikenorton/commons.wikimedia.org）

对于剪切带的研究

在整个岩石圈构造及

全球构造动力学方面

具有重要意义。

根据剪切带的

几何产状和运动方式，

可将剪切带划分为

走滑(平移)型剪切带、

推覆(逆冲)型剪切带和

滑覆(正断)型剪切带

等主要类型。

根据剪切带发育的

物理环境和变形机制的不同,

可将剪切带划分为

下列三种基本类型。

脆性剪切带 是在地壳上部的

低温及高孔隙压力与

静岩压力比条件下发生的

脆性变形的产物。

脆性剪切带（图源@Rudolf Pohl）

其特点是具有一个或

多个清楚的不连续界面，

两盘位移明显，

变形集中在个别不连续面上，

伴生有各种

碎裂岩系列的断层岩。

（图源@文献[1]）

脆-韧性剪切带 有多种类型，

主要型式有两种：

一种为似断层牵引现象的

脆-韧性剪切带。

脆-韧性剪切带（图源@Rudolf Pohl）

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，

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；

（图源@文献[1]）

另一种为 韧-脆性剪切带

由张裂脉的

雁行状阵列表现出来，

雁列张裂隙反映岩石的跪性变形，

而张裂隙之间的岩石一般

受到一定程度的塑性变形。

理想断层/剪切带的强度剖面和岩石类型随深度变化（图源@Mike Norton）

韧性剪切带是岩石

在塑性状态下发生

连续变形的

狭窄高剪切应变带。

典型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，

无破裂或不连续面。

韧性剪切带（图源@Rudolf Pohl）

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。

韧性剪切带（图源@Marli Miller Photography/www.marlimillerphoto.com）

根据剪切带的

边界条件和位移情况，

韧性剪切带的几何类型

可分为如下两种。

（底图源@摄图网）

剪切带外的岩石

未受变形的韧性剪切带包括：

不均匀的简单剪切（A）；

不均匀的体积变化（B）；

不均匀的简单剪切和

不均匀的体积变化之联合（C）。

（图源@文献[1]）

剪切带外的岩石

受到均匀应变的韧性剪切带包括：

均匀应变与不均匀的

简单剪切之联合（D）；

均匀应变与不均匀的

体积变化之联合（E）；

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）。

（图源@文献[1]）

从力学角度来看，

韧性剪切带是地壳和

岩石圈中不同尺度的缺陷，

是应变软化带和

应变局部化带。

韧性剪切带（图源@Mikenorton/en.wikipedia.org）

其变形过程中的

应力、应变速率和

温度等环境条件之间的关系，

受不同的流动律控制，

从而形成了特征性的

岩石、构造和

其他微观变形现象。

韧性剪切带（图源@ Miken orton/ en.wikipedia.org ）

糜棱岩

糜棱岩 是颗粒很细

呈条带状分布的动力变质岩。

岩石中大部分矿物

不能用肉眼分辨。

糜棱岩（图源@Piotr Sosnowski/en.wikipedia.org）

由原来粗粒岩石(花岗岩等)

