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中国地质大学北京综合地质学韧性剪切带 ppt课件

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韧性剪切带PPT精选文档

韧性剪切带PPT精选文档
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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)。
8
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)
14
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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。
37
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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
23
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

15第十五讲-韧性剪切带课件PPT

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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S-C面理（安徽桐城）
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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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2
脆性剪切带(安徽宿松)
3
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
1
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

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

逆冲型韧性剪切带
平移型韧性剪切带
伸展 型韧 性剪 切带
韧性剪切带分类
—b按照板块作用阶段分类 1、洋内型韧性剪切带—形成于洋盆消减过程中
的洋内俯冲阶段，表现为大洋蛇绿岩套中的逆冲迭 覆，高温流变。
2、俯冲型韧性剪切带—形成于大洋板块向大陆
板块俯冲过程中，规模巨大。
3、仰冲型韧性剪切带—大洋板块叠覆于大陆板
定向构造 （条带状、 眼球状构造）
定向构造 （眼球状、 片麻状构造）
糜棱岩
＞50—90
超糜棱岩
＞ 90——100
定向构造 (流动构造）
千糜岩
千枚状构造
玻状岩 (假玄武玻璃)
条痕状 或条纹状构造
谢谢！
岩石类型
糜棱岩化岩石
基质含量
＜10
结构
糜棱岩化结构，残留原岩结构，糜 棱岩化碎细物质岩碎班透镜体之间 分布
构造
定向构造
原岩 类型
各 种 火 成 岩 、 沉 积 岩 和 变 质 岩
初糜棱岩
10—20
糜棱结构，残留原岩结构，碎班不 同程度圆化，常孤立地分布在由碎 细物质组成的条纹或条带中
糜棱结构，残留原岩结构，碎班圆 化程度增高，呈眼球状、透镜状， 矿物的各种变形结构发育，碎细基 质常形成不同颜色、粒度和矿物成 分的条纹、条带或透镜条带，显示 特征的流动构造 超糜棱结构，无或很少碎班，碎细 物质粒度多小于0.02mm，呈霏细 状，具不同颜色和成分的条纹或条 带，显示强烈流动构造 显微鳞片粒状变晶结构，千糜结构， 新生成较多的绢云母、绿泥石、透 闪石、阳起石、绿帘石等含水矿物， 碎细的粒状矿物常聚集成条带或透 镜分布 玻璃结构或部分脱玻化结构，深褐 色玻璃或隐晶质
块之上的仰冲阶段

构造地质学-韧性剪切带

构造地质学-韧性剪切带

云开大山内变斑晶
长石旋转残斑(安徽肥东)
7. 不对称压力影 尾端指运动方向
8. 书斜构造（多米诺骨牌） 先存面理垂直剪切带或平行剪切带时，
判别方法相反 9. 曲颈状构造
矿物碎斑、集合体、捕虏体的一侧拉长， 尖端指向运动方向
书斜构造(安徽桐城)
第十五章 韧性剪切带
第一节 剪切带的基本特征
剪切带 ——岩石在剪切作用下发生的狭长高变形带， 可分为：
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
千糜岩、变余糜棱岩、构造片岩、构造片麻岩
初 糜 棱 岩
初糜棱岩
超糜棱岩
第三节 剪切带运动学方向的确定
1. 错开的岩脉或标志层 先期（存）的标志层被位移、错开，或拖拉呈 “S”形弯曲
2. 不对称褶皱 平行层面的剪切作用，导致岩层弯曲旋转， 形成不对称褶皱， 小轴面与岩层面的锐夹角指向对盘动向
3. 鞘褶皱 平行与拉伸方向的（A型） 褶皱，指向剪不对称小褶皱(安徽肥东)
大别造山带内不对称小褶皱（随州）
晓天-磨子谭断裂带鞘褶皱
郯庐断裂带内鞘褶皱
4. S-C面理（两种面理组合） S面理: 剪切带内的面理，平行带内应变椭球体的 XY 面，呈S 型展布 C面理: 糜棱岩面理，平行剪切带边界相间排列 的小型剪切带
韧性剪切带(安徽桐城)
平面可见：两期左旋平移 两种叠加方式
第二节 糜棱岩
1. 糜棱岩的基本特征 (1)与原岩相比粒度明显减小 (2)具有增强的面理和线理 (3)发育于狭窄的强应变带内 (4)表现出塑性变形、动态恢复、动态重结晶的特点

