龙门山韧性剪切带主要矿物结构水含量与变形的关系

摘要

矿物中的各种水对变形有显著影响.本文研究了龙门山中央断裂带映秀-北川断裂南段韧性剪切带花岗质岩中石英和长石的变形和水含量的关系.通过显微镜下统计石英、长石的粒度和轴比,得出剪切带中花岗质岩石的变形程度分为:弱变形带和过渡带的花岗片麻岩以及强变形带的初糜棱岩.其中弱变形和过渡变形样品中有细粒化强变形条带.根据石英动态重结晶粒度与流动应力关系,计算了剪切带的流动应力约巧-200MPa.利用稳态流变方程,估算出韧性剪切带的变形温度范围400 -- 55090.花岗质岩石和细粒化剪切带的全岩化学成分分析显示,强变形导致SiO_2,K_2O减小,Fe_2O_3,CaO、MgO,LOI增大.Fe、Mg含量增大,K含量降低.显然说明长石含量降低,铁镁质矿物含量增多,初步认为是长石经水解反应发生云母化导致的.利用傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对剪切带花岗质岩石中的主要矿物石英和长石进行了结构水含量的分析,结果表明长石的水含量高于石英的水含量,弱变形的粗粒长石和石英的水含量低于强烈变形的细粒长石和石英的含水量,即随着变形程度的增强,矿物中的含水量呈增加趋势.因此,在剪切带中,强烈剪切变形导致长石和石英晶体位错密度变大,形成点缺陷和缺陷,这些缺陷中被OH充填,形成结构水.这种结构水促进了剪切带中岩石的变形.