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摩尔-库伦准则广泛用于解释断裂的形成。然而却不能说明自然界广泛存在的大变形。一新的变形理论——最大有效力矩准则(MEMC),其数学表达式为:Meff=0.5(σ1-σ3)Lsin2αsinα,式中σ1-σ3为相关岩石的屈服强度,L为单位长度,α是最大主压应力轴(σ1)与变形带间的夹角。该准则证明有效力矩的最大值出现在σ1轴两侧54.7°方向上,其大小在55°±10°区间内无显著变化、覆盖全部自然和实验数据。最大有效力矩准则的主要构造意义为:1可用以确定相关变形构造形成时的应力状态;2在涡度与应变速率保持恒定的条件下,确定相关韧性剪切带运动学涡度(… 相似文献
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摩尔-库伦准则广泛用以说明断裂构造的形成,然而却不能解释自然界广泛分布的大变形。最近提出的岩石变形新理论--最大有效力矩准则,其数学表达式为Meff=0.5(σ1-σ3)L.sin2α.sinα。式中,σ1-σ3代表变形岩石的屈服强度,L为单位长度,α为σ1与变形带间的角度。该准则证明最大有效力矩出现在σ1轴左右54.7°方向,55°±10°区间力矩无显著变化,天然和实验的全部观测值全部位于该区间内。相关地质构造包括:膝褶带、伸展褶劈理、膏盐层中的屈服带、低角正断层、高角逆断层、结晶基底中的菱网状剪切带、地震反射剖面中的鳄鱼嘴构造和前陆盆地中的拆离褶皱等。据该准则可确定有关构造形成时的应力状态和运动学涡度,并扩展说明深俯冲超高压岩石的折返-出露机制。 相似文献
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最大有效力矩准则的理论拓展 总被引：1，自引：0，他引：1
在分析"导致变形带内先存面理或层理发生转动的最大有效力矩与先存面理或层理方向有关"的基础上, 对最大有效力矩准则(Meff=0.5(σ1-σ3) Lsin2αsinα)进行理论上的拓展, 提出了可以判定任意方向先存面理最大有效力矩的准则——泛最大有效力矩准则(MG-eff=0.5(σ1-σ3)Lsin2αsin(α-θ)), 其中当先存面理与最大主压应力(σ1)平行时, 则成为最大有效力矩准则。该准则的理论分析表明:①当先存面理与σ1平行时, 在σ1左右两侧±54.7°方向出现2个有效力矩的最大值, 形成共轭的变形带, 钝角(109.4°)对着σ1方向; ②当先存面理与σ1斜交时, 在σ1的另一侧出现1个有效力矩的最大值, 从而只出现一个方向的变形带, 并随着先存面理偏离σ1方向, 变形带与σ1的夹角逐渐减小(从θ=0°时的54.7°, 减小到θ=90°时的35.3°), 而与先存面理之间的夹角逐渐增大(从θ=0°时的54.7°, 增加到θ=90°时的125.3°); ③当先存面理与σ1垂直时, 在σ1左右两侧± 35.3°方向出现2个有效力矩的最大值, 也形成共轭的变形带, 但锐角(70.6°)对着σ1方向。在主应变平面上变形带与先存面理方向及变形带剪切方向(左旋或右旋)已知的情况下, 可以确定最大主压应力方向。泛最大有效力矩准则克服了最大有效力矩准则与滑移线理论不相容的问题, 可以解释大多膝褶带非共轭发育等多种现象, 预期在韧性变形域中具有广阔的应用前景。 相似文献
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岩石变形准则对于构造地质学、工程安全等方面均具有重要的理论价值与实践意义。经典的岩石脆性变形(破裂)准则包括屈特加准则(水平直线型包络线)、库伦准则(斜直线型和抛物线型包络线)、格里菲斯准则(抛物线型包络线)等。近年来最大有效力矩准则在野外韧性剪切带观测与理论计算中都得到了广泛应用,逐渐成为岩石韧性变形的重要准则。然而,这些变形准则在应用过程中还存在一些问题,如有些准则在理论上无法解释、彼此不相协调,最大有效力矩准则在摩尔图解中尚无对应的包络线,部分准则边界条件和应用范围不清等。本文针对这些问题,结合野外实际情况和理论分析,取得了如下认识:(1)水平直线型屈特加准则在地质过程中无法实现。(2)提出了最大有效力矩准则的包络线方程为τ=-0.35(σ_n-σ_d),在摩尔图解中为一条反倾斜直线型包络线;进而将脆性变形的格里菲斯准则和库伦准则与韧性变形的最大有效力矩准则统一表述于应力摩尔图解中,使各准则彼此协调和融合。(3)初步明确了各变形准则的适用条件及所对应的构造层次:张性应力存在的构造环境(包括地壳浅表层次、水力压裂等人为张性应力环境),格里菲斯准则比较合适,以张性破裂(θ=～0°)和张剪性破裂(θ=0°～30°)为主;上地壳在一般情况下(3个主应力均为挤压应力),斜直线型库伦准则更为合适,以锐夹角共轭剪破裂(θ=～30°)为主;随着深度的增加,在中地壳,抛物线型库伦准则较合适,以锐夹角脆韧性剪切变形带(θ=30°～45°)为主;进入下地壳及以下,最大有效力矩准则更合适,以钝夹角韧性剪切变形带(θ=～55°)为主。实际地质作用过程中影响岩石变形的因素更为复杂多样,应具体问题具体分析,不能简单地对号入座。 相似文献
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山东省蒙阴县常马韧性剪切带构造岩具有明显的分带 ,由中心向两侧依次为超糜棱岩带、糜棱岩带、初糜棱岩带和糜棱岩化片麻岩带。构造岩中的韧性变形显微组构极为发育。糜棱叶理产状为 2 0 8°∠ 74°,线理产状为 115°∠ 2°,显示了该韧性剪切带具走滑剪切的特征。该韧性剪切带形成时 ,差应力值为 5 2 .6 7MPa ,形成时古应力方位为σ1=73°∠ 2°。位于该韧性剪切带中心的超糜棱岩带 ,金元素明显富集 ,构成金矿体。综合研究表明 ,韧性剪切作用控制了金矿体的形成与分布 ,因此常马金矿床是一同韧性剪切带型金矿床 相似文献