地质构造学课件 第十三章 韧性剪切带

地质构造学课件 第十三章 韧性剪切带

糜棱岩的分类：
糜棱岩的组成可分为： (1)重结晶产生的新的细粒化的颗粒形成的基质； (2)未重结晶的原矿物残余（母晶残斑），如核幔构造的核。
根据母晶残余量，糜棱岩进一步分为： 1)初糜棱岩（残斑含量：50-90%）,又可称为糜棱岩化岩石； 2)糜棱岩（50-10%）； 3)超糜棱岩（0-10%）。
(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)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)。
简单剪切
一般剪切
Z
Zγ
ψ
α
X
θ'
X
α'
γ =tgψ；d =γz
tg2θ’= 2/γ
ctgα’= ctgα+γ
三、统一运动指向的不对称构造：两盘相对运动发生剪切， 剪切带内发生旋转变形形成具有指示运动方向的不对称构造。
四、与两盘相比具有明显强烈的应变，但不出现构造不连续 面，如有横过剪切带的标志层，其为连续变形体而不破裂。 如果韧性变形叠加了明显的同期不连续面，则是韧脆性断层。
五、出现A型褶皱和鞘褶皱
3.矿物发生塑性变形，特别是矿物的动态重结晶作用。手标 本上表现为石英被塑性拉长形成石英条带，长石等因旋转形 成不对称碎斑系。
显微镜下表现为矿物的定向拉长、定向生长，和刚性矿物 的旋转变形。动态重结晶作用明显，常见的是石英完全重 结晶，而长石形成核幔构造。
核幔构造：重结晶作用下形成的由变形母晶残斑核和围绕 残斑的重结晶细粒幔形成的一种构造。
§2 韧性剪切带的简单几何关系
韧性剪切带的两个基本构造要素：两盘和两盘限定的强韧性 变形带。根据两盘和变形带的应变特征可将韧性剪切带分为 两类六种几何类型

中国地质大学(北京)精品课程幻灯片PPT

2. Saline (sodium chloride) fluids（盐水钻井液 ） a. Sea-water fluids b. Salt fluids c. Saturated salt fluids
3. Calcium treated fluids（钙处理钻井液 ） a. Lime b. Gypsum
4. Low concentration lignosulphonate fluids（低浓度木素磺酸盐钻 井液） Fresh water-low solids（淡水低固相） a. Extended bentonite systems b. Bentonite-polymer systems Salt-polymer fluids（盐-聚合物钻井液）
Fluids)
Drilling Fluids §7
Drilling Fluid Systems 钻井液体系2010 中国质大学(北京)page 6
China University of Geosciences (Beijing)
2. Deflocculants Used in Dispersed Systems（分散体系
2010 中国地质大学(北京)
page 3
China University of Geosciences (Beijing)
Content
1. Classification of Bentonite Drilling Fluid Systems(膨润土钻井 液体系分类)
2. Deflocculants Used in Dispersed Systems(分散体系中的抗 絮凝剂)
8. Non-Inhibited
9. Inhibited
10. Non-dispersed

断裂构造之韧性剪切带


CATACLASITE (BRITTLE)
(Bruhn, 2001)
MYLONITE (DUCTILE)
2)鞘褶皱 2)鞘褶皱Sheath folds
鞘褶皱：褶皱枢纽平行剪切方向， 鞘褶皱：褶皱枢纽平行剪切方向，属A型褶皱。 型褶皱。 YZ面 圆形、 在YZ面，圆形、眼球形 XZ面 在XZ面，不对称褶皱 XY面 长条形，舌状， 在XY面，长条形，舌状，表面有拉伸线理
3)新生的面理和线理 新生的面理和线理
S面理：矿物平行于剪切带中的应变椭球体的XY 面理：矿物平行于剪切带中的应变椭球体的 面理 面形成，从边缘到中心， 面形成，从边缘到中心，面理与剪切方向的夹 角从大到小。 角从大到小。 C面理（糜棱岩面理）：平行于剪切方向的面理。 面理（糜棱岩面理）：平行于剪切方向的面理。 面理 ）：平行于剪切方向的面理 矿物生长线理和拉伸线理
Undeformed block
4、韧性剪切带内的变形变质特征 、
剪切带内部表现为一套强烈韧性变形 的构造组合，常发育有糜棱面理、拉伸线 的构造组合，常发育有糜棱面理、 理、鞘褶皱以及糜棱岩等。 鞘褶皱以及糜棱岩等。 1）糜棱岩 ） 剪切带内特有一种岩石， 剪切带内特有一种岩石，发生了强烈 高韧性变形；和变形前岩石相比，（ ，（１ 高韧性变形；和变形前岩石相比，（１） 粒度显著减小；（ ；（２ 粒度显著减小；（２）具增强的面理和线 ；（３ 发育于狭长的强应变带； 理；（３）发育于狭长的强应变带； （４）至少有一种造岩矿物发生了明显的 塑性变形，如石英常被拉长呈拔丝状， 塑性变形，如石英常被拉长呈拔丝状，云 母多呈扭折。 母多呈扭折。
第三节 断裂构造之韧性剪切带
一、定义 韧性断层又称韧性剪切带， 韧性断层又称韧性剪切带，它是岩石在塑性状态下剪 切作用于形成的强烈变形带。长宽比至少大于5 的高 切作用于形成的强烈变形带。长宽比至少大于 : 1的高 剪应变带。一条向下切割的大断裂， 剪应变带。一条向下切割的大断裂，在浅层次为脆性断 向深层次则过渡为韧性断层。 层，向深层次则过渡为韧性断层。

