第六章5韧性剪切带
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韧性剪切带的终止特征任何韧性剪切带即使其规模巨大,也不可能无限制延伸,它们或终止于另一条剪切带中,或终止于未变形的物质中。
对于以平面应变为主的剪切带,末端的位移或者逐渐分散到越来越宽的地带,直到应变量最小不足以引起明显的构造(图4-4-4);或者可以引起侧面位移而造成较复杂的应变形式。
如果两侧受到限制,则剪切带就会发生弯曲趋向。
右行剪切带末端对剪切带的主体作顺时针方向弯曲,左行反之。
这种效应可使两条同样方式运动的相邻剪切带互相交切联合,形成菱形或网格状构造。
(图4-4-5)。
三、韧性剪切带的内部构造要素在韧性剪切带内,岩石遭受到强烈的变形,形成具强烈应变的构造岩(见第二章第七节)。
除此之外,还具有十分复杂的面、线和褶皱等构造要素。
(一)面状构造韧性剪切带可以发生在块状岩石中,也可形成于具有早期面状构造的岩石中。
因此,对不同类型韧性剪切带而言,其内部的面状构造要素特征是不同的,总结起来,可有如下类型:图4-4-4剪切带末端的变化 A、叶理方位的变化; B、穿过剪切带剖面的总位移图4-4-5韧性剪切带的扩展和联合 A.趋近;B.端部弯曲; C.交切;D.联合1 、先存面状构造指剪切带形成以前就存在于岩石中的面状构造。
它可以是层理或变质层理,也可以是次生板劈理、千枚理、片理或片麻理,或者是条带状构造。
剪切带内先存面状构造的类型和特征往往受剪切带形成时的岩石特征、构造环境、剪切变形在岩石变形序列中的位置等多种因素控制。
2、新生面状构造新生面状构造指剪切带形成过程中的面状构造,其类型或特征也受剪切带产出的岩石特征和构造环境有关。
主要有如下几种类型:(1)糜棱叶理和剪切叶理普遍被认为是剪切带中存在的典型叶理,主要发育于由不同类型的糜棱岩为特征的韧性剪切带中。
糜棱叶理是指由矿物或矿物集合体优选定向形成的叶理,通常由片状矿物、强烈拉长的丝带状石英或多个石英颗粒组成的石英条带和其它强烈拉长的矿物定向而成,又称为S叶理。
韧性剪切带型金矿的基本特征和成矿背景摘要通过阅读前人们对韧性剪切带型金矿的大量研究成果,综述了韧性剪切带型金矿的基本特征以及成矿地质背景,着重介绍韧性剪切带型金矿的概念、控矿因素、成矿动力学、流体与金矿化的作用、地球化学特征、成矿机制方面的研究成果。
关键词韧性剪切带控矿因素成矿动力学流体与金矿化的作用地球化学特征成矿机制1 韧性剪切带型金矿的概念韧性剪切带型金矿研究自80年代开始受到人们重视,并提出了“含金剪切带型金矿” 的概念,这一理论在1986年在加拿大多伦多召开的金矿国际讨论会上得到了强烈的反响。
韧性剪切带型金矿也称韧- 脆性剪切带型金矿或含金剪切带型金矿, 是指受韧性和韧- 脆性剪切构造体系控制的矿床, 既包括传统的含金石英脉, 也包括由各类岩石破碎蚀变形成的浸染型矿床。
金矿化是在长期的剪切作用过程中逐渐形成的, 剪切作用不仅是控矿因素, 而且是重要的成矿机制[1] 。
2 韧性剪切带型金矿控矿因素控矿构造剪切带的分类根据剪切带的规模可以分为一级和二级构造。
一级构造是切穿地壳的区域性大型构造带, 长度一般大于100 km , 常控制小型侵入体的分布; 二级构造是一级构造的次级单元, 长度一般在1~10 km , 宽数cm 至数百m , 其分布及运动方向受一级构造制约[2] 。
根据剪切带中岩石的变形特征, 可以将剪切带分为韧性剪切带、脆- 韧性剪切带和脆性剪切带, 它们形成于地壳的不同深度。
大型剪切带的深部为韧性变形, 岩石发生糜棱岩化和强片理化, 两盘有显着位移, 但在填图规模上无不连续界面; 浅部为脆性变形; 中部为脆- 韧性转换带。
对于长英质岩石而言, 在正常地热梯度下, 脆- 韧性转换带的深度为10~15 km[3] 。
韧性剪切带和脆性剪切带除了在同期变形中因构造层次不同发生空间转换外,还可以在不同变形期中相互叠加, 如早期的韧性剪切带抬至地壳浅部后, 可以叠加脆性变形[4 、5] 。
