(1)動力變質巖的壹般特征
動力變質巖具有以下壹般特征，可作為識別斷裂構造的標誌:
(1)產於斷裂帶、韌性剪切帶、褶皺翼或其他形式的構造變形帶中，故又稱斷層巖。由於應變，它通常局限於帶狀分布。其寬度從幾毫米到幾米不等，呈線性分布，但有時動力變質巖也有區域尺度。在大陸地殼內部，造山帶根部和變質核雜巖內部是動力變質巖的共同構造部位；區域規模的構造混雜巖在大陸邊緣地區很常見；大洋板塊邊緣、轉換斷層和擴張脊是鎂鐵質和超鎂鐵質動力變質巖的發育區。
(2)由於與圍巖的差異風化，動力變質巖在地貌上常形成窪地或陡壁。
(3)糜棱巖結構，具斷裂構造，或多或少有棱角或眼球狀斑塊或碎片。
(4)動力變質帶內巖性變化大，巖石面貌受原巖、變形機制和變形強度控制。
(5)由於動力變質帶是流體活動帶，常伴有蝕變和礦化。
(2)動力變質巖類型
20世紀70年代以來，隨著變形實驗的發展、金屬物理理論的引入和透射電子顯微鏡在巖石學中的應用，人們對變質巖尤其是糜棱巖進行了動力學研究，出現了許多新的分類方案。這些方案雖然不同，但都是以結構特征作為分類標誌。
表24-1所示的分類方案主要基於Sibson(1977)分類方案，按照是否固結、是否紋理化、基質的性質和含量進行分類。這裏所說的基質是指巖石中的破碎物質。碎裂巖系和糜棱巖系是有區別的。同時采用美國地質調查局(Higgins，1971)的方法，對未固結和固結脆性動力變質巖采用相同的基質含量標準進行劃分，即構造角礫巖相當於松散構造角礫巖，斷層泥相當於松散碎裂巖，但兩者之間的邊界(基質含量)由70%變為50%，保留了西布森。還采用了鐘增秋和郭(1991)的方法，將假玄武巖玻璃置於碎裂巖系中，將變質糜棱巖歸為糜棱巖系。在分類標誌中，面理的有無反映了變形機制(無面理的脆性變形和塑性變形面理發育)，而基質含量反映了變形強度(基質含量越高，變形越強)。
1.碎裂巖系
脆性變形為主要特征，即巖石無定向或輕微定向，具斷裂構造或玻璃狀碎屑結構，微裂隙，無或極少重結晶。根據破碎基層的含量和性質，可分為構造角礫巖、碎裂巖和假玄武玻璃，反映了隨著變形量的增加，粒徑減小的趨勢。
◎構造角礫巖:碎裂結構，角礫巖結構。主要由較大(D > 2mm)的碎塊(角礫巖)組成，呈棱角狀，大小不壹，排列紊亂。基質由細碎材料(碎基)和鐵、矽和鈣粘固劑組成。如果角礫巖是圓形的，它被稱為結構礫巖。結構性礫巖通常具有壹定的方向性結構。
◎碎裂巖:碎裂結構，塊狀構造。主要由碎堿組成，碎斑含量小於50%(圖24-1A)。當原巖清晰時，可稱為碎裂巖，如碎裂花崗巖。當原巖不清楚時，以礦物命名為××碎裂巖，如鉀長石-應時碎裂巖。
圖24-1碎裂巖(a)和糜棱巖(b)(根據Bird，1989)
當破碎基占絕大多數且含量大於90%時，稱為超碎裂巖(表24-1)。
表24-1動力變質巖的分類
(根據西布森，1977，希金斯，1971；鐘增秋和郭，1991綜合)
