地质事件研究的例子
1.区域地质背景
冀东冀西三屯营地区是八五期间(1986 ~ 1990)开展1 ∶ 5万高级片麻岩区域地质填图方法研究的试点地区。其位置(图9-2-1)西邻三屯营遵化-青龙多期片麻岩线性构造带，东邻三屯营-太平寨片麻岩复式椭圆形构造带(杨振生等，1997)。80年代中期以前，一直认为复式椭圆形构造区由麻粒岩相的迁西群组成，西侧的线性带由角闪岩相为主的遵化群或八道河群组成。新填图方法五年的实践表明，复式椭圆形构造区主要由变质深成岩(三屯营片麻岩)组成。何同兴等(1992)称紫苏应时闪长-石英闪长片麻岩；西侧的线性带的组成比东侧的椭圆形构造区要复杂得多。它由经过多期韧性剪切变形改造和再造的三屯营片麻岩和沿直线带呈大小不等的透镜状分布的遵化岩群表壳岩组成。同时，还有许多超基性-基性和中酸性太古代岩浆岩的线状侵入体。这条线性带实际上是一条巨大的晚太古代构造-岩浆活动带。
图9-2-1冀东遵化-青龙地区太古代地质示意图
(据杨振声等人1997)
1-三滩营-太平寨片麻岩复式椭圆形构造区；2-崔杖子片麻岩穹隆构造区；3-遵化-青龙多期片麻岩线性构造带；4—迁安片麻岩穹隆构造区；5-紫苏花岗岩钠系列；6-钾碱紫苏花岗岩系列；7-英云闪长岩-奥陶纪花岗岩系列；8—上地壳捕虏体；9-独山花岗岩；10-燕山期花岗岩；11-基性岩；12-混色；13-中上元古界；14——中生代；15-骨折；16—详测区:A—1 ∶ 5万三屯营图、兰琪营图详测区(1986 ~ 1990)。
2.复合(深、中构造相)韧性剪切带的确定
(1)提出深部构造相韧性剪切带和原迁西群解体:三屯营以东的高级片麻岩有明显的片麻岩，有片麻岩和条带状麻粒岩相。这些层状片麻岩曾被称为迁西群，根据其成分特征分为下部的上川组和上部的三屯营组。总体产状在南北方向上几乎是陡峭的。经过对本区1 ∶ 1000地质填图和实测剖面的系统研究(杨振生，1992；刘志红，1992；刘永江，1992；杨振声、刘志红、刘永江等，1997)证实这种层状构造是由原生黑云母紫苏斜长片麻岩与中粗粒、软弱片麻岩韧性剪切变形形成的，因变形强度不同可划分出不同等级的应变分带(图9-2-3；图片112 ~ 113)，原岩的矿物组成和结构在不同应变带发生了相应的变化。在强应变区，岩石矿物的粒度一般为中细粒，强片理-条带状结构明显。在强变形带，原粗粒无定向紫苏辉石呈细粒链状结构(早期紫苏辉石变形和断裂定向扩展，形成被动矿物拉伸线理)。同时，随着紫苏辉石的减少，黑云母和角闪石矿物增加，使得同一结构中的活性矿物定向明显(图9-2-3b)。岩石变质程度由角闪石麻粒岩亚相变为角闪石麻粒岩亚相，是明显的退变质反应。从新编制的以强变形带为标志的构造图可以看出，深部构造相类型的韧性剪切带呈网状分布(图9-2-2)。三屯营片麻岩中的变质表壳岩以各种包体的形式分布在片麻岩中。由于规模小，分布散，无法重建地层系统，只好统称为黔西表壳岩组合。
图9-2-2三屯营东侧侯庄地区韧性变形带分布图
(据刘志红1992)
1-四元；2-变质基性超基性岩杂岩；3-余秋华片麻岩；4—浅色紫苏斜长片麻岩(三屯营片麻岩)；5-黑云母紫苏斜长片麻岩(三屯营片麻岩)；6-深部构造的韧性变形带；7—中层韧性变形带；8-浅相韧性变形带；9—脆性断层；10-地质界线；11-出现叶理和构造分异带；12 ——矿物拉伸线理产状