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东宁特大型金矿产于岩浆岩中,主要的矿化类型有隐爆角砾岩型、构造蚀变岩型;控容矿构造有隐爆角砾岩筒、断裂和环状、放射状断裂。矿区及外围断裂构造主要有产NE、近SN、NW和近EW向;各方向断裂构造性质复杂,矿区内断裂构造特征及性质的形成与西部近北东向绥阳深大断裂密切相关,而绥阳深大断裂力学性质演化与大地构造环境中区域应力场的变化有关,构造体系成生发展顺序为①东西向构造带;②北东向构造带;③北西向构造带;④北东向构造带;⑤北东向构造带。σ1方向变化为0°→45°→130°-140°→0°→130°。各方向断开控制相应的岩浆岩侵入,而角砾岩筒主要受东西向断裂与北西向断裂交汇部位控制,Ⅱ号脉群及18号脉受同一环型构造系统控制。 相似文献
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结构面力学性质的定量鉴定 总被引：8，自引：0，他引：8
变形带力学性质的鉴定是地质力学研究中的先行基础步骤.近来出现一些新的概念和方法,可用以定量表征变形带的力学性质.天然变形带通常是一般剪切作用的产物,是纯剪切(共轴缩短或伸展)和简单剪切的组合.为了定量说明两者间的相对贡献,提出了运动学涡度(Wk)这一物理量,并简单地定义为cos υ.υ是主变形面内两特征方向间的夹角.纯剪切的υ=90°,Wk=0;简单剪切的υ=0°,Wk=1.一般剪切的υ介于0°和90°之间,Wk为0到1.运动学涡度符号的正负分别代表变形带的减薄和增厚.υ可通过极摩尔圆法求出.主压应力(σ1)方向与Wk的关系为Wk=sin2ξ.ξ是σ1与变形带法线间的夹角.因此,可用以确定变形带的Wk和力学性质.根据最大有效力矩准则,韧性变形带与主压应力(σ1)方向间的夹角为55°,可用以确定古应力轴的方向,并可能确定变形时差应力的大小. 相似文献
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宁夏中西部香山—天景山地区逆冲推覆构造的特征及演化 总被引：8，自引：0，他引：8
宁夏香山-天景山地区逆冲推覆构造由天景山北麓断裂带(主滑脱断裂)和香山-天景山冲断席(可分为9个次级逆冲推覆岩席)组成,推覆岩席前端为一系列形态相似的铲式叠瓦状逆冲推覆断层,构造变形强烈;岩席内部构造变形相对较弱.整个推覆构造带主要遭受了燕山期和喜马拉雅期挤压逆冲推覆作用,燕山期主压应力σ1方向为44°,由南西往北东推覆,总位移量26.6km;喜马拉雅期主压应力σ1方向为75°,由南西西往北东东逆冲推覆,晚更新世以来还兼有左行走滑,总位移量大于4km. 相似文献
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The Maximum Effective Moment Criterion （MEMC） and Its Implications in Structural Geology 总被引：4，自引：0，他引：4
ZHENG Yadong WANG Tao WANG Xinshe The Key Laboratory of Orogenic Belts Crustal Evolution School of Earth Space Sciences Peking University Beijing Institute of Geology Chinese Academy of Geological Sciences Beijing 《《地质学报》英文版》2006,80(1):70-78
1 Introduction A high-level generalization of structures in the earth crust has been given by Ramsay (1980): low-angle thrusts in the brittle upper crust and high-angle reverse shear zones in the ductile middle-lower crust are formed in contractional regimes; high-angle normal faults in the brittle upper crust and low-angle normal shear zones in the ductile middle- lower crust are formed in extensional regimes. The formation of low-angle thrusts and high-angle normal faults in brittle domains … 相似文献
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塑性力学的滑移线理论、Watterson零伸长度理论和最大有效力矩准则均获得共轭变形带的夹角为109.4°。该值与黄金规则相容,然而,滑移线理论的预测值面对伸长方向,与实际不符。零伸长度理论所预测的109.4°,不能解释实际观察到的平面共轭剪切带。根据最大有效力矩准则理论,预测韧性变形域共轭变形带面对主压应力方向或瞬时最小伸长度方向的夹角为109.4°。迄今获得的全部野外观测值和岩石力学实验结果均位于该预测值的±20°范围内,证明最大有效力矩准则的有效性。最大有效力矩准则可解释或求解:1)折劈理的形成,2)大型低角度正断层和高角度逆冲断层的形成,3)地震反射剖面中的鳄鱼嘴构造,4)变质结晶基底的基本构造型式——菱网状韧性剪切带,5)拆离褶皱的形成,6)古主应力和相关的运动学涡度。 相似文献
