2021-12-30
长期以来，不对称旋转碎斑系统（例如，Passchier 和 Simpson，1986）或眼球构造（例如，Vidal 等，1980）的拖尾不对称性，被地质学家广泛用作可靠的运动学指示标志以判断韧性剪切带的剪切指向（Eisbacher, 1970; Choukroune and Lagarde, 1977; Lister and Price, 1978; Berthé et al., 1979; Simpson and Schmid, 1983;Passchier and Simpson, 1986; Hanmer and Passchier, 1991;Passchier, 1994）。在过去的二十多年里，与粘性介质中刚性颗粒旋转行为相关的两个基本问题重又引发了学界热烈讨论：刚性颗粒是否旋转（例如，Bell et al., 1992；Jiang and Williams, 2004; Bell and Fay, 2016)；粘性介质的流变学条件对非共轴流体中刚性颗粒旋转行为的影响（例如，Marques and Coelho, 2001；Griera et al., 2011,2013; Frieman et al., 2013; Stahr and Law, 2014; Marques, 2016)。值得注意的是，以上研究并没明确回答、评估不对称碎斑系统（眼球构造）作为独立的剪切指向标志的可靠性和有效性。本研究旨在深化理解一般剪切条件下粘性介质中刚性颗粒的旋转行为；评估与其相关的韧性组构，如不对称的长石残斑系统、云母鱼、书斜式构造运动学指向的可靠性和有效性。
地质力学所张青研究员及其合作者对天然变形岩石中各类刚性颗粒形态学特征和剪切指向进行了系统分析。研究样品主要来自郯庐断裂带东侧的张八岭片岩（Zhang et al., 2007, 2013a, b）和已发表的文献。将剪切条带、石英斜面理和石英 C 轴组构等作为独立的、第三方剪切指向标志，结合一般剪切条件下粘性介质流变学因素对于刚性颗粒旋转行为影响的最新研究进展，综合分析得出以下认识：
（1）一般情况下，除由等粒状刚性颗粒构成的不对称碎斑系统，长石的眼球构造（不对称的长石残斑系统）不能作为独立可靠的剪切指向标志。
（2）重新定义了长石的β-型碎斑系统，并明确指出其不仅具有特定的剪切指向含义，特殊情形下可用于估算变形运动学涡度。
（3）明确指出书斜构造等不可以作为独立的剪切指向标志。
（4）谨慎使用云母鱼作为剪切指向标志。
图 1 张八岭片岩磨光岩石切片扫描图像（XZ 面）。 虚线框突出显示了两种类型的 S2 型（β-型亚类）碎斑。暗色带和浅色带分别由细粒动态重结晶石英和极细粒斜长石基质组成。基于不对称碎斑拖尾形态，主要旋转碎斑的运动方向是上层向北，而剪切条带、石英斜面理和石英 C 轴组构等指示整体的运动方向是上层向南。
图 2 张八岭片岩和浮槎山片麻岩显微照片。图像来自 XZ 面。
图 3 A:在亚简单剪切中提出的基于不对称碎斑系统的剪切指向标志，根据Simpson 和 De Paor (1993)修改；B:不对称旋转碎斑系统，不对称旋转碎斑剪切指向有不同的解释
图 4 在亚简单剪切中可能的不对称旋转碎斑系统示意图 (上) 和在正文中讨论的剪切指向的可信度评价(下)
以上研究成果发表在国际期刊《Journal of Structural Geology》上，Qing Zhang and Haakon Fossen. 2020. The dilemma of asymmetric porphyroclast systems and sense of shear. Journal of Structural Geology, Volume: 130, pp 103893.