流體作用對(duì)巖石流變行為的影響
——以粵北塘洞韌性剪切帶為例

曾廣乾, 劉 南, 陳柏林

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 100081; 2.自然資源部古地磁與古構(gòu)造重建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081;3.湖南省地質(zhì)調(diào)查院, 長(zhǎng)沙 410016)

流變學(xué)是研究地殼組成巖石和礦物在各種物理?xiàng)l件(溫度、 圍壓、 差應(yīng)力、 應(yīng)變速率、 應(yīng)變方式等)下和化學(xué)環(huán)境(主要是氧逸度和水含量)中力學(xué)性質(zhì)和變形行為的科學(xué)[1-2]。巖石的流變行為決定了巖石與巖石圈的表現(xiàn), 進(jìn)而影響著板塊內(nèi)部的活動(dòng)性, 是深化發(fā)展板塊構(gòu)造理論、 探索大陸動(dòng)力學(xué)的核心問題之一[2-9]。此外, 巖石變形與地震成因(地震破裂的成核、 擴(kuò)展與演化)、 巖石變形的資源效應(yīng)(尤其是韌性剪切帶型金礦), 一直以來是地震地質(zhì)學(xué)家和礦床地質(zhì)學(xué)家研究的重要課題[10-18]。

一般認(rèn)為, 上部地殼巖石中由微破裂碎裂流動(dòng)向晶質(zhì)塑性的轉(zhuǎn)變, 即巖石變形機(jī)制由脆性向韌性變形的轉(zhuǎn)變, 主要控制因素包括成分、 溫度、 壓力、 差應(yīng)力、 實(shí)驗(yàn)變形中樣品的尺度、 粒度、 結(jié)構(gòu)異向性和應(yīng)變速率等[19-26]。 大量研究表明流體作用對(duì)巖石的流變行為產(chǎn)生著深刻的影響[27-34]。本文結(jié)合前人對(duì)流體作用與巖石變形機(jī)制的研究, 重點(diǎn)討論粵北塘洞韌性剪切帶中巖石變形特點(diǎn), 側(cè)重強(qiáng)調(diào)流體相對(duì)于巖石變形的物理與化學(xué)效應(yīng)。

1 流體相對(duì)巖石流變行為的作用

Sibson[35]依據(jù)對(duì)蘇格蘭高地Moine斷層構(gòu)造巖的研究建立了經(jīng)典的斷層帶分區(qū)模式, 認(rèn)為巖石脆性變形出現(xiàn)在地殼斷層帶上部(<10 km), 而韌性變形則在地殼斷層帶下部占主導(dǎo)地位(>15 km), 二者之間存在一轉(zhuǎn)變帶(溫度相當(dāng)于250～350 ℃), 于此脆性與韌性變形機(jī)制以不同比例的組合形式出現(xiàn)。然而, 研究表明巖石可以在地殼較淺層次內(nèi)(較低溫)表現(xiàn)出韌性變形特征, 如含水鈣質(zhì)巖石(5.5 km, 鐘增球等[36])、 灰?guī)r(3 km, 鐘建華[37])、 白云巖(<9 km, Newman等[38])、 石英砂巖(2 km, 侯泉林等[39])、 淺變質(zhì)碎屑巖(5～8 km, 陳柏林[40])。高溫高壓流變實(shí)驗(yàn)已證實(shí), 流體的加入會(huì)使巖石的流變強(qiáng)度降低, 產(chǎn)生弱化效應(yīng), 并導(dǎo)致一定溫度-壓力條件下巖石由脆性向韌性轉(zhuǎn)變[41-43]。那么天然巖石的流變學(xué)行為與流體作用關(guān)系如何?由此引申出以下兩個(gè)問題:

1.1 如何識(shí)別巖石變形中存在流體作用

斷層活動(dòng)過程中流體相作用的主要證據(jù), 包括壓溶紋[27]、 弱相新生礦物(如方解石、 石英、 綠泥石、 白云母)大量出現(xiàn)[30, 44]、 新生細(xì)小動(dòng)態(tài)重結(jié)晶顆粒間三節(jié)點(diǎn)處微孔隙的存在, 以及斷層構(gòu)造巖的陰極發(fā)光性特點(diǎn)及其變化[38, 45-46]等。此外, 一些研究者在塑性變形中發(fā)現(xiàn)名義上的無水礦物(長(zhǎng)石、 石英、 石榴石)微量結(jié)構(gòu)水的存在[47-48], 水以晶體缺陷水為主, 同時(shí)存在顆粒邊界水和包裹體水, 也是流體作用的重要依據(jù)。

1.2 流體對(duì)巖石變形的弱化機(jī)制

巖石與流體的相互作用可以較大程度地改變其流變學(xué)結(jié)構(gòu), 流體相參與條件下的巖石弱化機(jī)制主要有水解弱化、 反應(yīng)弱化和升溫效應(yīng)。

(Ⅰ)水解弱化。Griggs等[49]首先提出了水解弱化的概念, 指巖石、 礦物遭受流體相作用時(shí)其力學(xué)強(qiáng)度降低, 易于形成位錯(cuò)而發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象。然而, 關(guān)于水解弱化的微觀機(jī)制, 一直以來存在廣泛爭(zhēng)論, 其中較有影響力的是Griggs等[49]提出的原子替代機(jī)制, 認(rèn)為水以間隙水缺陷的形式進(jìn)入石英晶格中, OH替代O, 使原來的Si—O—Si鍵在OH作用下形成Si—OH·HO—Si鍵, 而變形過程中破壞Si—O鍵需要的能量(5 eV)明顯高于破壞Si—OH·HO—Si鍵所需能量(1 eV)[50]。

此外, 諸多學(xué)者針對(duì)水解弱化現(xiàn)象還提出了其他可能的微觀機(jī)制: ①流體相可促進(jìn)位錯(cuò)生長(zhǎng)[51]; ②可促使出現(xiàn)由位錯(cuò)滑移引起的恢復(fù)作用[52]; ③導(dǎo)致位錯(cuò)攀移更易形成, 并提高恢復(fù)作用的速率[53]; ④使得新生位錯(cuò)更易成核[54]; ⑤ 使礦物晶體界面張力減小, 增加晶體表面位錯(cuò)出露概率[52]。

(Ⅱ)反應(yīng)弱化。巖石變形過程中發(fā)生涉及以水為主要組成的流體相的變質(zhì)反應(yīng), 新形成的含水礦物比原礦物具更低的流變強(qiáng)度, 巖石中能干性強(qiáng)相組分減少, 從而使巖石整體具有較低的強(qiáng)度而更易于韌性變形, 稱之為反應(yīng)弱化[33]。如角閃石加水退變反應(yīng)形成黑云母、 石榴石退變形成黑云母或綠泥石等。在長(zhǎng)英質(zhì)巖石變形過程中, 水的加入會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)石向應(yīng)變較弱的白云母轉(zhuǎn)變, 進(jìn)而引發(fā)韌性變形[55-56]。

(Ⅲ)升溫效應(yīng)。相對(duì)熱的地質(zhì)流體, 對(duì)于變形巖石具有烘烤或加熱效應(yīng), 使得變形巖石產(chǎn)生熱恢復(fù)與重結(jié)晶, 并促進(jìn)變形巖石中晶格缺陷或位錯(cuò)發(fā)生廣泛的遷移與活動(dòng)[31, 57], 進(jìn)一步引起弱化效應(yīng)。

2 流體作用對(duì)塘洞韌性剪切帶的影響

關(guān)于流體相對(duì)巖石變形行為的影響, 前人做過大量實(shí)驗(yàn)研究, 主要集中在顯微與亞顯微尺度?；洷碧炼错g性剪切帶則提供了這一構(gòu)造地質(zhì)現(xiàn)象的宏觀觀察和微觀解析的契機(jī)。