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The essential difference in the formation of conjugate shear zones in brittle and ductile deformation is that the intersection angle between brittle conjugate faults in the contractional quadrants is acute(usually ~60°) whereas the angle between conjugate ductile shear zones is obtuse(usually 110°). The Mohr-Coulomb failure criterion, an experimentally validated empirical relationship, is commonly applied for interpreting the stress directions based on the orientation of the brittle shear fractures. However, the Mohr-Coulomb failure criterion fails to explain the formation of the low-angle normal fault, high-angle reverse fault, and the conjugate strike-slip fault with an obtuse angle in the σ1 direction. Although it is ten years since the Maximum-Effective-Moment(MEM) criterion was first proposed, and increasingly solid evidence in support of it has been obtained from both observed examples in nature and laboratory experiments, it is not yet a commonly accepted model to use to interpret these antiMohr-Coulomb features that are widely observed in the natural world. The deformational behavior of rock depends on its intrinsic mechanical properties and external factors such as applied stresses, strain rates, and temperature conditions related to crustal depths. The occurrence of conjugate shear features with obtuse angles of ~110° in the contractional direction on different scales and at different crustal levels are consistent with the prediction of the MEM criterion, therefore ~110° is a reliable indicator for deformation localization that occurred at medium-low strain rates at any crustal levels. Since the strain–rate is variable through time in nature, brittle, ductile, and plastic features may appear within the same rock. 相似文献
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传统构造地质学用摩尔-库伦准则和贝克尔的应变椭球体理念分别解释地壳中的脆性断层和塑性变形,将变形局部化的韧性剪切带形成解释为平行应变椭球体的圆切面,却无法解释变形局部化的共轭剪切带稳定夹角~110°面对应缩短方向。变形局部化是独立于脆性和塑性变形外的变形领域,受最大有效力矩准则控制。20世纪末提出的变位形分解理念,摆脱连续介质力学的束缚,合理地说明广泛存在的走滑断层平行俯冲带或逆冲断层带。非均匀变形和非连续介质力学理念的建立,为地质学与力学的结合开辟了新的前景。文章试用上述两理念概略分析中国和邻区中新生代构造格局,以期引发讨论。 相似文献
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莲花山断裂带是中国东南陆缘重要的NE向构造带。该断裂带不仅是区域上重要的二级构造单元分界线,也控制着广东省最重要的锡铜多金属成矿带。前人研究表明,莲花山断裂带内的韧性变形与锡铜多金属成矿关系密切,但对于莲花山断裂带内的韧性变形展布特征及其对成矿作用的贡献,还存在着较多争议。本次研究,通过对莲花山断裂带进行大比例尺的矿田构造填图,实测典型地质剖面等手段,结合拉伸线理产状的测量和显微构造的观察,认为断裂带内的韧性变形由自北向南一系列近NE60°走向的剪切带雁列展布而成,各剪切带之间呈大致平行展布。在韧性变形之后,这些雁列状的剪切带又被30°走向的脆性断层所切割。莲花山断裂带内的韧性变形控制着矿体的形态和规模,后期岩浆-热液活动利用先存韧性剪切带的空间,成矿元素在韧性变形的裂隙中沉淀富集成矿。莲花山断裂带内找矿勘探工作部署应该围绕断裂带内韧性变形的区域,并注意韧性变形附近次一级的容矿裂隙。 相似文献
