辽西兴城—台里韧性剪切带北段变形特征

辽西兴城—台里地区发育系列花岗质岩石,强烈构造变形特征均显示其具有韧性剪切带的特点。对剪切带北段进行详细宏微观构造解析,结合岩石变形强度差异性分析、有限应变测量、石英C轴EBSD测试以及古差异应力值估算等研究,结果表明剪切带内花岗质片麻岩和眼球状花岗质片麻岩具有NEE向左行剪切变形特征,变形岩石为S-L构造岩,应变类型属于平面应变,古差异应力值介于30~40 MPa之间。长石-石英矿物温度计以及石英C轴EBSD组构指示剪切带以中低温变形为主,温度在400℃~500℃,属绿片岩相变质,具中-低温韧性剪切带特征。韧性剪切带内普遍存在变形分解现象,弱变形带内岩石残斑含量较高,眼球状构造和S-C组构较为发育;强变形带岩石残斑含量较低,剪切面理较为发育,糜棱面理发育较弱或者不发育。     

桐柏杂岩北界剪切带的构造变形特征研究

桐柏杂岩北界剪切带是桐柏—大别造山带发育的一条大型的左行走滑韧性剪切带,发育糜棱岩、超糜棱岩以及强直片麻岩等强变形岩石。通过对剪切带内岩石的矿物共生组合、剪切带的位移量计算、石英的分维数计算、石英颗粒的差异应力以及应变速率的估算等多种方法分析结果显示:桐柏杂岩北界剪切带的位移量为38.3~41.1km;动态重结晶石英颗粒边界统计数据的相关系数R均大于0.96,动态重结晶颗粒边界具有统计意义上的自相似性;分维数为1.207~1.302之间,从剪切带的核部向边部,颗粒粒径和分维值的变化是逐渐变大的。石英的分维值反映出石英的动态重结晶与剪切带密切相关,变质变形由剪切带核部向边部逐渐减弱。桐柏杂岩北界剪切带的差异应力值为23.583~46.983 MPa之间,应变速率为1.70×10~(-11)~9.74×10~(-11)s~(-1)。通过对比剪切带内动态重结晶石英颗粒的粒径、差异应力和应变速率可以发现,差异应力与应变速率表现出一定的正相关性,都随着从剪切带的核部到边部慢慢变小;而石英的粒径则与差异应力和应变速率表现出负相关性,从剪切带核部到边部,随着石英粒径的变大,差异应力和应变速率变小。差异应力越大,导致石英颗粒的受力强度越大,变形越强,表现出来的就是应变速率越强。从显微构造变形角度来研究认识该剪切带,对揭示桐柏—大别造山带的构造演化以及构造模型的建立有着重要的构造意义。     

长春东南劝农山地区早二叠世范家屯组岩石变形组构及流变学特征

劝农山地区位于长春市东南部,处于佳-伊断裂和西拉木伦河缝合带交汇处.详细野外调查发现,该区曾遭受强烈韧性剪切变形,剪切带内岩石普遍糜棱岩化,主要由下二叠统范家屯组（P₁f）钙质糜棱岩与侵入其中的燕山期花岗质糜棱岩组成,变形程度处于初糜棱岩至糜棱岩之间,多具有糜棱结构.岩石应变类型主要为压扁型应变,偏一般压缩,为L=S型构造岩,指示其形成于挤压型剪切带的构造环境.多种宏微观韧性剪切变形标志,指示明显的左行剪切运动.电子探针方解石-白云石地质温度计、方解石和石英EBSD组构特征、方解石e双晶形态以及石英长石变形行为等均显示岩石具有低温塑性流变特点,变形环境不超过绿片岩相.剪切带内应变速率偏高,应变集中带应变速率最大,在10-6.95~10-8.89之间,远离强变形带应变速率在10-9.25~10-12.17之间,糜棱岩化作用过程中差异应力下限应大致为51.27~65.46 MPa,代表剪切带糜棱岩化作用为低温中等强度应变,在稍快的应变速率条件下形成.压溶扩散和双晶滑移为劝农山韧性剪切带变形初期的主要变形机制,随着递进变形,逐渐以双晶滑移和晶内滑移为主,递进变形晚期,局部强变形域内发生了粒间滑移.劝农山韧性剪切带形成与早白垩世中晚期伊泽纳崎板块NNW向高斜度斜向俯冲于欧亚大陆之下有关,是佳-伊断裂带左旋走滑事件的局部表现.      