(2)中央构造相韧性剪切带的建立:通过对三屯营以西高家店燕山期花岗岩以南的庄子-张庄子地区大比例尺构造填图和三屯营以北魏庄-桃树沟实测剖面的系统研究，发现该区原是遵化群地层，但实际上是一个三屯营黑云母-紫苏斜长片麻岩单元，该单元不同程度地受到了深部构造相韧性变形的改造，也受到了韧性剪切的改造刘志红，1992；杨振声、刘志红、刘永江等人，1997)。这条中央构造相的NE向韧性剪切带呈明显的线性分布，以应变强度划分的强变形带宽度不一，有的很窄，只有几米宽，有的可达数百米，相互平行展布。在强应变带的矿物组成中，辉石矿物全部消失，新生的黑云母和角闪石矿物明显定向，形成强烈的面理(图9-2-4和9-2-5)。
图9-2-3三屯营东部侯庄水库三屯营片麻岩应变分带实测剖面图。
(据杨振声、刘志红、刘永江等人1997)
a——深部构造相不同应变强度的黑云母紫苏斜长片麻岩组构和矿物组合演化特征；B—显微镜下的草图(倍数为6×10)
3.确定复杂韧性剪切变形事件对建立研究区地质事件序列的意义。
(1)明确了三屯营以东的原迁西群地层体系在三屯营地区不存在，这里的主体是一套由黑云母紫苏斜长片麻岩(三屯营片麻岩)组成的变质深成岩，其中的高级变质表壳岩等零星包裹体应是本区最古老的岩石(迁西表壳岩)，是由三屯营片麻岩的叶理组成的复式椭圆形构造。在此基础上，由网状深部构造相的韧性剪切变形转化而来(图片116 ~ 117)。
(2)三屯营以西发现的线性介晶韧性剪切带，是在三屯营片麻岩的基础上，经深部构造相的韧性剪切变形而形成的。因此，这部分层状片麻岩不是所谓遵化群的一部分，而是三屯营片麻岩单元对两种不同构造相韧性剪切变形改造的结果，应该是一个由麻粒岩相向角闪岩相的退变质带，表现为复合韧性剪切变形的产物。因此，在遵化-青龙复合线性韧性剪切带中，除三屯营片麻岩单元外，还有遵化群和余秋华片麻岩(2515 2Ma)的大型包裹体(图片118 ~ 165438+)。由于中韧性剪切带对上述2500Ma侵入岩产生了影响，说明中韧性剪切带的形成时间应在本区新太古代晚期岩浆侵入事件之后。
(3)本区北西向分布的石门基性岩壁(斜长角闪岩)横穿上述复合韧性剪切带(图9-2-5)，推测石门岩壁为古元古代的产物。因此，复合剪切带的形成时间应在新太古代形成之后，石门岩壁侵入之前。
图9-2-4三屯营西部庄子韧性变形带分布图
(据刘志红1992)
1-四元；2-中生代花岗岩(高家店花岗岩)；3-石门岩壁；4-黑云母角闪石斜长片麻岩(三屯营片麻岩)和黑云母紫苏斜长片麻岩(三屯营片麻岩)；5-斜长角闪岩和辉石岩；6—磁铁矿石英岩；7—断裂带和断层；8-浅相韧性变形带；9—中层韧性变形带；10-深部构造韧性变形带；11-出现叶理和构造分异带；12 ——矿物拉伸线理产状
(2)苏格兰西北部早前寒武纪Lewis杂岩中基性岩壁和陡直带变形事件的确定。
1.区域地质背景
出露在苏格兰西北部大陆和西部外赫布里底群岛的古老前寒武纪变质杂岩被称为刘易斯杂岩。该地区是北大西洋克拉通的组成部分(Windley，1984)。在Lewis杂岩上，不整合被变质的Toridon岩系和寒武-奥陶系碎屑岩-碳酸盐岩地层所覆盖。根据是否受到古元古代拉克福尔期构造-岩浆事件的影响，这里分布的路易斯杂岩可分为两组片麻岩。基本不受影响的片麻岩称为冲刷片麻岩；受到影响的片麻岩是莱克斯福德片麻岩。根据这一特征，Park和Tarney(1987)将中国西北地区Lewis杂岩的分布范围划分为北、中、南三个区域(图9-2-6)。南部和北部主要由Lexford片麻岩组成，而中部由Scauri片麻岩组成，保留了完整的麻粒岩相高级变质特征。此外，在南部地区，还有古元古代的莫雷湖群，呈西北方向展布。从西北方向侵入整个地区的冲刷岩壁是该地区的重要标志。
图9-2-5黔西三屯营魏庄桥头-桃树洼构造实测岩石应变分带剖面图
(据杨振声、刘志红、刘永江等人1997)
(上图)以及中央构造期不同应变强度带原岩中形成的复合片麻岩的组构和矿物组合演化特征(上图中am为石门岩壁，显微镜下草图放大倍数为5×10)。
