韧性失稳——北京怀柔神堂峪韧性剪切带和透闪石玻璃

本文根据神堂峪韧性剪切带中的鞘褶曲以及鞘褶曲中出现的玻璃物质,来讨论岩石在同一深度上由于应变速率的改变而出现的脆-韧性转换现象.划分了不同的变形期次,并讨论了在这些过程中矿物的结构、岩石的构造形态以及物质组分方面的变化.     

排山楼金矿韧性剪切带演化过程

野外地质调查、室内显微构造及石英EBSD组构分析等综合研究表明,排山楼金矿区发育了三期韧性剪切活动,并先后形成了东西向、北东向延伸的韧性剪切带.前者主要表现为右行压扭活动,后者切割了前者,先后经历了左行压扭、左行走滑-伸展等多期构造活动.东西向韧性剪切带中发育大量多晶石英条带与云母的显微构造分层现象,形成于较深的地壳层次及中高温的环境下,石英结晶学优选(CPO)表明石英以柱面a、柱面c滑移为主,该剪切带可能形成于印支期,是蒙古带与华北太古宇克拉通沿索伦-林西缝合带拼合作用在排山楼地区的一种构造表现.北东向韧性剪切带早期的韧性剪切活动可能发生于~160 Ma,是燕山运动早期活动的结果,该期韧性剪切形成于中低温环境及中浅层地壳层次,显微构造以多晶石英集合体和石英的亚颗粒旋转为代表,石英以菱面a滑移为主.晚期的韧性剪切以韧性变形为主,叠加了后期脆性变形,主要表现为低温变形的左行走滑-拆离伸展,发育石英低温颗粒边界迁移、膨凸重结晶和方解石机械双晶,形成于地壳较浅层次,可能与130~120 Ma期间华北克拉通岩石圈大规模减薄与破坏作用有关,该期韧性剪切与拆离伸展运动可能直接导致了排山楼金矿的形成.     

韧性剪切带及其变形岩石

本文讨论了地壳和上地幔中韧性剪切带及其中的变形岩石。在大多数情况下,韧性剪切带中的变形岩石为糜棱岩,因为经受韧性剪切变形时,岩石的粒度显著减小并发育了强化的叶理(线理)。但是在某些情况下,例如,当隐晶质灰岩及富含长石的岩石经受韧性剪切变形时,剪切带中的变形岩石粒度局部增大或者没有发生明显减小,它们并不是典型的糜棱岩。由于变形环境、变形介质及变形机制的不同,韧性剪切带内岩石变形的产物是不同的     

内蒙赤峰南部楼子店韧性剪切带应变与剪切作用类型

赤峰南部楼子店韧性剪切带北东-南西向, 低-中角度倾向南东. 韧性剪切带主要为花岗质糜棱岩, 向上依次逐渐变为绿泥石化糜棱岩带、微角砾岩带、脆性断层面及断层泥带, 这些带具有相似的面理产状, 但相关线状构造产状及运动学标志存在明显差异. 基于长石碎斑进行的Fry法有限应变测量得出, 初糜棱岩对数付林参数、罗德参数和应变强度系数分别为1.25~3.30, -0.535~-0.112和0.41~0.75, 付林图解及霍赛克图解上处于视收缩应变区; 糜棱岩对应的参数分别为0.99~1.43, -0.176~-0.004和0.63~0.82, 付林图解及霍赛克图解上处于靠近平面应变的视收缩应变区. 极莫尔圆法、双曲线法、斜交面理法三种方法求得初糜棱岩和糜棱岩的运动学涡度在0.67~0.95之间, 变形为单剪为主的一般剪切变形. 有限应变和运动学涡度综合分析表明在韧性变形的初始阶段, 变形为加长剪切, 产生了L构造岩; 随着剪切带的抬升和应变的积累, 变形逐渐变为加长-减薄剪切, 形成L-S构造岩. 这些剪切作用类型只能形成a(平行剪切)线理/ab(平行剪切)面理的应变相, 递进变形过程中线理不会发生90°转向.     

岩石磁组构在构造混杂岩带和韧性剪切带研究中的应用——以西天山地区为例

本文以西天山地区为例,讨论了岩石磁组构在构造混杂岩带和韧性剪切带中的作用和功能．指出岩石磁组构的某些参数能反映混杂岩带的变形类型,磁化率椭球体三个轴的方位在混杂岩基质中分布有规律,而在岩块中没有规律．在韧性剪切带中,磁组构的各向异性度Ｐ值绝大部分大于１．１,并有变化．磁面理的产化变化可用来求出韧性剪切带的位移量和变形路径．磁组构的Ｌ—Ｆ参数图可确定韧性剪切带的类型,最小主磁化率的方位可用来确定韧性剪切带的剪切指向．     

