[科普中国]-变形带

简介

变形带是平行的滑移面内异号刃型位错交互作用使晶体发生弯折所形成的。带中的晶格相对于周围晶体中未变形部分旋转了几度或几十度。

当外部应力不超过临界切应力TC时，两个在平行滑移面上相向运动的异号刃型位错，将如图所示停留在彼此分开一定距离处。这些位错将阻止在其后面运动的其他位错而造成位错塞积，塞积位错将抑制在邻近面上位错的滑移并促使出现新的塞积，结果逐渐形成变形带，负刃型位错在带的一边，正刃型位错则处于另一边。

晶体经过变形，通过随后的表面抛光可以使滑移线消失，但即使经过反复抛光和腐蚀后仍可观察到变形带，因为变形带代表不同晶向的区域。单晶体中能够产生几毫米宽的变形带，但在多晶体试样中需用显微镜才能见到。变形期间由于晶界的阻碍，容易在一个晶粒内引起取向的不同，故而多晶体试样形成变形带的倾向更大。变形带一般呈不规则形状，但是它是沿主变形方向延伸的。带的轮廓一般模糊而不明显，表明取向差是渐渐消失的。已经在体心及面心立方晶格的金属中观察到变形带，但在密集六方晶格金属中尚未见到。

变形带与扭折带之间的主要差别是：在形成变形带的情况下位错运动在带外发生，带中的晶格保持原来的取向；而在形成扭折带的情况下，塑性变形和晶格的重新取向在带内发生1。

韧性变形带研究进展韧性变形带理论的提出将变质岩区断裂构造研究引向深入，变质岩构造研究因此取得了突破性进展。自1981年在美国加洲召开了国际糜棱岩问题讨论会以来，构造地质学家对韧性变形带的研究产生了浓厚酊兴越，韧性变形带是一种以强塑性流变与剪切变形为特征的高应变带，是简单剪切变形机制的产物。一般认为韧性变形作用是深部地壳变形的主要形式之一，是控制和影响地壳构造形成和演化的一个重要因素。对它的研究不仅可以获取地壳深部变形特点及区域大地构造格架形成等方面的信息，而且还可以得到有关地球动力学与岩石圈演化等方面的数据。此外，亦已公认，在不同地体的拼台及拼合之后的地壳板内变迁过程中，韧性变形起了重要作用。在以往的研究中，一般仅侧重于对韧性变形带及其组构要素几何形态的描述与分析，并在此基础上对韧性变形带进行分类。进入80年代，国内外地学界普遍掀起了一场研究韧性变形带的新热潮，对其形成环境、运动学特征与动力学标志、变形机制与成因类型、以及变形与变质之问关系等方面逐步进行深入研究，并已取得了重大进展。事实上，真正的韧性变形作用往往发生于中、下部地壳中，在地壳浅部的岩石变形则表现为脆一韧性作用，而这种“脆-韧性转换”变形对许多地质及地球物理问题具有重要的意义。因此，“脆一韧性转换”变形便越来越受到国内外许多地质学家的重视2。

韧性变形带分类随着对韧性变形带研究的不断深入，人们发现不同地质环境中形成的韧性变形带在构造要素组合、运动学与动力学、以及变形机制等方面均存在着显著的差剃。因此，为了确定各种韧性变形带在地壳演化过程中的地位和作用，对韧性变形带进行分类研究是很有必要的。对韧性变形带的分类方案比较多，诸多学者依据所研究地区的特点、以及所解决问题的侧重点不同而采用各自不同的分类标准。一般来说，成生时代不同、形成环境不同、寄主岩石可变形性不同、以及成因与变形机制不同的韧性变形带，所赋存的构造形迹或形迹群以及动态或静恢复重结品作用等也不同。基于这些情况，比较通用的主要有两种分类方案，即嵌据“应力场型式”和“构造相”对韧性变形带进行分类研究2。

水平拉仲式韧性变形带这种韧性变形带多见于地壳早期变形行为中，反映深部层次强塑性剪切流动作用，其特征性鉴别标志是变形带中普遍发育的叶内褶迭层，这种叶内褶皱以其无袖面叶理区别于囡构造置换作用而形成的叶内褶皱。这种韧性变形带的成因导源于地壳水平方向上的顺层剪切运动。

碰撞挤压式韧性变形带这种韧性变形带主要发育于不同地体或板块之间的碰撞拼合带上，多见于元古宙以来的造山带地区，反映了强烈的构造压扁变形作用，其主要鉴别标志是构造岩中出现一些同构造期高压矿物组合与强烈的压扁变形面。

碰撞挤压式韧性变形带，是一种形成于地壳深部层次的强塑性流动变形带，也属于脱水进化动力变质带，带内变质级别与其围岩的相同，这类韧性变形带只含一种类型，即深部层次构造片麻岩带。第二类是与区域变质作用非同时发生的韧性变形带，是一种形成于地壳中深部、中部、浅部层次的强一中强塑性剪切流变、以及脆一韧性糜棱岩化作用与压扁变形带。一般属于吸水退化动力变质带，带内变质级别较其围岩先存的低，显示强烈的退化变质作用。这类韧性变形带按其形成环境又可分为中高温一中温型韧性变形带和低温型韧性变形带两个亚类，前者即为中深部及中部层次变晶糜棱岩带，后者包括浅部层次糜棱岩带和浅部层次构造片岩带3。

总结对韧性变形带的研究非常活跃，并取得了许多进展，但是仍然存在不少较为棘手的问题，尚待进一步深入研究解决2。