第20卷第7期2005年7月地球科学进展A D V A N C E S I NE A R T HS C I E N C EV o l.20 N o.7J u l.,2005文章编号:1001-8166(2005)07-0765-07论韧性剪切带研究及其地质意义*杨晓勇(中国科学院壳—幔物质与环境重点实验室,中国科技大学地球与空间科学学院,安徽 合肥 230026)摘 要:系统研究韧性剪切带变形岩在天然强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序、微量元素迁移的动力控制、稀土元素配分变化和变形矿物晶体化学变异的应力制约等构成了当代韧性剪切带研究的前沿课题,也是当前糜棱岩岩石地球化学研究难点和精华所在。
其研究成果将对动力成岩(成矿)机理的认识有重要的突破,具有重要的理论意义和潜在应用价值。
对韧性剪切带及其变形岩石的研究现状和研究意义进行系统的综述,提出了未来韧性剪切带及其糜棱岩的研究方向和目标:①系统研究糜棱岩中主要造岩矿物组合及其变形特征,计算剪切变形岩石的应力—应变参数,搞清韧性剪切带所处的应力应变环境;②系统研究韧性剪切带岩石在天然分强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序问题;③系统研究剪切变形作用过程中岩石化学组成的微量和稀土元素变化,讨论强变形条件下岩石中微量元素活化和迁移规律,深入探讨微量元素迁移的动力控制,包括稀土元素配分变化的应力制约以及应变矿物晶格化学变化行为及其对其寄主的变形岩石元素(组分)在应变过程中迁移变化的制约和影响;④从理论上探讨天然强剪切应变条件下岩石中组分活化、转移与应力(应变)的因果联系,为深入探讨韧性剪切带动力成岩(成矿)作用提供理论的科学依据,为探讨中、下地壳中韧性剪切带的形成和演化提供科学依据(如韧性剪切带金的富集),同时为韧性剪切变形作用条件下成岩、成矿地球化学作用提供理论和实验依据;⑤现代分析技术如激光同位素原位分析以及激光I C P-M A S S分析技术对研究变形域内的岩石(矿物)的元素和同位素的活化迁移规律,对深刻揭示糜棱岩化过程中的元素活化迁移机制提供更高质量的地球化学证据具有重要的作用。
第四节、韧性剪切带韧性剪切带是地壳深部岩石变形的一种基本构造型式,形成于地球演化的不同历史时期。
它不仅在前寒武纪克拉通区普遍存在,而且在新生代陆-陆碰撞造山带,如喜马拉雅造山带,都有一定的分布。
韧性剪切带可以形成于各种构造环境,如造山前的隆滑构造(杨振升,1995),造山期的逆冲-推覆韧性剪切带(许志琴,1997),造山后的伸展型韧性剪切带,以及许多走滑韧性剪切带。
大量研究文献表明,不同构造环境,不同构造层次的韧性剪切带具有不同的构造特征。
许多大的地质体边界都存在大型韧性剪切带。
因此,韧性剪切带已经成为地壳运动规律和大陆造山带以及岩石圈变形构造动力学研究的重要内容。
韧性剪切带也是地壳深部的构造薄弱带,许多大型韧性剪切带的形成总是伴随有变质作用(递进或递退变质作用);韧性剪切带也是地质流体运移的通道和流体-岩石相互作用的场所,如钾交代作用、脱碳作用、碳酸盐化作用。
尤其是形成于下地壳-岩石圈的韧性剪切带,还伴随着岩石的部分熔融和岩浆的生成,并由此导致剪切带内岩石性质、结构和构造的改变。
更需要强调的是,许多金矿,尤其是前寒武纪变质岩区的金矿,都直接或间接地与韧性剪切带有关。
因此,对韧性剪切带的研究有助于正确认识变质作用的动态变化、深部地壳的组成和演变,并极大地促进了矿产资源的开发。
一、韧性剪切带的含义韧性剪切带的概念是从韧性断层一词演化而来,基本涵义是:形成于地壳深部的线性高应变带,由于高应变带内岩石的塑性流动,导致两侧岩块之间发生显著位移而不具有明显可见的断层面。
对于韧性剪切带的研究,由于所指侧重点不同,先后出现了许多不同的术语,包括韧性剪切带、韧性变形带、韧性断裂带、糜棱岩带和线性错动带等。
二、韧性剪切带的基本特征(一)韧性剪切带的基本形式发育在块状岩石中的韧性剪切带通常形成明显由弱到强连续过渡的应变带,常具有递进变形的一系列特征。
它无明确的变形边界(图4-4-1a),这是韧性剪切带的典型形式,主要产于一些深成侵入岩或厚层的块状岩石内(石英岩,厚层大理岩等);在有早期叶理(包括层理)的岩石中,韧性剪切带横切或斜切早期叶理或早期岩脉时,往往导致早期叶理和岩脉发生有规律的方位变化,并使岩脉变细或错断,或者导致早期叶理的褶皱并被置换。