假玄武玻璃:是壹種類似玄武巖的特殊黑色動力變質巖，玻璃碎屑結構，塊狀構造。隱晶質玻璃基質中有或多或少的殘余晶體碎片，如應時、長石和石榴石。假玄武玻璃通常以細脈和層狀沿著裂縫或葉理的形式出現在碎裂的巖石或糜棱巖中。在湖北大屋坊大飯糜棱巖帶中發現脈狀假玄武巖玻璃。壹般認為，偽玄武巖玻璃是高應變率下強變形引起的部分熔融和快速凝結的產物。
2.糜棱巖系
以塑性變形為主，明顯特征為明顯的面理(常為線狀)構造、糜棱巖結構或殘留糜棱巖結構。根據基質含量和重結晶強度，可分為糜棱巖、千枚巖和變質糜棱巖。
◎糜棱巖:具有糜棱巖結構和定向構造。碎片通常呈橢圓形、眼球狀、透鏡狀，在晶界內和晶界處常發育塑性變形結構，如波消光、變形線、變形帶和扭曲帶等。基質主要由細小的破碎或再結晶顆粒組成，紋理明顯，常以條狀(成分層)繞過破碎點，呈塑性流動像，故常稱為流動結構(圖24-1b)。
糜棱巖的進壹步命名原則與碎裂巖相同，可命名為原巖或主礦物，如花崗巖糜棱巖或長英質糜棱巖。由於顆粒細小，糜棱巖在外觀上常常是黑色和深灰色的燧石，甚至是長英質糜棱巖。根據基質的含量，糜棱巖通常進壹步分為原糜棱巖(基質< 50%)、糜棱巖(基質50% ~ 90%)和超糜棱巖(基質> 90%)(表24-1)。
從原生糜棱巖到糜棱巖再到超糜棱巖，粒度隨變形量的增加而減小。糜棱巖通常具有綠片巖相礦物組合(變形條件相當於綠片巖相)。
◎千枚巖:是糜棱巖和超糜棱巖的變種，具有千片結構。重結晶作用明顯，基質中富含水的片狀或纖維狀礦物，如絹雲母、綠泥石、透閃石等，使巖石呈現絹雲母光澤，看起來像千枚巖。巖石中只剩下壹些碎片，在這些碎片中可以看到晶界內和晶界處的各種塑性變形結構(圖24-2a)。這些特征，加上產於韌性剪切帶，可以與普通千枚巖區別開來。
圖24-2千枚巖(a)(根據Mason &Sang，2007)和變質糜棱巖(b)(根據Bird，1989)。
◎變分糜棱巖:是壹種完全重結晶的糜棱巖。不僅基質已經重結晶，而且破碎的斑點也完全重結晶，而且具有變質結構，以至於很難看到原來的糜棱巖結構。殘余糜棱巖結構的特征是從破碎點重結晶的細集料保留了原破碎點的特征，如等高線和壓力陰影(圖24 -2b)。變質糜棱巖具有片狀、片麻巖狀構造、條帶狀和眼球狀構造，包括構造片巖和構造片麻巖。和常見的片巖、片麻巖壹樣，是根據主要礦物進壹步命名的。如黑雲母斜長眼球狀片麻巖。構造片巖和構造片麻巖可以具有從綠片巖相到麻粒巖相的各種礦物組合。它們是變質地體中的強變形(強表面物理化學)帶，與圍巖之間沒有絕對的邊界。在實際野外工作中，根據壹些變形強度指標(如面理發育程度、包裹體扁平程度)進行識別和標繪(圖24-3、圖20-8)。
(3)地殼大剪切帶中動力變質巖的分布
深達下地殼的大型剪切帶，從地表到地下不同深度的P-T條件和變形機制不同，形成不同類型的動力變質巖(圖24-4)。通常在近地表極低級變質條件下，變形以宏觀脆性斷裂為主，形成碎裂巖和偽玄武玻璃。下面是低級變質條件下宏觀脆性斷裂與準脆性變形的過渡帶。由於脆性和韌性事件的交替出現，假玄武玻璃和糜棱巖交替形成。在低級到中級變質條件下，剪切帶寬度有變寬的趨勢，與圍巖的邊界有逐漸變化的趨勢。剪切帶中的某些礦物，如應時、雲母等，以結晶塑性流動機制變形，而另壹些礦物，如長石、角閃石等，則以微破裂變形為主，稱為準脆性變形。典型的糜棱巖形成於準脆性變形體系下。深部中、高級變形條件下，剪切帶寬度較大，剪切帶與圍巖逐漸過渡。巖石變形機制為完全結晶塑性變形，形成構造片巖、構造片麻巖等變質糜棱巖。