雅鲁藏布江蛇绿岩中橄榄石的位错构造及上地幔流变状态

本文通过对雅鲁藏布江蛇绿岩中橄榄石的透射电子显微分析（TEM）和变形参数测算,划分出3个应变带,即强应变带、过渡型应变带和弱应变带,并详细地研究了它们的岩石结构、位错构造、变形机制和流变状态。镁铁质糜棱岩组成的强应变带中橄榄石发育亚颗粒和位错网络,具有低自由位错密度(10⁷～10⁸cm^-2),是在温度为850～950℃、压力10～13kbar、差异应力2～3MPa、应变速率为10^-16～10^-17s^-1、粘度10²²～10²³Pa.s,大致相当于35～40km的岩石圈深部由位错机制控制的深层剪切流变作用形成的。     

韧性剪切作用动力学及控矿作用

韧性剪切带是呈带状展布的，发育在地壳一定深度的高应变带，含金剪切带是指一种成矿和控矿的韧性和脆性剪切带内构造体系，目前研究表明韧性剪切作用不仅是一种控矿因素，而且一种重要的成矿机制，韧性剪切作用动力学主要对变形宏观，微观及超微构造进行分析，研究变形机制和环境（温度，压力，深度等）差异流动向应力大小，应变速率，古应力方位，剪切构造动力学演化及其对金矿的控制作用等，韧性剪切成矿与控矿作用动力学主要表现     

滇西勐海西定地区南段组褶叠层构造及其研究意义

滇西勐海西定地区,在大地构造上位于西南“三江”造山带南段昌宁-孟连结合带东侧的双江-澜沧俯冲增生杂岩带内。该区分布有一套晚古生代的浅变质碎屑岩系--南段组(DCn)。该套地层既显示层型面状构造型式,又发育有顺层片理、顺层掩卧褶皱、粘滞型石香肠及顺层韧性剪切带等构造形迹,具明显的分层剪切变形、横向构造置换和顺层固态流变特点,构成较典型的褶叠层构造。本文对其构造变形特征进行了系统分析与总结,结合区域构造背景研究成果认为,南段组褶叠层构造总体形成于昌宁-孟连古特提斯洋闭合后同碰撞造山收缩挤压背景下的伸展剪切机制。同时指出,南段组是经过构造改造重建而形成的构造地层单元,应称其为南段岩组;现今露头剖面所见南段岩组岩性组合及厚度只代表改造后构造地层的岩性组合特征及褶叠层的露头厚度,不能完全代表南段组原沉积地层的韵律组合及沉积地层厚度;应按构造地层单位进行划分、填图和研究。褶叠层构造作为浅变质岩区一种普遍的构造型式,是对岩石变形组合特征的客观认识,其构造型式、形成机制、形成层次以及形成时间的研究对分析造山带构造演化过程和深化大陆动力学机制的认识具有科学意义。     

北喜马拉雅穹隆带然巴韧性剪切带石英动态重结晶颗粒的分维几何分析与主要流变参数的估算

位于北喜马拉雅穹隆带东段的然巴构造穹隆外围发育环形韧性剪切带,带内岩石经韧性剪切形成各类糜棱状岩石。石英为带内变形岩中最为常见的造岩矿物,在不同的温度、应变速率下产生不同的显微构造,其中动态重结晶最为常见。重结晶新晶颗粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构,是应变和变形环境的天然记录。新晶粒分维几何统计分析表明:带内动态重结晶石英颗粒边界形态具有自相似性(1≤D≤2),表现出分形特征,分维数值为1.14～1.19,变形温度大约500℃。同构造变质环境属中——高绿片岩相;初步估算古应变速率可能低于10^-9.5S^-1;根据重结晶粒径估算变形古应力6.2～58.8MPa。     