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通过野外调研和显微构造测试,分析了新疆哈密库姆塔格沙垄北段韧性剪切带几何学、运动学和动力学特征,探讨了韧性剪切带的演化及其地质意义,详细研究了韧性剪切带S-C面理、波状消光、变形条带、变形纹、机械双晶、亚颗粒、动态重结晶颗粒、核幔结构、压力影、旋转碎斑系、显微裂隙和石英、方解石c轴组构等显微构造特征,并对其形成机制进行了解析。 相似文献
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Thomas Leydier Philippe Goncalves Pierre Lanari Emilien Oliot 《Journal of Metamorphic Geology》2019,37(8):1129-1149
The inherited localization model for shear zone development suggests that ductile deformation in the middle and lower continental crust is localized on mechanical anisotropies, like fractures, referred to as shear zone brittle precursors. In the Neves area (Western Tauern Window, Eastern Alps), although the structural control of these brittle precursors on ductile strain localization is well established, the relative timing of the brittle deformation and associated localized fluid flow with respect to ductile deformation remains in most cases a matter of debate. The present petrological study, carried out on a brittle precursor of a shear zone affecting the Neves metagranodiorite, aims to determine whether brittle and ductile deformations are concomitant and therefore relate to the same tectonic event. The brittle precursor consists of a 100–500 µm wide recrystallized zone with a host mineral‐controlled stable mineral assemblage composed of plagioclase–garnet–quartz–biotite–zoisite±white mica±pyrite. Plagioclase and garnet preserve an internal compositional zoning interpreted as the fingerprint of Alpine metamorphism and fluid–rock interactions concomitant with the brittle deformation. Phase equilibrium modelling of this garnet‐bearing brittle precursor shows that metamorphic garnet and plagioclase both nucleated at 0.6 ± 0.05 GPa, 500 ± 20°C and then grew along a prograde path to 0.75 ± 0.05 GPa, 530 ± 20°C. These amphibolite facies conditions are similar to those inferred from ductile shear zones from the same area, suggesting that both brittle and ductile deformation were active in the ductile realm above 500°C for a depth range between 17 and 21 km. We speculate that the Neves area fulfils most of the required conditions to have hosted slow earthquakes during Alpine continental collision, that is, coupled frictional and viscous deformation under high‐fluid pressure conditions ~450°C. Further investigation of this potential geological record is required to demonstrate that slow earthquakes may not be restricted to subduction zones but are also very likely to occur in modern continental collision settings. 相似文献