揭秘韧性剪切带的神秘面纱
韧性剪切带,这个听起来既神秘又专业的地质学术语,其实在地壳和岩石圈的演变中扮演着至关重要的角色。今天,我们就来揭开它的神秘面纱,用通俗易懂的语言,从多个角度详细介绍韧性剪切带的概念及其各个方面。
什么是韧性剪切带?
韧性剪切带,也被称为“韧性断层”或“韧性变形带”,是地壳或岩石圈中由于剪切变形以及岩石塑性流动而形成的强烈变形的线状地带。想象一下,当地壳中的岩石因为地壳运动而受到挤压和拉伸,就像揉面一样,岩石在这些力量的作用下发生塑性变形,但并没有完全破裂开来,形成了这种特殊的变形带。
韧性剪切带的规模和形态
韧性剪切带的规模大小不一,小的可能只有几厘米长,而大的可以宽达几十千米,甚至延伸上千千米。这种变形带内部主要由薄层状或巨厚层状的受强烈剪切变形的岩石构成。岩石和矿物的变形程度从边界向中心逐渐递进,但不会出现糜棱岩或碎裂岩那样的明显破裂。整个带内的应变是连续的,常伴有牵引和拉伸变形的现象。
韧性剪切带的内部结构
在韧性剪切带内部,岩石中的片理面(即岩石中平行排列的微小层面)与带的延伸方向的夹角从边缘向中心递减,这些片理面平行于应变椭球体的X-Y面。此外,带内的矿物晶体中还发育有塑性变形构造,其变形强度从边缘向中心递增。这种连续的应变过程使得韧性剪切带内部及与围岩之间的应变呈现出递进演化的关系。
韧性剪切带的类型
根据韧性剪切带主界面(即通过韧性剪切带中心的叶理面)的产状及两侧岩石的相对运动状况,可以将韧性剪切带分为几种类型:
1. 韧性平移型剪切带:主界面近直立,两侧岩石相对水平移动。
2. 韧性正剪切带:上盘岩石相对下盘岩石作正向滑移。
3. 韧性逆剪切带:上盘岩石相对下盘岩石作逆向滑移。
4. 韧性滑脱型剪切带:岩石圈中不同物性岩层之间相对滑脱而形成。
韧性剪切带的特征
韧性剪切带具有一系列独特的特征,这些特征不仅帮助地质学家识别它们,还揭示了地壳变形的奥秘。
几何学特征:韧性剪切带属于平面应变中的简单剪切机制类型。在应变椭球体中,X轴拉伸,Z轴缩短,Y轴不变并发生旋转。剪切应变值和劈理面与剪切面夹角成反比。
小构造特征:韧性剪切带中发育剪切成因的褶皱,包括A型褶皱(特别是鞘褶皱,这是鉴别韧性剪切带的重要标志之一)和B型褶皱。韧性剪切带中的劈理为密集的透入性流劈理,展布呈S形或反S形。位于流劈理面上的拉伸线理平行于应变椭球体最大拉伸轴X方向,可用来表示剪切运动矢量。
运动学标志:在平行拉伸线理(X)、垂直于劈理面(XY面)的XZ面上,显示出剪切应变的不对称性。如S型云母鱼、不对称结晶尾、不对称压力影、雪球构造及糜棱岩中的S-C构造等,都是判断剪切运动方向的重要标志。
组构特征:韧性剪切带岩石中的矿物因颗粒旋转而形成明显的优选方位,具有单斜组构对称特点。以石英为例,存在〈C〉轴不对称组构和〈A〉轴不对称组构两种类型。
糜棱岩:糜棱岩是韧性剪切带中心部位常见的岩石类型,是韧性剪切带重要的野外识别标志。
同变形变质作用:在低温高剪切应变下,韧性剪切带内可产生同变形的高、中压变质矿物,如蓝闪石、硬柱石、黑硬绿泥石、多硅白云母等。在韧性剪切带发育后期,由于水热蚀变会发生退变质作用,造成从中心往边部的倒置变质现象。
剪切热及机械作用特征:剪切应力聚集会产生大量的热,温度升高软化岩石,导致强韧性域及热能聚集,甚至引发地壳局部熔融及岩浆产生。
韧性剪切带的地质意义
韧性剪切带在地质学中具有重要的意义。首先,它们在造山带和裂谷带的形成中起着关键作用。其次,韧性剪切带与成矿作用关系密切。许多大型金矿,如澳大利亚卡尔古利、加拿大红湖区等地的金矿,以及国内的河北金厂峪金矿、吉林夹皮沟金矿等,都与韧性剪切带有关。在这些金矿中,韧性剪切带为矿液提供了运移通道和赋存空间,控制了金矿的产出部位和成矿空间形态。
韧性剪切带的实例
在中国,江山-绍兴韧性剪切带是一个典型的例子。这条剪切带主要分布在江山-绍兴断裂带上,出露长150千米以上的糜棱岩带,宽度可达6千米以上。它反映了南东侧变质岩体长期抬升的历史,具有长期活动的活动过程。韧性剪切带与金、银矿产有密切的成因联系,是研究地壳变形和成矿作用的重要对象。
结语
韧性剪切带,这个看似复杂的地质现象,实则是地壳运动的产物,记录了地壳演化的历史。通过对韧性剪切带的研究,我们不仅可以了解地壳的变形机制,还可以揭示成矿作用的奥秘。未来,随着地质学研究的不断深入,韧性剪切带将为我们提供更多关于地球演化的宝贵信息。
通过这篇通俗易懂的介绍,相信你已经对韧性剪切带有了更深入的了解。这个神秘的地质术语,不再是遥不可及的学术概念,而是地壳演化和成矿作用中的重要一环。希望这篇文章能够激发你对地质学的兴趣,让你在探索地球的奥秘之路上迈出更坚实的一步。