顯微構(gòu)造在韌性剪切帶研究中的應(yīng)用

劉冀萊 安夢瑩

【摘 要】本文介紹了從顯微尺度入手，如何分析韌性剪切帶中的現(xiàn)象和問題;還介紹了顯微構(gòu)造、韌性剪切帶的概念及二者之間的聯(lián)系。闡述了部分學(xué)者從顯微尺度研究韌性剪切帶的實例，并為尋找地質(zhì)礦產(chǎn)提供資料、幫助。從整體角度展望顯微構(gòu)造的研究趨勢。

【關(guān)鍵詞】顯微構(gòu)造;韌性剪切帶;地質(zhì)學(xué)

大陸板塊邊界或者陸內(nèi)經(jīng)常會發(fā)生一些構(gòu)造作用。板塊邊界的地質(zhì)作用異常活躍，如巖漿作用、地震作用。正是因為有了這種多姿多彩的構(gòu)造作用，包含物理、化學(xué)的作用，才使得研究者們從宏觀走向微觀，通過顯微構(gòu)造這個紐帶，更深入的研究地質(zhì)科學(xué)。

1.顯微構(gòu)造及運用

顯微構(gòu)造指的是巖石內(nèi)部發(fā)育的小型幾何要素或礦物集合體的排列、排列方式，其形成則是由于外界的溫度（高溫）、壓力（高壓）、流體（化學(xué)活動性流體）、時間等因素影響的，顯微構(gòu)造也逐漸衍生出了一個學(xué)科，即顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[1，2]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其不僅僅是在顯微鏡下觀察運動學(xué)、形狀的特點，更多的發(fā)展出了巖石變形后造成的組分變化、物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)變過程;這些因素成為了研究巖石的變形歷史、成因以及形成的年代的重要組成部分。此外，顯微構(gòu)造還可以反映出所在研究區(qū)的地質(zhì)背景、野外構(gòu)造產(chǎn)狀大小等[1，2]。顯微構(gòu)造逐漸成為地質(zhì)學(xué)中的一門重要分支學(xué)科，越來越受到國內(nèi)外研究者的重視。

對地質(zhì)體進行顯微構(gòu)造觀察、分析、研究，可以挖掘地質(zhì)體變形的機制、特征及形成過程并獲得大量運動學(xué)參數(shù)。由于韌性剪切帶和變質(zhì)體的內(nèi)部往往發(fā)生礦物晶體尺度（微觀）的變形，所以很有必要對其進行顯微構(gòu)造研究以獲得微觀數(shù)據(jù)[2]。

其中，應(yīng)力分析主要是探索構(gòu)造形變和應(yīng)力狀態(tài)之間的關(guān)系，可以進一步探討如斷裂的受力狀態(tài)、運動學(xué)特點;應(yīng)變條件不同，則巖石或礦物會因變形的機制不同，產(chǎn)生不同的顯微構(gòu)造現(xiàn)象;或者使得同一個顯微構(gòu)造具有不同的形態(tài)和方位，借此可分析出巖石或礦物變形時候應(yīng)變量大小和方式，速率等[2，3]。還可以根據(jù)顯微構(gòu)造特征，來反演巖石或礦物變形時候的溫壓條件。另外，巖石變形總會經(jīng)歷一定過程，從開始到結(jié)束，會經(jīng)歷好多個階段。顯微構(gòu)造在解釋變形過程或階段方面，具有直觀和準(zhǔn)確性的特點。

2.韌性剪切帶

韌性剪切帶是地殼由于剪切變形或巖石塑性流動而形成的呈線狀的地帶，其規(guī)模大小不一，有的十分微小僅有數(shù)厘米;有的則十分巨大，幾十或上千千米的韌性剪切帶也很常見[1，6]。韌性剪切帶的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史時期，尤其是大的韌性剪切帶，在研究造山帶的演變中起到了極大的作用，在其形成的過程中，一方面巖石的變形機制不斷變化，導(dǎo)致了其內(nèi)部組構(gòu)變化，使得變性復(fù)雜化;另一方面，也導(dǎo)致了巖石內(nèi)部化學(xué)組分的變化，如物質(zhì)的進入或流出[4，5]。韌性剪切帶是地殼中淺部形成的，變形性質(zhì)由脆性向韌性轉(zhuǎn)換的過渡性剪切帶[6]。韌性剪切帶的變形一般分為兩種，即脆性變形和連續(xù)的韌性變形，類型有：雁列脈形式的韌脆性剪帶;似斷層牽引現(xiàn)象的脆韌性剪切帶;不連續(xù)剪裂隙，破劈理、板劈理、褶紋劈理等[6]。