2.1 塘洞韌性剪切帶宏觀變形特征

塘洞韌性剪切帶大地構(gòu)造位置處于華夏地塊北西緣(圖1a), 發(fā)育在諸廣山復(fù)式花崗巖內(nèi), 切割印支期巖體(圖1b、 圖2)。韌性剪切帶總體走向NE45°, 長(zhǎng)度約10 km, 寬100～300 m, 糜棱巖面理優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀為45°/NW68°。面理面上拉伸線理不甚發(fā)育, 主要由石英的定向拉伸排列而成(圖3e、 圖4d), 測(cè)得少量線理產(chǎn)狀, 朝NE或SW方向以小角度傾伏, 優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀為44°/NE10°或226°/SW15°(圖1b、 c)?；◢弾r的韌性變形從中心向兩側(cè)逐漸減弱, 由糜棱巖向初糜棱巖轉(zhuǎn)變。帶內(nèi)主要為細(xì)長(zhǎng)條狀的石英、 長(zhǎng)石, 其次為綠泥石和白云母, 它們互層排列顯示面理構(gòu)造, 礦物組合顯示了綠片巖相的變質(zhì)特征。其中石英的拉長(zhǎng)由塑性變形引起, 而長(zhǎng)石晶體發(fā)育脆性變形, 其“拉伸”實(shí)為碎裂流動(dòng)引起的礦物定向, 指示變形溫度偏低, 在300～450 ℃[56](未扣除流體升溫效應(yīng)), 這與A-A′剖面反映的應(yīng)變強(qiáng)弱相間的不均一性相吻合(圖2a)。

圖1 華南及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖(a)、 塘洞韌性剪切帶及周緣地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖(b， 據(jù)文獻(xiàn)[58]修改)與塘洞韌性剪切帶構(gòu)造要素等角度下半球投影(c)

黃海玲等[59]通過對(duì)S-C組構(gòu)的研究, 認(rèn)為塘洞韌性剪切帶為逆沖兼左行走滑的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征, 但所述S-C組構(gòu)實(shí)則顯示為右行走滑。舒良樹等[60]對(duì)剪切帶內(nèi)不對(duì)稱長(zhǎng)石碎斑的研究, 亦認(rèn)為該剪切帶具左行走滑運(yùn)動(dòng)學(xué)方向, 然而, 其指向判斷所依據(jù)的碎斑系具有較大的長(zhǎng)寬比, 易受剪切過程中純剪組分的影響而發(fā)生反向旋轉(zhuǎn), 不能作為獨(dú)立的剪切指向標(biāo)志[61]。筆者通過系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn), 該韌性剪切帶以壓扁變形為主, 兼具右行走滑運(yùn)動(dòng)學(xué)特征, 證據(jù)有: ①面理面上線理欠發(fā)育, 表明帶內(nèi)巖石以壓扁變形為主; ②少量線理發(fā)育地段, 石英顆粒在XZ面(垂直面理、 平行線理)和YZ面上(垂直面理與線理)的延伸相差較小; ③A-A′剖面(圖2a)上初糜棱巖帶中發(fā)育一較局限的糜棱巖帶, 該帶走向與面理總體走向約呈10°相交(圖2b), 這一糜棱巖帶可能是主帶右行剪切所引起的局部應(yīng)變強(qiáng)化; ④C-C′剖面(圖2d)上韌性剪切帶以碎裂石英帶為界, 南東側(cè)(初)糜棱巖中和北西側(cè)面理化石英脈中面理分別以高角度傾向北西(圖4a、 b)和南東(圖4c), 二者構(gòu)成共軛關(guān)系, 但其夾角大于鄭亞東等[62]提出的韌性變形域共軛剪切帶夾角, 兩組面理面上正壓力為主, 剪應(yīng)力較弱; ⑤剪切帶內(nèi)S-C組構(gòu)(圖3f, 圖4e)、 等形旋轉(zhuǎn)碎斑(圖3g, 圖4f)顯示了非常清晰的右行走滑運(yùn)動(dòng)學(xué)指向; ⑥糜棱巖中還發(fā)育一組間隔的、 近平行的小型剪切帶(圖4g、 h), 即伸展褶劈理 C′, 是在同一遞進(jìn)變形過程中較晚的增量應(yīng)變期間形成的[63]。利用伸展褶劈理法(C′法)計(jì)算瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)渦度, 根據(jù)式Wk=sin(70°～2ε)[64], 求得Wk=0.34, 說明晚期遞進(jìn)變形以純剪為主。

