韧性剪切带的运动学分析

韧性剪切带的运动学分析

确定韧性剪切带两盘的运动方式和运动方向(剪切方向)是韧性剪切带运动学分析的主要内容。这对确定韧性剪切带性质，探讨其形成和演化进而大陆岩石圈的形成和演化过程都有着十分重要的意义。由于剪切带内的变形以简单剪切为主，因而可以形成一系列宏观和微观的不对称组构，形成一系列指示剪切方向的运动学标志。

(一)褶皱构造

剪切带中的褶皱多是简单剪切作用的结果，其特征也能反映剪切作用方向。通常情况下，在XZ切面上的不对称褶皱可以指示剪切作用方向(图10-8)，这些不对称褶皱可以为B型褶皱，也可以是鞘褶皱在XZ切面上的形态。如果能根据这些不对称褶皱的立体形态，确定为鞘褶皱的话，鞘褶皱的舌端可以指示剪切运动方向(图10-26，图10-27，图10-28)。

(二)拉伸线理和矿物线理

许多文献都认为，拉伸线理和矿物线理是指示剪切运动方向的重要标志。但是，拉伸线理与剪切运动方向并不完全对应(Lin et al.，2007)，因为，拉伸线理实际上对应于应变椭球体的X(或λ1)轴，与糜棱叶理(Sm)一起在剪切带中呈“S”形分布，只有在强应变带中才能和糜棱叶理一起平行于剪切带边界，而且，据Lin et al.(2007)的研究和讨论，即使在强应变带中，只有在简单剪切应变的组分占主导地位的情况下，拉伸线理才能大致平行于剪切方向。因此，在利用拉伸线理确定剪切方向时，一方面应在强应变带内进行，另一方面需要查明应变的类型，在确定应变为简单剪切应变的情况下，强应变带内的线理可以大体指示剪切运动方向。

Lin et al.(2007)提出S-C糜棱岩中Sc面上的擦痕性线理(Slickenside Striation)的概念，认为在Sc面上呈脊和槽显示的脊-槽型擦痕性线理可以对应于剪切方向。

(三)叶理和变形标志物(如块状岩石中的围岩残块)的被动旋转

在韧性剪切带中，无论是先期叶理，还是同剪切的Sm叶理，或者是围岩残块，它们都在XY切面上表现出“S”形分布的趋势(图10-21，图10-23，图10-41中的1和2)，利用这一特征可以有效地确定剪切运动方向。

图10-41 韧性剪切带的剪切方向运动标志

图10-41 韧性剪切带的剪切方向运动标志

(据White，1986)

1—先期面理韧性牵引和旋转；2—变形标志体旋转；3—片内褶皱的不对称性和降向；4—微型剪切或C条带；5—小型剪切带和伸展折劈理；6—剪切的残斑；7—剪切破裂造成的碎块旋转；8—张性破裂造成的碎块旋转；9—旋转的碎屑周围的不对称拖尾；10—非旋转的碎屑周围的不对称拖尾；11—动态重结晶的石英形态组构；12—云母鱼；13—石英C轴组构的不对称性

(四)Ⅰ型S-C组构

由递进剪切变形所产生的Sm和Sc两组面理两组叶理组合而成的Ⅰ型S-C组构中，Sm为糜棱叶理，Sc为剪切叶理，它本身就是一种小尺度的剪切带(Platt，1984)，与剪切带边界平行，二者之间的锐夹角随着应变的增加而减小，这一锐夹角则可以指示剪切带对盘的运动方向(图10-24)。

(五)标志层或脉体的错断

韧性剪切带中的标志层或先存标志面(如岩脉或岩墙)，在递进变形过程中主要是经受韧性变形，使之在方位上发生改变，厚度上减薄但并未拉断，然而，也并非全是如此。在韧性剪切带中也可见到标志层或先存脉体的错断，从而根据这种脉体错断也可以推断剪切带的剪切指向。

(六)旋转残斑系

在强烈剪切流动过程中，较刚性的矿物或集合体构成旋转残斑系，尾部常由细粒基质或动态重结晶的细小晶粒组成，并沿糜棱叶理的剪切方向延伸。根据旋转残斑尾部的形态，进一步分为σ型、δ型和复杂型三种(图10-42)。它们多呈单斜对称形式。在高应变中，σ型为稳定态，而δ型为不稳定态，可以一直旋转。在不稳定的旋转过程中，旋转速度又是不均匀的，当残斑的长轴与剪切方向夹角较小时，旋转较慢，这时主要形成的尾部为σ型；角度逐渐加大时，旋转加快，主要是尾部发生畸变成为δ型，当角度再次减少时，旋转减慢，又形成新的σ型尾部，使残斑整体构成复杂的尾部形态。

无论是σ型、δ型，还是复杂型，其旋转特征可以指示剪切运动方向。

图10-42 韧性剪切带构造岩中不对称残斑系的类型

图10-42 韧性剪切带构造岩中不对称残斑系的类型

(七)不对称压力影

在韧性剪切过程中，刚性矿物的旋转和压溶作用常常同时发生。刚性矿物(内晶或称为核晶)阻挡了载荷应力，不易发生变形，在其周围形成了环形张性空间，此空隙往往为周围基质中的压溶物质、基质残余物质(统称为阴影)迁移充填。剪应力作用下的内晶发生旋转，周围的阴影部分表现为不对称分布的特征。可以根据压力影的不对称性揭示剪切带的剪切指向(图10-43)。

图10-43 不对称压力影

图10-43 不对称压力影

(八)石英组构的不对称性

在韧性剪切带内的石英质糜棱岩和长英质糜棱岩中，石英的C轴组构在剪切带递进变形过程中，常常表现为不对称的大圆环带，这种大圆环带与物质的运动轴(a、b、c)和应变主轴(X、Y、Z)之间都有着密切联系。因此，C轴大圆环带的不对称性可以作为推测剪切带剪切指向的一种辅助手段。

此外，剪切破裂造成的碎块旋转、张性破裂造成的碎块旋转、动态重结晶的石英形态组构等(图10-41)都可以作为剪切运动方向的标志。