3.顯微構(gòu)造與韌性剪切帶的聯(lián)系

顯微構(gòu)造的形成，一方面受原巖物質(zhì)的組成和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)影響;而另一方面，又取決于地質(zhì)體在變形的時候，處在主導(dǎo)作用的變形機制是什么[2，8]。而韌性剪切帶，又是十分明顯的較易觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象，所以可以通過研究顯微構(gòu)造，反應(yīng)韌性剪切帶的種種地質(zhì)問題，反之亦然[4，5，6]。

4.顯微構(gòu)造的應(yīng)用

國內(nèi)學(xué)者很早就將顯微構(gòu)造運用在研究地質(zhì)體之中。張拴宏等（1999）對魯西地區(qū)采集樣品的顯微構(gòu)造進行研究，觀察到樣品中發(fā)育有S-C組構(gòu)、云母魚構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造、旋轉(zhuǎn)碎斑系、書斜構(gòu)造等常見的顯微構(gòu)造，并根據(jù)其特征對其進行詳細分析，再結(jié)合野外宏觀地質(zhì)特征，判斷出該剪切帶展布方向，韌性變形性質(zhì)如擠壓應(yīng)力等[7，8]。吳羿辰等（2010）對新疆哈密夾白山地區(qū)的韌性剪切帶進行顯微構(gòu)造研究，其從微觀尺度入手，結(jié)合巖石學(xué)、礦物學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等知識，對該韌性剪切帶進行幾何學(xué)、力學(xué)方面的探討，間接對該地區(qū)礦產(chǎn)資源的勘探、開發(fā)提供了專業(yè)的資料、佐證[5]。王春增等（2009）利用顯微構(gòu)造，對江西省金山金礦韌性剪切帶進行研究，發(fā)現(xiàn)其中的剪切變形與金礦的形成有很大的聯(lián)系[9]。

5.結(jié)論與展望

顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的重要分支，在我國研究的時間很長。本文闡述了顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與韌性剪切帶之間的有機關(guān)聯(lián)。顯微構(gòu)造是研究韌性剪切帶的手段，將較新的現(xiàn)代技術(shù)引入，也使得研究更加便利。韌性剪切帶中的宏觀地質(zhì)特征、微觀和顯微特征、巖漿作用等問題，可以較好地解釋韌性剪切帶的形成機制、為不同構(gòu)造成因研究提供便利，可為研究大地構(gòu)造，造山帶的形成與演化研究提供幫助。透過顯微尺度研究韌性剪切帶也可以對尋找礦產(chǎn)資源帶來幫助，給全球能源經(jīng)濟發(fā)展注入新的活力，如一些固體礦產(chǎn)和油氣資源;加強對顯微構(gòu)造在韌性剪切帶中的應(yīng)用研究，有利于解釋地殼巖石的演化機制，對于板塊構(gòu)造理論的深入研究有重要意義。我國天然的地質(zhì)環(huán)境也為研究顯微構(gòu)造和韌性剪切帶提供便利，應(yīng)該在利用好我國本身的優(yōu)勢前提下，增強國際交流，利用外國先進的技術(shù)理論聯(lián)系實際。

參考文獻：

[1]張進江，曲國勝.阿爾泰造山帶內(nèi)韌性剪切帶的顯微、超顯微構(gòu)造和變形機制[J].現(xiàn)代地質(zhì)，1993（03）：293-302+380-381.

[2]胡玲，劉俊來等.變形顯微構(gòu)造識別手冊[M].地質(zhì)出版社，2009，3-4.

[3]楊鐘堂.變形礦物的顯微構(gòu)造及其研究方法[M].地質(zhì)礦產(chǎn)部西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.

[4]吳玉門.衛(wèi)東莊韌性剪切帶顯微構(gòu)造解析及運動學(xué)特征[J].新疆地質(zhì)，2003（02）：243-244+263.

[5]吳羿辰，楊在峰，馬玉周，吳玉門.哈密地區(qū)夾白山韌性剪切帶顯微構(gòu)造特征[J].新疆地質(zhì)，2010，28（02）：154-156.

[6]李忠權(quán)，劉順，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（第三版）[M].地質(zhì)出版社，2009.

[7]張拴宏，周顯強.魯西地區(qū)韌性剪切帶顯微構(gòu)造研究及巖組分析[J].地質(zhì)找礦論叢，1999（01）：39-47.

[8]楊鐘堂.變形礦物的顯微構(gòu)造及其研究方法[M].地質(zhì)礦產(chǎn)部西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.

[9]王春增，李曉峰，易先奎.江西金山金礦控礦韌性剪切帶的遞進變形成礦機理：顯微構(gòu)造證據(jù)[J].桂林工學(xué)院學(xué)報，2009，29（02）：169-182.

（作者單位：河北地質(zhì)大學(xué)）