圖2 塘洞韌性剪切帶聯(lián)合剖面圖(位置見圖1)

圖3 塘洞韌性剪切帶B-B′剖面野外露頭構(gòu)造特征(位置見圖2c)

圖4 塘洞韌性剪切帶C-C′剖面野外露頭構(gòu)造特征(位置見圖2d)

2.2 塘洞韌性剪切帶顯微變形特征

等形旋轉(zhuǎn)碎斑、 S-C組構(gòu)等指向標(biāo)志的運(yùn)動(dòng)學(xué)方向與露頭尺度觀察結(jié)果一致(圖5a、 b), 證實(shí)了塘洞韌性剪切帶為右行走滑。利用石英條帶重結(jié)晶斜列顆粒長(zhǎng)軸方位與剪切方向(C面理)的夾角即θ, 根據(jù)式Wk=sin 2θ[65-66], 計(jì)算得到該剪切帶的渦度值為0.67(<0.71[67]), 進(jìn)一步說明該剪切帶應(yīng)變方式以純剪切作用即壓扁作用為主。顯微觀察揭示出, 長(zhǎng)石在未變形花崗巖、 初糜棱巖和糜棱巖中的含量依次降低, 而石英和絹云母含量依次增加, 指示變形帶中發(fā)生了高強(qiáng)度的長(zhǎng)石向低強(qiáng)度的含水礦物絹云母和石英轉(zhuǎn)變的吸水變質(zhì)反應(yīng)(圖5)。長(zhǎng)石在剪切過程中呈現(xiàn)脆性變形特征, 大量微破裂、 裂隙切割長(zhǎng)石顆粒, 根據(jù)這些微裂隙的發(fā)育程度可分為孤立型、 連接型和貫通型, 反映微破裂的遞進(jìn)式發(fā)育過程。長(zhǎng)石的微裂隙作用始于顆粒邊界(圖5d), 尤其集中在顆粒的三節(jié)點(diǎn)處。變形微弱時(shí), 沿著顆粒邊界或者三節(jié)點(diǎn)分布的微裂隙在巖石(礦物)中互不連通, 孤立存在, 并且隨機(jī)分布(圖5d、 e、 f)。隨著應(yīng)變作用的增強(qiáng), 相鄰的微破裂連接在一起, 形成較大規(guī)模的破裂(圖5f、 g、 h)。隨著應(yīng)變作用的進(jìn)一步加強(qiáng), 破裂作用的擴(kuò)展沿著應(yīng)力集中的強(qiáng)變形帶出現(xiàn), 造成長(zhǎng)石呈殘斑狀或“云影”狀產(chǎn)出(圖5i)。這些顆粒邊界亦或強(qiáng)變形帶, 也正是流體活動(dòng)所在的場(chǎng)所。無論是孤立的顆粒邊界破裂、 三節(jié)點(diǎn)破裂、 亦或強(qiáng)變形破裂帶, 它們普遍構(gòu)成巖石中流體通道, 因而于其中形成新生礦物相(新一世代的石英和絹云母)。

圖5 塘洞韌性剪切帶顯微變形特征(+)