2.北部地区陡直带状构造
原产于苏格兰西北部，由刘易斯杂岩组成的NW向陡直带状构造是一种独特的构造景观。图片120 ~ 121为北部地区埃里博尔湖(艾日宝湾)西侧大西洋海岸露头，由浅色条带状片麻岩和深色基性岩组成，具有明显的陡直构造带，其中莱克斯福德花岗岩脉和花岗伟晶岩脉被平行岩层贯穿，较宽的基性岩具有明显的平行围岩片麻岩-带结构。甚至由于强烈的挤压作用，一些薄的暗色基性岩具有明显的构造尖灭现象。这些基性岩都属于斯库里岩墙，但在莱克斯福德时期受到强烈的变形和改造。图片122 ~ 123显示岩壁本身在平面上的组构特征。通过对重点地区的系统填图，发现在中部地区的斯考里片麻岩中也广泛存在斯考里岩墙，但岩墙本身并未受到变形的影响，原始岩浆构造保存完好(图片126 ~ 127)，但已进入莱克斯福德影响区，不仅平缓产出的麻粒岩相的斯考里片麻岩逐渐变为北西向分布的急倾斜层状片麻岩。
3.中部地区的斯库里片麻岩和斯库里岩墙。
中部地区是保存在苏格兰西北部刘易斯杂岩中的高级变质地质体，基本不受古元古代莱克斯福德期变形和岩浆事件的影响。斯考里片麻岩是一套石英闪长岩-二长花岗岩片麻岩，具有明显的条带状构造特征。其中有许多暗色岩带和透镜体，被褶皱成非常复杂的水平褶皱(照片124)，局部地区还有不同样式的叠加褶皱(照片125)。整个事件是一个广泛和温和的圆顶(或背部)结构风格。在中部地区呈西北方向分布的斯考里基性岩墙不仅沿张性断裂贯穿，而且相当数量的此类岩墙与转化为垂直带状片麻岩的斯考里片麻岩直接接触。这种接触关系在图片122中可以清晰地看到，这是斯库里基性岩壁中保存完好的残余岩浆结构，后期未发生变形改造。Attfield(1987)发现，在斯库里片麻岩中存在一个韧性剪切带——Canisp剪切带，该剪切带被前斯库里基性岩墙侵入。事实上，将北部与中部分开的莱克斯福德韧性剪切带(LSZ)形成于因维里安期(图9-2-7)，先于斯库利岩壁侵入，沿该韧性剪切带侵入的斯库利岩壁变形是莱克斯福德期的产物。所以Lexford韧性剪切带实际上是一个复合韧性剪切带，即一个复合陡直带。
图9-2-6苏格兰西北部地质示意图
(根据Park和Tarney，1987，简化)
1—后路易斯盖层；2-加里东的西缘；3-上地壳岩石；4-Lexford侵入岩；5-未分割的路易斯络合物。LSZ——拉克斯福德剪切带；CSZ——坎尼斯普剪切带；LMG——玛丽湾集团；OHF——外赫利迪断层；SHIC——南哈里斯火成岩杂岩
4.陡直带与岩壁关系的研究在建立该区地质事件序列中的作用。
几十年来对苏格兰西北部Lewis杂岩中陡直带与Scauri岩脉关系的研究表明，从Scauri片麻岩形成到Lexford期的历史演化，通过Canisp韧性剪切带的发现和Lexford韧性剪切带作为复合剪切带的建立，表明Inverian构造事件(Canisp和Laxford韧性剪切带的形成)发生在Scauri岩壁侵入之前，然后Scauri岩壁被穿透。在莱克斯福德期，莱克斯福德韧性剪切带，包括侵入其中的斯考里岩壁，在莱克斯福德期发生了变形和改造，同时，片状花岗岩和伟晶岩也在这一时期侵入。
图9-2-7是图9-2-6中部太古宙地块北缘Lexford剪切带(LSZ)的构造示意图。
(据科沃德1984)
斯考里岩壁已切穿斯考里(Infri)褶皱，在东北方向愈发强烈，剪切带中部变形最大的部位以花岗岩片带1-斯考里岩壁为标志；2-片麻岩叶理；3 .晚期构造形迹的线性化；4—莱克斯福德剪切带；5—花岗岩层理带
(3)辽东南部片麻岩区董家沟-登沙河韧性剪切带的地质事件信息。
1.区域地质背景