构造地质学14韧性剪切带

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）
在剪切带中心一般 发育糜棱岩石。随 着剪应变增大，剪 切带内糜棱岩带越 宽，直至充满整个 韧性剪切带区间。 这时，剪切带的边 界比较清楚，剪切 带内外的岩石、构 造都有明显区别， 因而称作韧性断层 较为合适。
线状构造变化的总趋势是向X轴方向靠拢。标志层可 变厚形成弯褶皱，也可以变薄拉断形成香肠构造。如果 原来交叉的几个方向的岩脉受到剪切带影响，那么，不 同方向的岩脉将会出现不同的变形结果。
Hale Waihona Puke 岩）基质中普遍发生重结晶作用
糜棱岩系列
初糜棱岩
眼球状糜棱 岩
糜棱岩
变余糜棱 岩（基质 中重结晶 颗粒普遍
增大）
超碎裂岩
超糜棱岩
假玄武玻璃
超塑性糜棱岩
未变质
很低
低
中
高
基质比例
0-10%
1050% 5090% 90100%
深度(km) 温度压力
0——— 5 ————— 10 ——— 15 ———— 20 —— 25 P、T增加方向
尾部平行于C面理，与S-C面理类似，(001)解理与 尾部的锐夹角指示邻侧的剪切运动方向
云母鱼
6. 旋转碎斑系 糜棱岩中碎斑及其周缘较弱的动态重结晶的集合
体或细碎屑颗粒发生旋转，形成不对称的具有楔形尾 部的碎斑系。根据结晶拖尾的形状，分为“σ”和 “δ”型两类