2.3 流體作用與巖石流變?nèi)趸?/h3>

塘洞韌性剪切帶宏觀變形特征顯示流體相對(duì)變形巖石流變強(qiáng)度的弱化。一方面, 在橫向上, 塘洞韌性剪切帶結(jié)構(gòu)存在明顯的不對(duì)稱性, 而這一現(xiàn)象與石英脈的發(fā)育有很好的耦合關(guān)系, 體現(xiàn)在: 空間同位——在B-B′(圖2c)和C-C′(圖2d)剖面上, 剪切帶由中心向南東側(cè)以糜棱巖帶向初糜棱巖帶的轉(zhuǎn)變向未變形花崗巖過渡, 而北西側(cè)缺少初糜棱巖帶, 強(qiáng)變形糜棱巖帶與面理化石英脈帶直接接觸(圖3a、 b), 表明流體相對(duì)巖石起到了流變?nèi)趸饔? 加強(qiáng)塑性變形; 變形同步——兩剖面上石英脈發(fā)育糜棱巖面理, 其中B-B′剖面石英面理產(chǎn)狀與(初)糜棱巖帶中一致(圖3c、 d),C-C′剖面石英面理產(chǎn)狀則與(初)糜棱巖帶中面理產(chǎn)狀呈共軛關(guān)系; 蝕變?cè)鰪?qiáng)——靠近面理化石英脈一側(cè), 糜棱巖中白云母(絹云母)、 綠泥石含量明顯增高, 表明流體的參與激發(fā)了強(qiáng)烈的水巖反應(yīng), 導(dǎo)致長(zhǎng)石向流變強(qiáng)度較低的含水礦物相的轉(zhuǎn)變。一般來說, 花崗質(zhì)巖石可視為均質(zhì)地質(zhì)體, 在不存在先期構(gòu)造擾動(dòng)的情況下, 發(fā)育其中的構(gòu)造變形應(yīng)呈現(xiàn)對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。同時(shí), 塘洞韌性剪切帶為一高角度的、 以壓扁為主兼具右行走滑的變形帶, 理應(yīng)具有對(duì)稱的結(jié)構(gòu)樣式。因此, 該韌性剪切帶所展現(xiàn)出來的橫向不對(duì)稱性應(yīng)該是流體作用的結(jié)果。另一方面, 在走向上,A-A′剖面相對(duì)B-B′剖面和C-C′剖面而言, 在其北西側(cè)缺少大量石英脈發(fā)育, 而與之相應(yīng)的是A-A′剖面上糜棱巖帶與初糜棱巖呈強(qiáng)弱相間產(chǎn)出, 顯示出變形的不均一性特點(diǎn), 且糜棱巖發(fā)育寬度僅數(shù)米, 遠(yuǎn)小于其他兩條剖面, 即巖石的韌性變形強(qiáng)度相對(duì)較弱。這一現(xiàn)象進(jìn)一步說明流體相的介入可能是巖石弱化而易于發(fā)生韌性變形的重要因素。

顯微觀察亦揭示塘洞韌性剪切帶中流體相作用與水巖反應(yīng)。長(zhǎng)石中微破裂、 裂隙普遍發(fā)育, 各條微破裂可以孤立地出現(xiàn), 亦可以彼此相連、 互相貫通, 并為流體活動(dòng)提供適合的通道, 使得流體相能夠彌散于高應(yīng)變帶及高應(yīng)變晶體內(nèi)。微破裂的發(fā)育加速了長(zhǎng)石的吸水變質(zhì)反應(yīng)而向低強(qiáng)度的石英和絹云母組合的轉(zhuǎn)變, 原巖中能干性強(qiáng)相組分減少, 使得巖石整體具有較低的強(qiáng)度而相對(duì)更易于發(fā)生韌性變形, 稱為反應(yīng)弱化[33]。此外, 新形成的含水礦物相具有較低的流變強(qiáng)度, 引起濕的和干的巖石之間出現(xiàn)顯著的流變性差異, 造成應(yīng)變局部化[68]。