以上是由於變形條件和變形機制不同，在不同層次(深度)具有不同剪切帶的構造巖。另壹方面，在同壹水平上，變形強度通常由剪切帶兩側向中心增強，從兩側向中心出現構造角礫巖-碎裂巖-超碎裂巖，或早期糜棱巖-糜棱巖-超糜棱巖亞帶現象，如圖24-5，河南西峽蛇尾韌性剪切帶。
圖24-3格陵蘭島西南部太古宙片麻巖區Graede峽灣有限應變圖(根據Passchier等人，1990)。
圖24-4地殼大型走滑剪切帶中不同類型“斷層巖”隨深度的分布(根據Passchier等人，1990)。
(D)確定韌性剪切帶的剪切運動方向
韌性剪切帶由糜棱巖系巖石組成，區內常不同程度地發育各種面理和先存標誌的遷移和位移，以及巖石和礦物的構造變化。這些構造和巖石學特征可以反映剪切方向，剪切方向的確定對確定韌性剪切帶的性質非常重要。這裏必須指出，在研究韌性剪切帶時，應區分兩種類型的面理:剪切帶中的Ss面理和糜棱巖中的Sc面理。剪切帶內的內面理Ss平行於應變橢球的主截面但不平行於剪切面，應變橢球主截面的方位在壹個剪切帶內發生變化，因此剪切帶內的內面理Ss的排列也是連續變化的，多呈“S”形；糜棱巖面理Sc是平行於剪切帶邊界的剪切面理。它是壹系列平行的滑移面，由於簡單剪切引起礦物晶體形式或晶格的旋轉，這是擇優取向。White(1986)總結了韌性剪切帶不同部位可能出現的剪切方向標誌，並以圖表形式展示出來。這些標誌包括以下幾個方面(圖24-6):
圖24-5蛇尾韌性剪切帶中的糜棱巖剖面(根據遊振東等，1991)
圖24-6韌性剪切帶剪切方向的標誌(據White，1986；引用自遊振東等人，1991)
(1)先存或先存面理的旋轉，越靠近剪切帶，先存面理的旋轉角度越大，越靠近平行剪切帶。
(2)變形地質標誌的旋轉。圖中的地質標誌是下面的黑色巖體(例如可能是片麻巖中的角閃石)，在剪切帶附近變平拉長，逐漸向剪切帶方向旋轉。
(3)板內褶皺的不對稱性。在早期面理旋轉至剪切面的過程中，可出現局部板內褶皺，小褶皺不對稱，其軸面與剪切帶的銳角指向剪切方向。
(4)微剪切帶和Sc帶。早期面理可見面理微剪切，剪切面平行於糜棱巖面理Sc，可稱為Sc帶。根據Sc與先前存在的面理之間的關系，可以推斷剪切方向。
(5)SS面理與剪切帶或SS面理與Sc面理之間的夾角。
(6)剪切碎屑的相對運動方向。
(7)剪切裂縫引起的碎片旋轉。
(8)拉伸裂紋引起的碎片進壹步分裂旋轉。
(9)旋轉碎片周圍的不對稱拖尾。
(10)非旋轉碎片周圍生長的不對稱拖尾。
(11)動態重結晶應時亞粒子的骨架化。
(12)拔出雲母片的不對稱性(“雲母魚”)。
(13)應時C軸組構的不對稱性。圖中所示的應時C軸極圖顯示了壹個不對稱的大圓帶。
圖24-7是評價走滑帶中作為深度函數的剪切應力強度的圖表(根據勒盧普和基納斯特，1993；引自Kornprobst，2002年)
