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韧性剪切带剪切运动方向的确定

韧性剪切带剪切运动方向的确定

的有关信息介绍如下:

韧性剪切带剪切运动方向的确定

深层次韧性剪切带和浅层次脆性断层的剪切运动方向的判别有不一样的地方,对于韧性剪切带来说,主要根据以下一些宏观和微观构造标志加以确定。

图6-113 千糜岩显微素描图(d=3mm)

(据Williams,1982)

图6-114 构造片岩显微素描图(×170,正交偏光)

(据孙岩、韩克从,1982)

1.错开的岩脉或标志层

穿过剪切带的标志层往往呈S形弯曲,造成标志层在剪切带两盘明显位移,根据互相错开的方向可确定剪切方向(图6-115A)。但应用这一方法时,要注意先存标志层与剪切带之间的方位关系,否则会得出错误的结论。

2.不对称褶皱

当岩层受到近平行层面方向的剪切作用时,由于层面的原始不平整或剪切速率的变化,导致岩层弯曲旋转。随着剪应变的递进发展,褶皱幅度被动增大,形成缓倾斜的长翼和倒转短翼的不对称褶皱,由长翼到短翼的方向即是褶皱倒向,代表剪切方向,或者是褶皱轴面与面理相交锐角方向指示剪切方向(图6-115B)。但要特别注意,在剪应变很高时,褶皱形态将变化,变形初期与剪切作用协调的不对称褶皱的倒向反转,如原为S型褶皱转为Z型,上述法则就不再适用了。

3.鞘褶皱

如若鞘褶皱的尖端凸出比较明显,并未在露头上完全暴露出来,则褶皱凸出方向指示剪切方向;或在垂直应变轴Y轴剖面上观察,鞘褶皱的倒向指示剪切方向(图6-115C)。

4.S-C面理

韧性剪切带内有时发育两种面理,一种是平行于剪切带内的应变椭球的XfYf面的剪切带内面理(S),在剪切带内呈S形展布,与剪切带的边界斜交;另一种是糜棱岩面理(C),基本上与剪切带的边界平行。糜棱岩面理(C)实际上是一系列平行于剪切带边界的间隔排列的小型强剪切应变带,常由更细小的颗粒,主要是云母内片状矿物所组成。S-C面理也称Ⅰ型面理,S面理和C面理呈锐角斜交,所交的锐夹角指示剪切带的剪切方向(图6-115D)。随着剪应变加大,剪切带内面理(S)逐渐接近以致平行于糜棱岩面理(C)。

5.“云母鱼”构造

“云母鱼”构造也称Ⅱ型S-C面理。此类构造大多发育于石英云母片岩中,先存的云母碎片,其中的{001}解理处于不易滑动的情况下,在剪切作用过程中,在与{001}解理斜交的方向上形成与剪切方向相反的微型犁式的正断层,随着变形的持续,上下云母碎块发生滑移、分离和旋转,形成不对称的“云母鱼”(图6-115E)。“云母鱼”两端发育有细碎屑的层状硅酸盐类矿物和长石等组成的尾部。细碎屑的尾部将相邻的“云母鱼”连接起来。形成一种台阶状结构,是良好的运动学标志。这种细碎屑的尾部代表强剪切应变的微剪切带,它组成了C面理。与S-C面理一样,其锐夹角指示剪切方向。此外,利用不对称的“云母鱼”及其上的反向微型犁式正断层也可确定剪切方向。

图6-115 确定剪切运动方向的各种构造标志示意图

(据朱志澄,1990)

6.旋转碎斑系

糜棱岩中具碎斑和基质,在剪切流动变形的影响下,其中的碎斑及其外缘较弱的韧性的动态重结晶集合体或细碎粒基质发生旋转,在平行线理的方向上,碎斑的两端形成不对称的楔形尾部,形成旋转碎斑系,根据结晶拖尾的形状,分为σ型和δ型两类。

σ型碎斑系(图6-115F)的楔状结晶尾的中线分别位于结晶尾参考面(图6-115F)中的X1的两侧。δ型碎斑系的结晶尾细长,根部弯曲,在与碎斑连接部位与基质呈港湾状,两侧结晶尾的发育都是沿中线由参考面的一侧转向另一侧(图6-115G)。

无论是σ型碎斑系,还是δ型碎斑系,碎斑系的楔形拖尾的尖端延伸方向指示剪切带的剪切方向。如果结晶尾太短,则不能用来确定剪切方向。

7.不对称的压力影

压力影是压溶作用的产物,由坚硬的核晶以及压溶后新生的纤维状矿物组合而成。坚硬的核晶抵御构造压力而不易变形,在垂直压力方向上形成应力相对较低的张性空间,岩石中易溶组分在强烈应力作用下发生溶解,迁移到核晶两侧的张性空间充填生成,形成连接在核晶上的“阴影”。韧性剪切带岩石内的压力影构造相对于面理呈不对称状,即坚硬的内晶两侧的新生纤维状结晶尾相对于面理呈单斜对称,据此可以确定剪切方向(图16-115H)。

8.“多米诺骨牌”构造

“多米诺骨牌”构造又称书斜构造,糜棱岩中的较强硬的碎斑(如长英质糜棱岩中的长石碎斑),在递进剪切作用下,产生破裂并旋转,使每个碎片向剪切方向倾斜,尤如一叠书被推倒,形成类似多米诺骨牌。其裂面与剪切带的锐夹角指示剪切带的剪切指向(图6-115I)。

9.曲颈状构造

糜棱岩中的碎斑或矿物集合体、侵入岩体中的捕虏体等,在递进剪切作用下,使其一侧被拉长(或拉断),形成曲颈瓶状,曲颈弯曲方向表示剪切带的剪切方向(图6-115J)。