剪切 (地质)

✍ dations ◷ 2025-06-29 06:04:28 #剪切 (地质)

剪切(英语:shear)是岩石对压缩应力引起的变形的反应,并形成特定的纹理。 剪切可以是均质的或非均质的,并且可分为纯剪切或简单剪切。 在地质科学的剪切研究与构造地质学、岩石微观结构或岩石质地和断层力学的研究有关。

剪切过程发生在脆性、脆韧性和韧性岩石中。 在纯脆性岩石中,压应力导致压裂和简单断层。

剪切带的典型岩石包括糜棱岩、碎裂岩、S-构造岩和L-构造岩、假速长岩、某些角砾岩和高度叶理的围岩。

剪切带是在岩层中一个板状到片状、平面或曲线平面的区域,在此区域中的岩石比邻近该区域受更高的应变。 通常这是一种断层类型,但没有明显的断层面。 剪切带内可能有更强烈的叶理状纹理、变形和褶皱或梯状岩脉及裂缝。

许多剪切带都有矿床,是由造山带中的热液造成的。 它们经常显示出退阶变质作用,及交代变质作用特征。剪切带规模大小不一,由几英寸宽,或高达几公里宽。 通常它们处于构造区块的边缘,大的剪切带是可绘制的单元,并形成重要的不整合带。 因此,许多大而长的剪切带与断层系统相同的被命名。当断层的水平位移达到到几十或几百公里的长时,该断层被称为大剪切。 通常是古代板块构造的边缘。

剪切机制取决于岩石所受的压力和温度以及剪切速率。不同的剪切机制造成不同安定岩石变形。在比较脆的流变条件(较冷、较小的围压)或高应变率下,剪切区往往以脆性破坏为特征;包解解矿物个体,将其磨碎成角砾岩。在脆韧条件下,对剪切力的适应,不靠岩石的断裂,而依赖矿物个体和矿物晶格内部的机制来适应。例如在压缩应力下,叶理纹理会消失。在韧性条件下,岩石对剪切力的,是通过矿物的破裂和亚晶界的生长以及晶格的滑移。此种应变在板状矿物,尤其是云母,最明显。糜棱岩是韧性剪切带的代表

在剪切开始期间,首先在岩体中形成穿透性平面叶理。其特征为纹理的重新排列、云母的生长和重新排列以及新矿物的生长。

初始剪切叶理通常垂直于主要缩短的方向形成,并且是对缩短方向的指标。在对称缩短中,物体在这种剪切叶理结构上变平。

在不对称剪切区域内,物体进行缩短类似于糖浆球在被涂抹时变平,通常为椭圆形。若在剪切带内具有显著位移,剪切层理可能与剪切带的总平面呈小角度形成。这种叶理类似一组正弦叶理,与主切变叶理成小角度。这种岩石被称为 L-S 构造岩。

若在剪切带内具有较大的横向运动,则应变椭圆会延长成雪茄状的体积。而剪切叶面开始分解成钢筋线或拉伸线。这种岩石被称为L-构造岩。

韧性剪切,能产生非常独特的纹理。在韧性剪切带中观察到的一组重要的微观结构是 S 面、C 面和 C' 面。

由S-C 和 S-C' 结构所显示的剪切方向与剪切带方向一致。 其他可以鉴定剪切方向的微观结构包括: • S状岩脉 • 云母鱼 • 旋转的残碎斑晶•岩香肠 • 不对称褶皱

走滑挤压是在构造板块斜向碰撞和非正交俯冲过程中形成的构造。通常是斜滑逆冲断层和走滑或转换断层的混合物。走滑挤压的微观结构有是钢筋线、糜棱岩、具眼状构造的片麻岩、云母鱼等。

走滑挤压是一种走滑变形之一,它与简单的剪切变形不同之处,在于同时具有垂直于断层走向的挤压分量。这种运动最终会导致斜剪切。构造变形通常不太可能是“纯” 挤压或“纯”走滑变形。挤压和走滑的相对量可以用收敛角 α 表示,范围从零(纯走滑)到 90 度(纯挤压)。遭挤压的地壳会在地壳中产生垂直增厚。走滑挤压在板块边界中由斜向聚合造成。 在局部地区,走滑挤压是在走滑断裂带的约约束弯曲内造成。

新西兰的阿尔卑斯山断裂带是一个典型的例子,太平洋板块对印澳板块的斜向俯冲造成斜向走滑活动。此地的造山带呈梯形,以斜角的分支断层、陡倾的推覆体和断弯褶皱为主。在新西兰阿尔卑斯山的片岩的特点是有锯齿状和剪切的千枚岩。山的本身它以每年8-10毫米的速度被推高,该地区容易发生大地震,其南断块是向上和向西方向的运动。

走滑拉张是呈斜角方向的拉张力造成的。裂谷带的斜向正断层和滑脱断层是走滑拉张的典型构造。走滑拉张的显微结构包括钢筋线或拉伸线、拉伸的斑状变晶、糜棱岩等。

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