(5)地幔深處的剪切帶和巖石:超鎂鐵質糜棱巖。
圖24-7顯示了進入地幔深度的走滑剪切帶中剪應力強度(橫坐標)與深度(縱坐標)之間的關系。可以看出，在120MPa，溫度為200℃(模型考慮了額外的機械熱τV)時，剪切應力在深度約為8km處達到最大值。發生脆-韌性轉變。在此深度以下，作為溫度的反函數，剪切應力強度值將迅速降低。在塑性大陸地殼中，它變得微不足道。地殼大剪切帶中動力變質巖的分布符合這種情況。再往下，在脆性巖石圈的上地幔中，剪應力再次增加(2×108 Pa)，但在大約100km的低速帶下降到零。因此，軟流圈上地幔剪切帶的超鎂鐵質巖石會發生韌性變形，產生超鎂鐵質糜棱巖。
超鎂鐵質變質巖主要發育於大洋板塊邊緣、轉換斷層和擴張洋脊。在中國大陸，它存在於蛇綠巖雜巖、“阿爾卑斯”超鎂鐵質雜巖和火山巖的幔源包裹體中。
橄欖巖、斜長橄欖巖等超鎂鐵質巖石中存在明顯的應變特征，如橄欖石的變形線和扭折帶，其變形應發生在侵位前的源區上地幔。在超鎂鐵質糜棱巖中，橄欖石的粒度減小為細骨料，其中含有由鉻鐵礦顆粒組成的細條紋，它們共同構成糜棱巖的基質。破碎點為粗晶頑火輝石，內部應變較高，【1065438】條帶上的{101}出溶面理明顯彎曲。偶爾可以觀察到在高應變區，例如在扭折帶，頑輝石轉化為斜長石，{100}葉理斜向熄滅，幹涉色增多(ng-NP約為0.014)。這種轉變效應已經被實驗所證明:在圍壓n×108Pa，溫度300 ~ 500℃，快速應變的實驗條件下可以看到轉變(王仁民等，1989)。
實例:塔裏木盆地北緣幔源巖石包裹體變形特征及巖石圈上地幔流變規律。
據李源潮等(2010)介紹，塔裏木盆地西北緣巴楚地區角閃巖煌斑巖的幔源捕虜體主要由橄欖巖組成，其次為單輝橄欖巖。幔源捕虜體經過高溫處理，研磨成超薄雙拋光薄片。偏光顯微鏡下觀察，橄欖巖捕虜體中橄欖石礦物的晶內位錯結構十分發育，鋯石結構的類型和特征隨幔源捕虜體的源區深度、溫度和圍壓的不同而有規律地變化。觀察表明，巖石圈上地幔上部和頂部橄欖巖捕虜體中橄欖石的位錯結構主要為線狀自由位錯(圖24-8a)，並伴有多向自由位錯纏結和位錯網絡；此外，晶界位錯結構特別發育，構成位錯塞積，但彎曲自由位錯少見。源區巖石圈上地幔中部幔源捕虜體中橄欖石的位錯結構逐漸變為以彎曲自由位錯為主(圖24-8b)，位錯墻結構開始出現，僅伴有部分線性自由位錯，晶界位錯塞僅局部發育。來自巖石圈上地幔下部的橄欖巖捕虜體中橄欖石的位錯結構豐富，線狀自由位錯極為少見，主要是彎曲自由位錯，其中位錯壁十分發育(圖24-8c)，位錯弓(圖24-8d)、位錯環和螺旋位錯結構非常典型。由位錯弓指示的晶內滑移系為(018)，由傅裏葉平臺確定。在此基礎上，對幔源包裹體變形過程中巖石的流變速率、等效粘度等變形參數和物性參數的研究表明，莫霍面附近和上地幔韌性軟層、脆性層附近的差應力值普遍較高；應變率值逐漸變緩，反映了巖石和礦物由脆性向韌性轉變的流變特性。
圖24-8新疆巴楚幔源捕虜體橄欖石中的位錯結構(根據李源潮等，2010)。