受强烈的定向压力

破碎成粉末状(断层泥)，

再经胶结形成坚硬岩石，

矿物成分与原岩无多大变化。

糜棱岩（右旋剪切下的）（图源@Woudloper/en.wikipedia.org）

糜棱岩中不同矿物常常具有

不同的形态和变形特征。

石英相对容易

发生塑性变形，常呈矩形，或为

细小的重结晶颗粒围绕碎斑，

构成糜棱岩的典型

构造－核幔构造。

岩相学显微镜下的糜棱岩（包含石英斑状碎屑）（图源@Strekeisen/en.wikipedia.org）

长石等硬矿物一般颗粒较大，

多以残斑出现，

常表现为脆性碎裂，

也可因位错滑移形成

波状消光及机械双晶等现象。

糜棱岩（包含白色长石斑状碎屑）（图源@Woudloper/en.wikipedia.org）

褶皱变形

在各向异性的地质体内

产出的韧性剪切带内,

经常出现复杂的 褶皱变形 。

（图源@ myweb.facstaff.wwu.edu/~talbot/cdgeol/Structure/Fold/Sheath ）

由于剪切带内差异性剪切作用,

改变了先存面状构造的方位,

导致标志层出现被动褶皱，

一般形成相似褶皱。

被动相似褶皱（图源@文献[1]）

主动纵弯褶皱是

先存标志体或面状构造

受挤压失稳形成的。

褶皱形成的先决条件是：

标志体与围岩之间

存在能于性差。

主动纵弯褶皱形成（图源@文献[1]）

鞘褶皱是韧性剪切带中

一种特殊的A型褶皱

（剪切带中大部分褶皱的褶轴与

拉伸线理的方向大致平行）。

鞘褶皱（图源@ myweb.facstaff.wwu.edu/~talbot/cdgeol/Structure/Fold/Sheath ）

因形似刀鞘故名鞘褶皱。

鞘褶皱常成群出现。

大小不一，以中、小型为主。

鞘褶皱大多呈扁圆状或

舌状，或成圆筒状。

多数为不对称褶皱

鞘褶皱（图源@myweb.facstaff.wwu.edu/~talbot/cdgeol/Structure/Fold/Sheath）

变质作用和流体作用

韧性剪切带既是

强烈的线状应变带，

也是线状的变质作用带。

伴随着变形作用，

剪切带内岩石和矿物中形成

一定的应力梯度和化学浓度梯度，

为流体及组分的运动提供了

驱动力，开辟了通道。

变质作用带（图源@Anne Burgess/en.wikipedia.org）

流体和组分的运动,

导致流体与岩石、矿物之间或

岩石、矿物的组分与

组分之间的不平衡，

从而发生变质反应,

使岩石间的差异变小，

并使岩石发生软化。

变质等级增加示意图（图源@Woudloper/en.wikipedia.org）

剪切带既是

流体运移的主要通道，

也是流体-岩石

发生相互作用的主要场所。

在剪切带的变质、

变形作用过程中，

流体-岩石相互作用

主要表现为以下几种。

韧性剪切带的

剪切运动方向，

可根据许多方面来确定:

（图源@google.com）

穿过剪切带的标志层

往往呈“S”形弯曲,

造成标志层在

剪切带两盘明显位移,

根据错开的方向可确定剪切方向，

但应用这一方法时要注意

先存标志层与剪切带之间的

方位关系，

否则会得出错误的结论。

鞘褶皱（图源@文献[6]）

鞘褶皱枢纽的方向或

垂直Y轴剖面上的褶皱

倒向指示剪切方向。

韧性剪切带内常发育

两种面理平行于剪切带内的

应变椭球的X，Y，面的

剪切带内面理 (S)，

在剪切带内呈“S"型展布。

S-C构造（图源@www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/ichihara/vp2007plan）

糜棱岩面理 (C)实际上

是一系列平行于剪切带边界的

间隔排列的小型强剪切应变带。

S-C构造（图源@www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/ichihara/vp2007plan）

常由更细小的颗粒或

云母等矿物所组成,

"S”型面理和“C"面理

所交的锐夹角,

指示剪切带的剪切方向。

S-C构造（图源@www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/ichihara/vp2007plan）

云母鱼构造 多发育于

石英云母片岩中。

其两端发育由细粒的

层状硅酸盐类矿物和

长石等组成的尾部，

代表强剪切应变的微剪切带。

与S-C组构一样，

其锐夹角指示剪切方向。

云母鱼构造（图源@www.eri.u-tokyo.ac.jp/people/ichihara/vp2007plan）

韧性剪切带内 压力影构造

呈不对称状，

坚硬单体两侧的纤维状的

结晶尾呈单斜对称。

据此可以确定剪切方向。

压力影构造（图源@文献[2]）

糜棱岩中的较强硬的碎斑，

在递进剪切作用下

产生破裂并旋转，

使每个碎片向剪切方向倾斜，

尤如一叠书被推倒，

形成“多米诺骨牌”构造。

其裂面与剪切带的锐夹角

指示剪切带的剪切指向。

“多米诺骨牌”构造（图源@en.wikipedia.org）

糜棱岩中的碎班或

矿物集合体、

侵入岩体中的捕虏体等，

在递进剪切作用下,

使其一侧被拉长(或拉断)，

形成曲颈瓶状。

曲颈弯曲方向表示

剪切带的剪切方向。

糜棱岩捕虏体（图源@www.sandatlas.org/mylonite/）

与小型剪切带相比，

准确鉴定大型的、结构和

变形历史复杂的剪切带的

剪切方向更加困难。

各种规模剪切带（图源@www.sandatlas.org/mylonite/）

需要从不同尺度，

全面地收集

剪切带内和带外变形特征，

再进行更多复杂的研究

才可能判断

大型剪切带复杂的运动。

韧性剪切带（图源@University of Vermont/www.uvm.edu）