舒兰韧性剪切带应变分析及石英动态重结晶颗粒分形特征与流变参数估算

舒兰北东向韧性剪切带位于佳木斯-伊通断裂带(佳-伊断裂带)中南段, 剪切带内糜棱岩具有明显左行走滑特征, 片麻理产状近NNE向.糜棱岩中长石有限应变Flinn图解判别岩石类型为L-S型构造岩, 属拉长型应变.石英C轴EBSD组构分析表明, 石英组构以中低温菱面为主, 滑移系为{0001} < 110>.剪切带内糜棱岩的剪应变为0.44, 不同方法计算所得运动学涡度值均大于0.95, 指示剪切变形以简单剪切为主.综合矿物变形温度计、石英C轴EBSD组构、石英的粒度-频数图及Kruhl温度计综合估计该韧性剪切带变形机制以位错蠕变机制为主, 变质相为低绿片岩相, 发生韧性变形和糜棱岩化温度范围在400~500 ℃之间.糜棱岩内石英动态重结晶新晶粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构, 利用分形方法对其重结晶新晶边界研究表明, 这些晶粒边界具有自相似性, 表现出分形特征, 分形维数值为1.195~1.220.根据石英重结晶粒径估算差应力值为24.35~27.59 MPa, 代表了舒兰韧性剪切带糜棱岩化作用过程的差异应力下限.使用不同实验方法估算、比较和分析了该剪切带古应变速率, 认为该速率应为10-12.00~10-13.18 s-1, 与区域性应变速率10-13.00~10-15.00 s-1对比, 说明舒兰韧性剪切带的应变速率与世界上大多数韧性剪切带中的糜棱岩应变速率一致, 是缓慢变形的结果, 其形成可能与早白垩世伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲发生转向有关.      

郯庐断裂带肥东段烟头山及桃源地区构造变形特征研究

郯庐断裂带肥东段烟头山及桃源地区,发育多条左行韧性剪切带,岩性以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。通过详细的野外观测及室内分析发现：肥东北部烟头山及桃园地区几何学形态呈一背形构造,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,自核部向两翼岩性出露具有一定的规律性和对称性。古应力方向及运动学涡度研究表明：研究区内构造体主要受到近南北方向的挤压,涡度值W_k在0.73～0.90之间,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。对区内变形岩石展开精细化的构造变形分析,包括石英的分形特征、变质变形温度估计、差应力和应变速率的计算等,结果显示：区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,分维值D在1.111～1.187之间,变质变形温度集中在520 ℃～610 ℃之间,为高绿片岩相到低角闪岩相变质;韧性剪切带的差异应力Δσ介于18.493～95.266 MPa之间,应变速率ε范围在5.418×10^-15 s^-1～4.748×10^-11 s^-1之间。对比以上参数发现：韧性剪切带核部和背形转折端附近,岩石变形强烈,变质变形温度高,动态重结晶石英颗粒粒径较小,分维值较大,差异应力和应变速率也较大,远离剪切带核部和背形两翼则相反。本文从几何学、运动学特征以及显微构造变形分析等方面展开精细化研究,对进一步认识郯庐断裂带乃至大型韧性剪切带的构造样式和演化过程有着重要的意义。     