岩石磁组构在构造混杂岩带和韧性剪切带研究中的应用：以西天山？…

本文以西天山地区为例,讨论了岩石磁组构造混杂岩带和韧性剪切中的作用和功能。指出岩石磁组构的某些参数能反映混杂岩带的变形类型,磁化率椭球体三个轴的方位在混杂岩基质中分布有规律,而在岩块中没有规律。在韧性剪切带中,磁组构的各向异性度Ｐ值绝大部分大于１．１,并有变化。磁面理的产化变化可用来求出韧性剪切带的位移量和变形路径。磁组构的Ｌ－Ｆ参数图可确定韧性剪切带的类型,最小主磁化率的方位可用来确定韧性剪切带     

沂沭断裂带中段基底韧性剪切带

在沂沭断裂带中段的泰山群结晶基底中,存在着一系列北东、北北东走向的左行韧性剪切带。对其中发育糜棱岩的韧性剪切带的结构构造、应变测量、变形岩石的显微构造、显微组构以及长石粒度和含量的变化规律进行了观测分析。讨论了韧性剪切带的变形条件和机制。及其递进发展的趋势。指出基底韧性剪切带是沂沭断裂带元古宙时期断裂活动时在地壳较深层次上形成的构造表象。在此基础上,讨论了地壳不同层次上的断裂变形及断裂岩石的综合分类问题     

华北地区韧性剪切带几种岩石的波速各向异性高温高压实验研究

对华北地区韧性剪切带几种代表上、中、下地壳深度的糜棱岩及其围岩在高温高压条件下进行纵波速度测定及各向异性研究．对实验样品的纵波速度测定得到以下结果：１．沿糜棱岩面理方向的纵波速度大于与面理垂直方向的纵波速度,差值为０．１５—０．３０ｋｍ／ｓ,各向异性为３％—５％;２．糜棱岩的纵波速度低于其围岩的纵波速度,差值为０．１０—０．４５ｋｍ／ｓ;３．中地壳角闪岩相糜棱岩的纵波速度各向异性高于上地壳绿片岩相糜棱岩和下地壳麻粒岩相糜棱岩的各向异性;４．地震波速各向异性与糜棱岩矿物优选定向有关．     

浅层次脆性变形域中煤层韧性剪切带微观分析

在研究煤层层间剪切与韧性流变的基础上提出浅层次脆性变形域中的煤层韧性剪切带. 煤层韧性剪切带的宏、微观特征不仅有煤层揉流褶皱、煤层糜棱岩带、煤层韧性面理构造等, 而且微观特征还表现为不同的光性组构与煤镜质组各向异性、煤化学结构的变化和有机地球化学成分的改变等. 分析了煤层韧性剪切带的形成机制, 并探讨了其应变环境: 在地壳浅层次脆性变形域中, 煤层受力后容易变形, 煤层不仅产生脆性变形, 而且也产生韧性剪切变形. 在简单剪切应力作用下煤层及其围岩间发生层间滑动或煤层发生韧性流动. 因此, 地壳浅层(< 5 km)能形成众多的煤层韧性剪切带.     

华北地区韧性剪切带几种岩石的波速各向异性高温高压实验研究

对华北地区韧性剪切带几种代表上、中、下地壳深度的糜棱岩及其围岩在高温高压条件下进行纵波速度测定及各向异性研究．对实验样品的纵波速度测定得到以下结果：１．沿糜棱岩面理方向的纵波速度大于与面理垂直方向的纵波速度，差值为０．１５-０．３０ｋｍ／ｓ，各向异性为３％-５％；２．糜棱岩的纵波速度低于其围岩的纵波速度，差值为０．１０-０．４５ｋｍ／ｓ；３．中地壳角闪岩相糜棱岩的纵波速度各向异性高于上地壳绿片岩相糜棱岩和下地壳麻粒岩相糜棱岩的各向异性；４．地震波速各向异性与糜棱岩矿物优选定向有关．     

郯庐断裂带南段韧性剪切带糜棱岩化过程中长石成分和结构状态变化 …

在对郯庐断裂带南段３条韧性剪切带中糜棱岩及围岩进行矿物组合,结构构造观察研究的基础上,对长石物进行了多项分析测试,发现长石成分及其结构状态参数的变化与构造应力场的构造作用存在明显的对应关系：随剪切变形作用的加强,长石矿物的结构状态参数呈增大趋势。     