3 討 論

3.1 流體作用促進(jìn)塘洞剪切帶韌性變形的機(jī)制探討

塘洞韌性剪切帶北西側(cè)大量石英脈的發(fā)育、 顯微尺度上微破裂及其間新生絹云母和石英的存在, 是富硅質(zhì)流體作用的最直接證據(jù)。盡管部分石英脈和絹云母可能是韌性剪切變形之前或之后出現(xiàn)的, 但它們與韌性變形強(qiáng)度具有明顯的正相關(guān)性, 因此其主體應(yīng)該是與韌性剪切變形同步形成。那么, 一個(gè)重要的問題是這些富硅質(zhì)流體在增加塑性變形中起到什么樣的作用?或者說通過什么機(jī)制導(dǎo)致巖石流變?nèi)趸晚g性變形的加強(qiáng)?一個(gè)至關(guān)重要的弱化機(jī)制是反應(yīng)弱化。在韌性剪切變形過程中, 長(zhǎng)石一方面作為殘碎斑晶表現(xiàn)出脆性破碎; 另一方面則是變形導(dǎo)致長(zhǎng)石分解, 形成石英和絹云母, 造成糜棱巖中高強(qiáng)度的長(zhǎng)石含量減少而低強(qiáng)度的石英和絹云母含量增加, 從而降低了巖石整體的流變強(qiáng)度, 使之更易于發(fā)生韌性變形。

目前， 糜棱巖及糜棱巖化過程中化學(xué)成分、 礦物成分變化的研究已經(jīng)非常深入[69-71], 其中化學(xué)成分的變形使Si及Ca、 Na等組分被帶出, 但由于長(zhǎng)石分解形成石英和絹云母, 因而SiO2雖有較多帶出、 總量減少, 但石英相對(duì)含量是增加的[72]。在韌性變形過程中, 富硅質(zhì)流體從糜棱巖中遷出, 并在密度差的驅(qū)動(dòng)下, 其運(yùn)移方向?yàn)橛缮畈肯驕\部、 由中心向邊部, 最后在傾向北西的塘洞韌性剪切帶北西側(cè)(相對(duì)上部)析出結(jié)晶形成石英脈。這些來源于深部的流體相溫度高于其就位圍巖溫度, 因此, 流體攜帶熱量可能造成巖石的升溫效應(yīng)而使之韌性變形得以加強(qiáng)。

值得指出的是, 前人通過大量的對(duì)“干”和“濕”條件下的巖石、 礦物的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究表明, 水或流體的介入影響巖石、 礦物變形行為, 使得巖石、 礦物力學(xué)強(qiáng)度降低, 易于形成位錯(cuò)而引起塑性變形, 水解弱化是引起巖石、 礦物流變?nèi)趸闹匾獧C(jī)制[51, 54, 57]。對(duì)于塘洞韌性剪切帶中巖石的這一微觀變形機(jī)理, 難以用對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證, 但不排除水解弱化效應(yīng)這一重要的微觀弱化機(jī)制是流體相作用的方式之一。

3.2 同構(gòu)造脈體的判別與地質(zhì)年代學(xué)制約

對(duì)于韌性變形年代學(xué)的研究, 前人多采用同構(gòu)造云母40Ar/39Ar法測(cè)年[73-75]。近年來, 一些學(xué)者嘗試用同構(gòu)造脈體年齡限制變形時(shí)代。任升蓮等[76]對(duì)洛欒斷裂帶糜棱巖中的同構(gòu)造期石英脈進(jìn)行了ESR測(cè)年, 獲得了372.9±30.0 Ma的變質(zhì)流體形成年齡, 與宋傳中等[77]獲得的云母40Ar/39Ar年齡372 Ma一致, 反映了這一期強(qiáng)糜棱巖化變形時(shí)代。孟元庫(kù)等[78]對(duì)藏南曲水韌性剪切帶內(nèi)同構(gòu)造剪切長(zhǎng)英質(zhì)脈體的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年, 較好地限制了剪切帶的形成時(shí)限。唐淵等[79]對(duì)滇西崇山韌性剪切帶內(nèi)深熔作用形成的同剪切電氣石花崗巖脈進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年, 限定了該剪切帶南段左行剪切作用的起始時(shí)間。