大陆地壳活动带片麻岩穹隆构造与分层流变

大陆克拉通化与造山带形成后的活化与再造机理和条件，是板块构造理论登陆面对的重要课题，针对广泛发育于陆缘、陆内环境中的大陆地壳活动带开展的深入研究为此提供了重要约束。以中下地壳深变质岩为核，中浅变质岩为幔部的穹隆构造是大陆地壳活动带最为典型特征构造样式之一。本文基于对古元古代—新生代不同时期典型大陆地壳活动带内片麻岩穹隆构造的分析，总结出以下共性特点：① 发育厚皮构造，强烈的热异常与高应变使得活动带中保存着下地壳基底岩石卷入地壳变形过程的痕迹;② 核部往往由高级变质岩石（通常伴有花岗岩或混合岩）组成，变质程度主体为低角闪岩相到高角闪岩相，局部可以达到麻粒岩相,从核部向幔部变质程度逐渐降低; ③ 分层（或层状）流变是地壳活动带变形的重要表现形式; ④ 中、深层次的岩石共同遭受了强烈剪切变形作用的改造，不同构造层次（核部与幔部）岩石中的构造具有几何学、运动学和动力学上的一致性,拉伸线理和不同尺度的a型褶皱广泛发育，伴随着区域尺度的a型或b型穹隆构造; ⑤ 幔部岩系与核部岩系具有特征的运动学上的耦合关系而流变学上的解耦, 二者之间及内部常发育不同尺度的剪切不连续面（Tectonic discontinuity contact, TDC）。基于上述特点分析，本文提出切向（近水平）剪切流动与多流变层分层流动是大陆地壳活动带中、下地壳流动一致性的体现。多种变形体制叠加，包括近水平切向流动作用的主要贡献并辅以垂向运动的叠加或递进变形，造就了现今大陆地壳活动带中广泛发育的片麻岩穹隆构造，它们递进演化成为线性a型穹隆群、b型穹隆或演变为变质核杂岩构造。     

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。     

Heterogeneous constrictional deformation in a ductile shear zone resulting from the transposition of a lineation-parallel fold

We use new (micro-)structural, petrofabric, strain and vorticity data to analyze the deformation path in a mesoscopic quartz mylonite zone. The mylonite zone resulted from the complete transposition of a stretching lineation-parallel isoclinal fold. Symmetric cleft-girdle quartz c-axis fabrics were recorded in the middle domain, which occupies the inner limbs of the precursor isoclinal fold, while asymmetric cleft- and crossed-girdle fabrics were observed in the upper and lower domains that represent the outer limbs. Constrictional strain, with increasing k values towards the middle domain, is inferred from petrofabric and 3D strain data. Oblique grain shape fabrics yield vorticity estimates of 0.72–0.90 in the zone. However, in the middle domain, pure shear dominated deformation is suggested by orthorhombic crystallographic fabrics. Strain rate is constant throughout the zone; a strain decrease towards the zone center implies that deformation ceased earlier in the middle domain. The data indicates that fold transposition and subsequent mylonitization started as pure-shear-dominated constrictional deformation and progressively changed to simple-shear-dominated, plane strain. During this flow path the asymmetric quartz c-axis fabrics likely developed by depopulation of cleft-girdle maxima rather than from the synthetic rotation of fabric maxima itself.     

新疆东天山觉罗塔格韧性挤压带基本特征及动力学意义

新疆觉罗塔格韧性挤压带发育于吐哈地块和中天山地块之间石炭系东西向火山-沉积建造中,由一组走向东西、产状陡立的透入性片理组成。眼球状结构、平行带状结构和菱形网状结构是韧性挤压带不同构造区亚带的排布格式,它们相对变形带主界面而言具有很好的对称性。片理构造、拉伸线理构造、同生褶皱构造、布丁构造、压力影构造、碎斑构造、粒内面理构造、位错构造和矿物光轴优选定向等韧性构造形迹发育,这些不同尺度的韧性变形构造形迹的组构都具以片理面为对称面而呈现出对称的特征。韧性挤压带横分为3个亚带,3个亚带岩石形变相变和应力应变等方面都呈横向对称状分布。“奶油饼”结构是韧性挤压带的应变结构。该韧性挤压带成因于南北两侧吐哈地块和中天山地块的南北向水平共轴挤压作用,形成于255Ma至280Ma(早二叠世),压扁机制是该韧性变形带的变形机制,它的力学性质表明该韧性变形带不应属于南北两大板块之间的俯冲-剪切带,其成因可能与板块孤后盆地的对称开合有关。     

Determining the reference frame for kinematic analysis in S-tectonites using AMS

Salem-Attur shear zone in the Southern Granulite Terrane demarcates the tectonic boundary between Archaean granulites of Dharwar craton and the Palaeoproterozoic granulites of Salem area. The shear zone marks a low angle thrust which has been steepened at places due to late stage folding. Static recrystallisation during late stage folding has removed the strain marker of mylonites to large extent. However, in a few places S-C angle and porphyroclasts are preserved and have been used to compute the strain. The strain shows apparent flattening by simple shear deformation with 35 % volume loss. A minimum displacement along the thrust has been computed to be 2.7 km. The strain k values increases with r suggesting the strain approaching towards prolate field with increase in strain intensity. The above study suggests the Salem-Attur shear zone is a thrust with low to moderate deformation and volume loss.     