中地壳韧性剪切带中的水与变形机制

利用傅里叶变换红外吸收光谱仪（FFIR）,对红河断裂带早期左行走滑期间形成的中地壳韧性剪切带中的细粒长英质糜棱岩和条带状花岗片麻岩中的主要矿物石英、长石进行了水含量分析．红外吸收谱特征表明,石英和长石中的水以晶体缺陷水为主,并且含有颗粒边界水和包裹体水．其中,条带状花岗片麻岩中长石水含量为0．05—0．15wt％,石英水含量为0．03～0．09wt％,细粒长英质糜棱岩中剪切残斑长石和石英的水含量分布在0．095～0．32wt％范围;细粒长石和石英含水含量范围为0．004～0．052wt％．这些数据表明,弱变形的粗粒长石、石英的水含量高于强烈变形的细粒长石、石英的含水量．因此,在剪切带中,强烈剪切变形导致长石、石英中赋存的水被破坏,而糜棱岩中长石和石英的水基本被脱出．     

1906年新疆玛纳斯大震区的多层次逆冲构造与深部结构

通过对天山北麓 190 6年玛纳斯 7 7级地震区的浅层地震探测资料、石油地震反射剖面、二维电性结构剖面、深地震反射剖面的研究 ,发现玛纳斯地震区多层次活动构造系统的根带 ,它通过脆 -韧转换带与天山活动构造块体内上地壳中的低速、高导层连为一体。低速、高导层可能是天山地壳内正在活动的韧性剪切带 ,而齐古逆断裂 -褶皱带下的脆 -韧转换带是连接深部活动韧性剪切带与地壳浅部脆性破裂的枢纽 ,也是现今孕育和发生大地震的重要构造部位。 190 6年玛纳斯地震发生在脆韧转换带的底部 ,地震区的活动逆断裂和褶皱只是部分记录了深部韧性剪切带活动的信息     

廊固凹陷深部剪切破裂构造的地震学证据

基于区域地震台网观测数据,采用近震波形反演方法,确定2018年2月12日河北永清M4.3地震的最佳双力偶源震源机制解为：节面Ⅰ走向297°,倾角58°,滑动角-32°;节面Ⅱ走向45°,倾角63°,滑动角-144°;是一个略带正断分量的右旋走滑地震.结合近震转换波测定主震的震源深度在19 km附近.地震序列的双差定位结果显示：永清地震序列震中呈北东向窄带展布,表明此次地震主要向北东向破裂;深度集中分布在17~19 km,整体形态近于铅直,显示发震断裂具有走向北东、倾向南东、倾角陡立的特征,与节面Ⅱ的性质比较吻合,推测节面Ⅱ为发震断层面.将发震断层面参数与震源区附近断裂性质进行对比分析,形成了关于廊固凹陷附近区域地震构造的一些认识：（1）推测永清地震的发震构造不是地壳浅部发育的先存正断裂,而是震源区下方一条地壳尺度的深断裂,该深断裂为新生断裂,具有右旋走滑正断性质,倾角陡峭、近于直立、宽度较大,向上与夏垫断裂相通.（2）综合震源区附近多条深地震反射剖面探测结果,推测永清地震的发震断裂与新夏垫断裂同属一条断裂,称为：新夏垫深断裂.该断裂从夏垫向西南方向延伸至文安,并可能与霸县-束鹿-邯郸断裂带相联系,总长度超过150 km.（3）基于2006年文安M5.1地震与2018年永清M4.3地震在震源机制上的相似性及震源位置上的关联性,结合区域构造条件,认为两次地震的发震构造均为新夏垫深断裂.（4）根据研究区几次显著地震的震源深度分布特征,参考区域断层构造、电性结构和流变学模型,推测活化克拉通块体新生断裂的脆韧性转换界面深度在15 km附近.

     

郯庐断裂带南段韧性剪切带糜棱岩化过程中长石成分和结构状态变化特征的研究

在对郯庐断裂带南段３条韧性剪切带中糜棱岩及围岩进行矿物组合、结构构造观察研究的基础上,对长石矿物进行了多项分析测试,发现长石成分及其结构状态参数的变化与构造应力场的构造作用存在明显的对应关系：随剪切变形作用的加强,长石矿物的结构状态参数呈增大趋势,矿物单位晶胞的体积和斜长石中Ｓｉ／Ａｌ比值随之减小;长石的变形指数（Ｉｓｓ）和斜长石中的钙长石分子（Ａｎ）与岩石的变形强度呈明显的正相关关系。这些研究结果为探讨构造变形场中矿物岩石的变形 变质作用提供了一种简捷有效的手段     

韧性剪切带剪应变函数γ(x)和扭距函数s(x)数学表达式探讨

通过对大量横穿简单剪切的韧性剪切带剪应变曲线数学特征的分析研究,提出剪切带剪应变函数γ(x)和扭距函数s(x)的数学表达式。γ(x)的数学表达式不是从理论上推导出来的,但横穿剪切带各点实测剪应变值都能满足或近似满足γ(x)的表达式。剪应变函数γ(x)和扭距函数s(x)表达式的确定对研究剪切带的变形有重要意义     