韧性剪切带


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
型 褶 皱 和 鞘 褶 皱 的 形 成
3 先 存 线 状 构 造 的 变 形
（三）剪切带成矿系统
成矿系统具有一定的结构，由矿源、搬运介 质及储矿三个基本要素组成： 1.矿源系统 围岩－早前寒武纪的绿岩多是金的矿源。 巨型剪切带深切下地壳或上地幔（如煌斑岩 常与金矿伴生）。
小结
• 剪切带的类型 • 韧性剪切带的位移方向和应变及位移量的 测定 • 剪切带的 变形和变质相 • 剪切带的研究意义
• 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
• 蚀变碎裂岩型，如焦家式，位于基底岩石 中或基底岩石的顶部，早期糜棱岩又碎裂 的岩石中。 • 含金石英脉型，如玲珑式，位于脆性变形 的花岗岩或盖层中。
通常是不同层次的不同类型矿化叠加的结 果。一个矿区中各类矿化之间具有： 1. 同源性 2. 共生性 3. 递进性 4. 阶段性 5. 分带性 6. 互补性
A
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）
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2020/12/2
36
A型褶皱与B型褶皱
2020/12/2
37
鞘褶皱的形成
2020/12/2
38
北京西山灰岩中的A型褶皱
2020/12/2
39
北京西山灰岩中的A型褶皱
2020/12/2
40
大别山变质岩中的A型褶皱
2020/12/2
41
桐柏山混合岩中的A型线理
2020/12/2
42
2020/12/2
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.
tan2’=2 / 自边向内θ’减小 S—C组构
2020/12/2
28
2020/12/2
29
花岗岩中的剪切带与面理的发育
2020/12/2
30
Scotland，外Hebrides变辉长岩中韧性剪
切带
2020/12/2
31
Greenland花岗岩中的剪切带
2020/12/2
32
2 先存面状构造的变形，形成褶皱
方程：
y
x’=x+y
（x,y） （x’,y’）
y’=y
对于天然剪切带来说，
x
是变化的，带的中间最高，边界最低。
2020/12/2
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3 应变椭球设定
1、Xf≥Yf≥Zf； Yf=0 2、 在XZ面上测得主应变轴与X轴的夹角为θ’
2020/12/2
24
4简单剪切的应变椭圆参数
（1） = tanψ； （2）d=*z(z 为小单元剪切带宽度） （3）tan2’= 2/； 0, ’ 45°，γ ∞，’ 0° （4）cot ’= cot + 1＋e1＝1/（1＋e3），e2＝0，K=1
方向的改变 cotα’＝cot α＋γ 厚度的改变 t’＝t（sin α’/sin α）
2020/12/2
33
剪切带中的相似褶皱
2020/12/2
34
剪切带中层 的变形：非 能干层与能 干层的变形
2020/12/2
韧性 差不 大
韧性 差大
35
韧性差不显著时形成被动褶皱
Moine变粒岩系中的韧性剪切带的被动褶皱
D、均匀变形+不均 匀的简单剪切
E、均匀变形+不均 匀体积变化
F、 D＋E
2020/12/2
21
二、简单剪切带的基本几何关系
1、 坐标的选择 X轴：平行剪切方向 XY面：剪切面；z轴垂直于XY面
B C
A
2020/12/2
Y X
Z
22
2 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
桐 柏 山 混 合 岩 中 的 线 理
43
桐柏山长英质片麻岩夹角闪岩中的鞘褶皱
2020/12/2
44
山东胶南群片麻岩中的鞘褶皱
18
第二节 韧性剪切带的几何特征
一、剪切带的几何类型(了解)
1、剪切带外的岩石未受 变形的韧性剪切带
A、不均匀的 简单剪切
B、不均匀体 积变化
C 、 A＋B
2020/12/2
19
三种剪切带的应变轨迹
A、简单剪切 B、不均匀体
积损失 C、 A＋B

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20
2、剪切带外的岩石受到 均匀变形的韧性剪切带
第十四章 韧性剪切带
2020/12/2
1
第十四章 韧性剪切带
韧性剪切带的基本概念 韧性剪切带的基本特征 韧性剪切带的识别标志 韧性剪切带的位移方向确定 韧性剪切带构造岩：糜棱岩及其类型
2020/12/2
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
2020/12/2
12
4、韧－脆性剪切带：雁行式张裂脉列
2020/12/2
13
2020/12/2
14
2020/12/2
15
2020/12/2
16
脆-韧性的过渡深度
2020/12/2
度低 ，级 挤绿 压片 体岩 制相 ，， 长正 英常 质地 岩热 石梯
17
2020/12/2
石 灰 岩 的 实 验 结 果
2020/12/2
25
简单剪切的主应变值和方向与剪应变的关系
角剪应变越大， X/Z越大
角剪应变越大，θ’越小
2020/12/2
26
简单剪切带位移量的计算
tan2’=2 /
2020/12/2
d=∫0x dx
27
第三节 简单剪切带的构造特征
1、 新生组构： 新生面理和线理
面理的方向与剪 切带的夹角θ’
剪切带内以高度韧 性变形为标志
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 构造之一 9
条带状片麻岩中的韧性剪切带
2020/12/2
10
2020/12/2
片 麻 岩 中 变 基 性 岩 的 韧 性 剪 切 带
11
3、脆-韧性剪切带:
两盘邻断层具塑性变 形的断层（牵引现象 和雁列张裂脉）
1986,加拿大多伦多,金矿国际讨论会
加拿大苏比利尔地区的金矿(Colvineetal. 1988）
2020/12/2
6
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
2020/12/2
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第一节 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、脆性剪切带: 具 清楚的不连续面，变 形集中在断裂面附近， 其两侧岩石几乎未经 变形。
2020/12/2
8
2020/12/2
2、韧性剪切带ductile shear zone（shear belt)
两盘的变形是连续 的，露头尺度上 无不连续面
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
韧性剪切带的概念
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 是地壳中深—深层次的主要构造类型之一
2020/12/2
5
引言（研究简史）
Ramsay and Graham, 1970, Strain variation in shear belts.