辽东南部大连金州地区东侧，大恒山及其以东地区古片麻岩基底与新元古代-古生代沉积盖层之间的接触关系，是一条具有明显特征的韧性拆离断层，又称拆离断层。在该断层下，基底片麻岩系中形成一条近东西向韧性剪切带，出露宽度1 ~ 5 km，延伸30km以上(图9-2-8)。它由不同程度糜棱岩化的糜棱岩系、未受糜棱岩化影响的原岩残余和一些同构造期和后构造期侵入的不同宽度的花岗岩脉组成(照片128)。虽然整个剪切带的产状有波动，但总体表现平缓。通过辽宁省地质调查院近十年来开展的1∶5万、1∶25万区域地质填图，已经清楚地了解了全貌。根据同构造侵入花岗岩的Rb-Sr等时线年龄，确定其为印支期的产物，并认为该大型糜棱岩带是印支早期水平剪切机制下的顺层拆离构造体系的一部分。这一部分所要讨论的问题的中心是通过对董家沟-登沙河韧性剪切带内部组构和结构的分析，发现一些可疑的地质体，追溯其来源，进而讨论该韧性剪切带的形成和相关地质事件的演化过程。
2.董家沟-登沙河韧性剪切带的组成和内部结构。
董家沟-登沙河韧性剪切带产于基底岩系和盖层的毗邻地区，基底主要由三套片麻岩组成(图9-2-8)。根据其层序，该区最早、最古老的地质单元称为德胜片麻岩杂岩，由一套岩性复杂的条带状黑云母斜长片麻岩、角闪石黑云母斜长片麻岩和斜长角闪岩组成，并含有不同量的变质作用。其上为岩性相对简单的条带状角闪石黑云母斜长片麻岩(亮甲店片麻岩)，最后一个单元为规模相对较小的步云山片麻岩(中细粒黑云母二长花岗岩)。董家沟-登沙河韧性剪切带基本产于盖层附近的片麻岩中。片麻岩系总体也很平缓，一般倾角10 ~ 20，局部倾角30 ~ 40。
图9-2-8辽南大连董家沟-亮甲店地质构造示意图
(根据锦州等1 ∶ 25万地质图的简化。, 2006)
1-四元；2-中三叠世糜棱岩化花岗岩；3-新元古代-古生代；4-步云山片麻岩(中细粒黑云母二长花岗岩)；5—亮甲店片麻岩(黑云母角闪岩片麻岩)；6—德胜片麻岩杂岩(黑云母斜长片麻岩、角闪石黑云母斜长片麻岩)；7-正常故障；8-主韧性拆离断层；9—北北东向糜棱岩带；10—董家沟-登沙河韧性剪切带；11-片麻岩产状；12-糜棱岩面理产状；13 ——韧性剪切带与北部片麻岩杂岩的过渡边界
糜棱岩带中原岩残留物的类型
韧性剪切带的原岩主要由德胜片麻岩杂岩组成，经浅部构造相由东向西发生韧性剪切拆离变形，产生糜棱岩化，导致片麻岩杂岩由角闪岩向绿片岩相变质转化，片麻岩和条带状构造消失，代之以糜棱岩面理。同时，由于不均匀变形，在这条宽阔的糜棱岩带中保留了许多原岩残余，主要表现为:
(1)其中有不同尺度的原岩透镜体，表明原岩相当于胜利片麻岩杂岩的成分，如图9-2-9所示的大尺度条带状片麻岩的褶皱残余，图9-2-10所示的斜长片麻岩穿透的较小尺度条带状黑云的透镜状残余。
(2)韧性剪切带内存在不同规模的变质超基性岩透镜体。如图9-2-11所示，糜棱岩中有透镜状角闪石，其中较大的角闪石透镜体被两组剪切节理分割成若干小块体，块体边缘可见一个非常明显的由浅绿色阳起石组成的外壳(退变质的可靠证据)。
图9-2-9糜棱岩带中的大型褶皱构造包裹体
1-糜棱岩；双重结构包裹体
图9-2-10糜棱岩带褶皱构造包裹体
1—长英质脉；2-条纹状伟晶岩；3-糜棱岩；4-透辉石斜长片麻岩
图9-2-11糜棱岩带中角闪石包裹体的分布
1—长英质脉；2-糜棱岩；三角闪石岩石
图9-2-12上屯东沟糜棱岩带X轴平行剖面图
1长长英质脉，具条带状构造；2-伟晶岩脉，具条带状结构；3-透镜体变质基性岩；4-糜棱岩片理
(3)韧性剪切带中可见一定规模的角闪石层状体，如图9-2-12所示。这是一种角闪石透镜体，宽20-40厘米，长4-5米，与糜棱岩面理平行分布。经历了不同程度的退化，尤其在角闪石边缘，有明显的绿泥石化退化边缘，由绿泥石叶组成。