北京北石城断层带与河防口断层带断层岩石显微构造研究

本文论述了糜棱岩类与碎裂岩类的变形特征,它们各自代表了不同的成因机制,反映了断层带经历过早期韧性剪切和后期脆性破裂的发育历史。根据断层岩石的显微构造特征,估算了断层带发育过程中两个阶段的温度、压力、应变速率、差异应力大小和方位,并讨论了韧性剪切带、地壳中弹塑性过渡带与大陆地震多发层之间的关系     

长乐-南澳韧性剪切带~(40)Ar/~(39)Ar热年代学研究

采自长乐-南澳韧性剪切带的5个单矿物~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄分别为107.9 Ma(Mus)、108、2Ma(Bi),107.1 Ma(Bi),109.2 Ma(Hb)和117.9 Ma(Bi),与对应的等时线年龄一致.它们记录了长乐-南澳韧性剪切带的形成时间.样品在不同封闭温度下的年龄重叠说明,作为闽粤沿海碰撞造山带主体之一的长乐-南澳韧性剪切带在形成后(107～118 Ma)经历了快速的初始冷却上升.结合钾长石K-Ar年龄研究和相关的年代学资料表明,该带后期(107～70 Ma)冷却上升速率有所减缓,大约为0.18～1.12mm/a.     

角闪石高温脆-韧性转变变形的显微与亚微构造证据——以滇西点苍山深变质剪切糜棱岩为例

对点苍山地区高温变形角闪质岩石应用光学显微镜和透射电子显微镜侧重开展了显微与亚微构造分析, 同时利用电子探针分析并结合应用角闪石地质压力计和角闪石-斜长石地质温度计, 揭示了中部地壳环境(约637℃和0.653 GPa)角闪石高温脆-韧性转变条件下的变形机制. 结果表明: (1) 中部地壳剪切变形形成的角闪质糜棱岩具有典型的糜棱结构, 由粗大的变形残斑和细小的基质颗粒所组成. 岩石中不同矿物具有截然不同的变形表现, 角闪石和长石表现出强烈的细粒化, 石英以重结晶生长为特点; (2) 角闪石具有典型的脆-韧性转变属性, 糜棱岩中具有不同结晶学方向的角闪石晶体颗粒呈现为"硬(Ⅰ型)"和"软(Ⅱ型)"残斑. "硬"残斑很少有明显的晶内变形, 或局部出现微破裂作用和位错缠结. "软"残斑遭受强烈变形, 初期也以位错缠结(核部为代表)为主, 但随后出现的双晶作用和位错的滑移与攀移(可能是由于水解弱化引起)使之转变形成细小的动态重结晶基质颗粒. 两种类型的残斑和基质的显微与亚微构造特点对于角闪石的脆-韧性转变表现给予了最好的论证; (3) 双晶成核重结晶机制是脆-韧性转变条件下角闪石动态重结晶的一种重要过程. 在双晶成核重结晶机制中, (100)[001]双晶滑移与位错蠕变(滑移与攀移)相互促进、共同作用.     

永清MS4.3地震和廊坊MS3.0地震的发震构造研究

基于首都圈数字地震台网的宽频带资料,首先采用CAP方法确定了永清M_S4.3地震和廊坊M_S3.0地震的震源机制解:永清地震节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为52°,62°和?140°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为300°,55°和?35°;廊坊地震节面I的走向、倾角和滑动角分别为48°,57°和?147°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为299°,63°和?38°。两次地震的震源机制解较为一致,推测它们可能具有相同的发震断层。利用近震转换波获得两次地震的震源深度,分别为19 km和13 km。利用双差法对两次地震的主余震进行重新定位,结果显示:两个地震序列的震中均呈NE向分布,余震震源深度均浅于主震震源深度,震源深度分别集中在17—20 km和12—13 km范围内,两个序列的短轴剖面揭示了震源分布均呈现倾向SE,倾角陡立的特点。将地震序列的分布与震源机制解的结果进行对比,认为两个序列的水平展布方向与其对应的主震震源机制解中节面Ⅰ的走向比较接近,深度分布的高倾角特征也与节面Ⅰ比较相似,因此认为发震断层面均为节面Ⅰ。通过将震源机制解中节面Ⅰ的参数和地震序列的分布与区域活动断层的产状性质进行比较,取得了一些关于发震构造和地震成因的重要认识:① 永清M_S4.3地震和廊坊M_S3.0地震的发震构造不是上地壳的先存正断裂?河西务断裂,不排除与中下地壳的新生构造或深大断裂有关;② 永清、廊坊地震发生在13—19 km深度上,结合地壳结构、断裂构造以及区域流变结构等资料,推测该深度范围可能是廊固凹陷的壳内脆性?韧性转换区域,是地震孕育和发生的有利构造部位。