采用此類方法限定韌性變形時(shí)間最關(guān)鍵的問題是如何確定脈體與剪切活動(dòng)的先后關(guān)系, 即如何區(qū)分剪切前、 剪切后及同剪切脈體。其中剪切后脈體一般可根據(jù)其與韌性剪切帶的交切關(guān)系、 不發(fā)育韌性剪切變形等特征進(jìn)行判定, 而剪切前和同剪切構(gòu)造脈變形行為較為相似, 因而較難辨別。前人為此提出了諸多判別準(zhǔn)則[80-85], 歸納起來, 同剪切脈體主要有以下特征: (1)局限在韌性剪切帶內(nèi)分布, 帶外幾乎不發(fā)育同類型脈體; (2)平行剪切面理發(fā)育, 出露規(guī)模和寬度不一; (3)不發(fā)育明顯的烘烤邊或者冷凝邊; (4)同構(gòu)造長(zhǎng)英質(zhì)脈巖中長(zhǎng)石往往平行面理呈拉長(zhǎng)狀, 其內(nèi)雙晶面平行于面理; (5)往往形成于剪切作用初期, 與圍巖遭受相同強(qiáng)度的變形, 如果形成于剪切作用末期, 則脈體內(nèi)部構(gòu)造變形相對(duì)較弱; (6)同剪切長(zhǎng)英質(zhì)脈體中鋯石形態(tài)為半自形—自形, CL圖像往往呈現(xiàn)暗灰色, 無分帶、 弱分帶、 斑雜狀分帶或海綿狀分帶, 常常具有骨架狀結(jié)構(gòu), Th/U值相對(duì)較低, 具有變質(zhì)鋯石的特征。

除上述判定標(biāo)準(zhǔn)外, 流體作用導(dǎo)致巖石的流變?nèi)趸矐?yīng)是流體來源于同構(gòu)造析出的重要證據(jù)。塘洞韌性剪切帶北西側(cè)石英脈發(fā)生同構(gòu)造韌性變形, 說明石英脈形成于韌性變形同期或早于韌性變形, 結(jié)合流體的弱化效應(yīng)造成韌性變形橫向上的不對(duì)稱性推斷, 石英脈所代表的流體介入應(yīng)與韌性變形同期, 為同構(gòu)造分泌結(jié)晶脈。筆者對(duì)面理化石英脈進(jìn)行了包裹體Rb-Sr年代學(xué)研究(筆者未發(fā)表資料), 獲得了155.8±3.9 Ma(MSWD=0.95)的等時(shí)線年齡, 表明該韌性剪切帶形成于早燕山期, 該年齡與區(qū)域上巖漿活動(dòng)、 變質(zhì)事件時(shí)間和同構(gòu)造云母40Ar/39Ar年齡一致[86], 表明同構(gòu)造脈體形成時(shí)代一定程度上可對(duì)構(gòu)造活動(dòng)時(shí)限進(jìn)行約束。

4 結(jié) 論

(1)流體相的介入可以較大程度地改變變形過程中巖石的流變學(xué)行為, 使巖石發(fā)生應(yīng)變?nèi)趸子谒苄宰冃? 流體作用導(dǎo)致的巖石弱化機(jī)制主要有水解弱化、 反應(yīng)弱化和升溫效應(yīng)。

(2)發(fā)育在印支期花崗巖中的高角度的、 以壓扁為主兼具右行走滑特征的塘洞韌性剪切帶, 所展現(xiàn)出的西強(qiáng)東弱、 南強(qiáng)北弱的宏觀變形特點(diǎn), 是以大量富硅流體貫入為標(biāo)志的流體作用, 通過反應(yīng)弱化(長(zhǎng)石向石英、 絹云母轉(zhuǎn)化)、 升溫效應(yīng)和(或)水解弱化等機(jī)制塑造。

(3)流體作用導(dǎo)致巖石的流變?nèi)趸勺鳛榱黧w來源于同構(gòu)造析出的重要證據(jù)。塘洞韌性剪切帶內(nèi)北西側(cè)大量發(fā)育的面理化石英脈為韌性剪切變形同構(gòu)造分泌結(jié)晶脈, 對(duì)同構(gòu)造石英的年代學(xué)分析將塘洞韌性剪切帶活動(dòng)時(shí)代限定在早燕山期。