Evolution of a calcite marble shear zone complex on Thassos Island, Greece: microstructural and textural fabrics and their kinematic significance

The deformation history of a monophase calcite marble shear zone complex on Thassos Island, Northern Greece, is reconstructed by detailed geometric studies of the textural and microstructural patterns relative to a fixed reference system (shear zone boundary, SZB). Strain localization within the massive marble complex is linked to decreasing P–T conditions during the exhumation process of the metamorphic core complex. Solvus thermometry indicates that temperatures of 300–350°C prevailed during part of the shear zone deformation history. The coarse-grained marble protolith outside the shear zone is characterized by symmetrically oriented twin sets due to early coaxial deformation. A component of heterogeneous non-coaxial deformation is first recorded within the adjacent protomylonite. Enhanced strain weakening by dynamic recrystallization promoted strong localization of plastic deformation in the ultramylonite of the calcite shear zone, where high strain was accommodated by non-coaxial flow. This study demonstrates that both a pure shear and a simple shear strain path can result in similar crystallographic preferred orientations (single c-axis maximum perpendicular to the SZB) by different dominant deformation mechanisms. Separated a-axis pole figures (+a- and −a-axis) show different density distributions with orthorhombic texture symmetry in the protolith marble and monoclinic symmetry in the ultramylonite marble consistently with the observed grain fabric symmetry.     

滇西主高黎贡韧性剪切带糜棱岩形成时限的初探

构造形成时限的研究,可以为相关地质事件提供重要的制约条件。本次工作利用应变速率法进行分析,以主高黎贡韧性剪切带长英质糜棱岩为实例,通过石英自由位错法测得其差异应力130.69MPa,进而得出应变速率为2.906×10-13s-1;利用质量等比线法分析得出其体积因子为0.7314;进而可以求出构造形成时限为3.41万年。这一时间段的确定,为特提斯构造系形成时限的研究,给出了一项可供参考的数据,同时也表明应用应变速率法研究构造形成时限是可行的。     

Calcite texture development in experimentally induced ductile shear zones

Specimens of fine grained micritic limestone were deformed in plane strain geometry in pure shear, a combination of simple and pure shear, and in simple shear. Temperatures were 400° C and 500° C, confining pressure was 100 MPa. In the experiments with a simple shear component strain is concentrated and approximately homogeneous in a 2–3 mm wide shear zone. Shear displacement is documented by marker lines and circles. Shear strain γ varies between 0.84 and 1.56. Strain is recorded by flattening of individual grains, defining a foliation normal to the axis of principal finite shortening ε ₁. No twinning is observed on a macroscopic scale. X-ray and neutron diffraction techniques were used to characterize texture before and after deformation. All specimens display strong preferred orientation as documented by 0006, 10¯14 and 11¯220 pole-figures, c axes pole-figures display three maxima in the ε₁–ε₃ plane. If the axes of the strain ellipsoids are used as a coordinate system textures in pure and simple shear are similar but there is considerable monoclinic distortion in simple shear which is attributed to the noncoaxial strain path.     

崇安-石城构造带中段韧性变形特征

崇安-石城构造带中段除了大规模脆性破碎和低温石英脉外,还表现为明显的早期韧性变形特征,油岭-盐隘韧性断裂是其表现之一。该断裂具有典型糜棱岩组合、S-C组构、a线理及石英光轴S+Z型组构,运动指向上层由NW向SE,应变测量表明最大剪应变为1.16-3.46,剪切总位移可达1.9km,变形差应力为60-90MPa。油岭-盐隘韧性断裂是一条成生于中温(400-500℃),较高应变速率条件下的变形带。