高等构造8韧性剪切带
142页1、第八章 韧性剪切带 Ductile shear zone 一、引言(研究简史) Ramsay and Graham, 1970, Strain variation in shear belts. Sibson ,1977, Fault rocks and fault mechanisms. 1979,西班牙国际剪切带会议 Ramsay, 1980, Shear zone geometry: a review 1981,美国Panrose会议 Tullis et al,1983,significance and petrogenises of mylonitic rocks. 1986,加拿大,金矿国际讨论会 1989 ,吴美德,含金剪切带型金矿 郑亚东等, 岩石有限应变测量及韧性剪切带, 1985 刘喜山等,变形变质作用及成矿,1992 何绍勋等,韧性剪切带与成矿,1996 翟裕生等,大型构造与超大型矿床,1997 二、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
2、ductile shear zone 两盘的位移由塑性流动完成, 露头尺度上无不连续面, 标志层可以在剪切带内追索, 改变方向但不断裂, 是结晶基底及变质条件下最 常见的构造。 片 麻 岩 中 变 基 性 岩 的 韧 性 剪 切 带脆-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 低 级 绿 片 岩 相 , 正 常 地 热梯 度 , 挤 压 体 制 , 长 英 质岩 石石灰岩的实验结果 据Heard(1960)对灰岩的实验结果:以发 生破坏时达到35的应变为脆韧性过 渡,地壳平均压力梯度27MPa/km,地热梯 度25C/km,干灰岩在压缩条件下为 3.5km,拉伸下为15km。 2、韧性剪切带的位移场: 1)不均匀的简单剪切 xx+y yy 2)不均匀的体积变化 xx y(1) 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 AB 4)加总体的均匀应变; 及其组合 xaxby ycxdy xxy y”y 3 剪切带的产状: 逆、正、平移
3、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 b a Sander的运动学坐标系:a,b,c Ramsay的应变主轴:A,B,C c A B C 简单剪切的基本特点 简单剪切的卡片模型: 简单剪切的坐标变换方程: x=x+y y=y a=1,b= ,c=0,d=1 tan x y (x,y) (x,y) 简单剪切的应变椭圆参数 tan2= 2/, 0, 45, , 0 tan2= -2/ , 0, 45, , 90 R=2+ 2+ (2+ 4) 1/2 /2, 1e11/(1e3),e20 cot = cot +, , , 0 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 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 2 先存面状构造的变形 方向的改变 cotcot 厚度的改变 T t/ sin t/sin tt(sin /sin ) Moine变粒岩系中的韧性剪切带的被动褶皱 剪 切 带 中 层 的 变 形 : 非 能 干 层与
4、 能 干 层 的 变 形3 先 存 线 状 构 造 的 变 形A型 褶 皱 和 鞘 褶 皱 的 形 成北京西山灰岩中的A型褶皱 北京西山灰岩中的A型褶皱 大别山变质岩中的A型褶皱 桐柏山混合岩中的A型线理 桐 柏 山 混 合 岩 中 的 线 理桐柏山水帘洞长英质片麻岩夹角闪岩中的鞘褶皱 山东胶南群片麻岩中的鞘褶皱 鞘褶皱形成的另一种模式 孤山口大理岩的鞘褶皱 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= (1), c=0, d= (1) tan22(1)/1 2(1 ) 2 cot(cot )/ (1 ) 利用一条变形岩脉和剪切带中的片理方 向可求及(1)。 利用二条变形岩脉可求及(1)。 cot1(cot 1 )/ (1 ) cot 2(cot 2)/ (1 ) 利用剪切带中的面理方向及应变轴比可 求及(1)。 简单剪切和体积变化不同时椭圆方位和 椭圆度R的变化曲线 2围岩也变形的普通剪切带 利用两条岩脉变形求及(1)。 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.
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