同构造和后构造花岗岩的特征
除了各种原岩成分残留在糜棱岩带之外，还有一个非常具有特征性的红色花岗岩岩浆活动的表现，主要表现为:
在(1)剪切带中，靠近主拆离面，这种红色花岗岩以不同宽度的脉状分布在糜棱岩带中。这类花岗岩脉中的应时具有明显的定向组构，形成条带状构造，可称为同构造侵位花岗岩脉。因为矿脉平行于糜棱岩面理延伸，所以它实际上是一个透镜状的薄片，有些很厚。如图9-2-13所示，下部厚度大于1m的条带状花岗岩脉保持完整，而一些较薄的条带状花岗岩脉与糜棱岩面理一起，在韧性剪切带的递进变形中共同形成复杂的不整合褶皱(如图9-2-13所示，上下部半封闭和全封闭鞘状褶皱)，图9-。
图9-2-13山东沟糜棱岩中的鞘褶皱
1-糜棱岩片岩；2-带条纹结构的花岗岩脉
上屯东沟糜棱岩带垂直于X轴的剖面图。
1长长英质脉，具条带状构造；2-伟晶岩脉，具条带状结构；3—韧性变形带中的壳状褶皱；4-糜棱岩片理
(2)图9-2-10、图9-2-12、图9-2-14也有条纹状红色花岗岩伟晶岩脉。实际上，这些花岗岩和伟晶岩脉的产出属于沿糜棱岩面理侵入的同构造岩基。
(3)另一类红色花岗岩和伟晶岩与糜棱岩带有明显的侵入关系，如图9-2-15所示切割糜棱岩面理的花岗岩分支，部分细分支也沿糜棱岩面理贯穿，但这类花岗岩脉中没有定向组构，在图9-2-16中为a 1m。这种垂直于糜棱岩面理的花岗岩和伟晶岩的无变形组构显然是韧性剪切带形成的产物，它们可能与上述条带状同构造花岗岩脉属于同一起源的不同阶段的侵入体。
图9-2-15糜棱岩带中后构造侵位的花岗岩脉及其宽缓褶皱变形
1-花岗岩；2眼球糜棱岩；糜棱岩图9-2-9 ~ 9-2-16引自杨振声等人(1988)。
图9-2-16沿糜棱岩片岩渗透的后构造伟晶岩与片岩一起形成宽缓的褶皱。
1—伟晶岩；2-糜棱岩片岩
3.董家沟-登沙河韧性剪切带与其北侧片麻岩杂岩的关系。
从图9-2-8可以看出，两者之间存在过渡关系，图9-2-17就是这种过渡关系的代表。这里的黑云母斜长片麻岩受糜棱岩化影响，也有未受影响的黑云母斜长片麻岩。其中的白色斜长花岗岩脉内部基本没有变形，但其形状已显示出因变形而部分拉长变薄。
图9-2-17弱糜棱岩化黑云母斜长片麻岩中的白色斜长花岗岩略呈透镜体(东刘家店以南)。
1-糜棱岩化黑云母斜长片麻岩；2-黑云母斜长片麻岩；3-白色斜长花岗岩
图9-2-18黑云角斜长片麻岩(梁家店)中白色斜长花岗岩脉的赋存特征
1—黑云母角闪石片麻岩；2-白色斜长花岗岩
对于上述剪切带中糜棱岩化的白色斜长花岗岩脉(图129、130、131)的原岩，从图9-2-17和图9-2-18中可以看出，这可以从图9-2-19中得到启发，图9-2-19显示了一个由近水平引起的矿物成分分类和聚集的例子南剪切带中退化的暗色岩也是这类片麻岩中包裹体或侵入基性岩片被浅剪切带改造的表现(图9-2-20)。
图9-2-19黑云角斜长角闪岩片麻岩中由顺层韧性剪切变形形成的中观条带状片麻岩(梁家店)。
1-暗带(黑云母和角闪石富集)；2—浅色条带(白色斜长石和应时富集带)
图9-2-20黑云母角闪岩片麻岩(梁家店以南)中带冷凝边的斜长角闪岩片
1—黑云母角闪石片麻岩；2-斜长角闪岩
4.韧性剪切带中构造-岩浆事件的演化序列。
董家沟-登沙河韧性剪切带是一条浅构造相的近水平韧性剪切带，叠加在一条因中央构造水平拆离而经历深熔的构造片麻岩带上，在印支早期产生了自东向西的滑脱。沿该带形成早期红色花岗岩脉和伟晶岩片，与糜棱岩面理一起，在沿面理的剪切作用下，由递进变形引起剪切带内不均匀剪切流变褶皱，然后同时被花岗质岩浆重新穿透，形成类岩石花岗岩和伟晶岩。