北京市密云水库西水堡子-梨树沟韧性剪切带显微构造特征

刘恒麟,李忠权,袁四化,尹福光,徐 波2,,彭 杨,李 根,苏桂萍,丁 啸

(1. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059；2. 自然资源部构造成矿成藏重点实验室(成都理工大学)，成都 610059；3. 防灾科技学院 地球科学学院，河北 三河 065201；4. 中国地质调查局 成都地质调查中心，成都 610081)

岩石作为组成地壳的物质之一，不论位于洋脊、山脉，还是位于地表或地壳深部，都会受到不同程度的应力作用。研究岩石对外加应力的反应方式产生的变形构造，重塑应变历史和条件，建立变形机制以及探讨地球动力学模式，是构造地质学研究的主要目的[1]。

构造地质学的研究尺度可分为区域构造、小型构造及显微构造[1]。区域构造需结合卫星遥感和区域地质填图等手段进行综合分析；小型构造的规模一般从几厘米到数千米，是人的肉眼可直接观察的尺度；而显微构造则需借助光学显微镜或电子显微镜，才能对岩石中矿物的变形、变位[2]进行精准分析，也是最基础、更定量化的一种研究尺度。

显微构造主要是针对岩石野外露头、岩石标本、岩石薄片以及薄晶片(<100 nm的超薄片)等范畴内的岩石、矿物变形和晶格变化为研究对象的一门学科。可通过显微构造以小见大来研究地壳变形，并建立起几何学、运动学和动力学的构造模型[3]。因此，显微构造分析已成为地壳变形、变位研究的基本方法之一[4]。

近年来，显微构造的研究进展迅速，特别是超显微观域显微亚构造研究的突破以及在解释大地构造问题(如全球性大规模韧性剪切带及山链形成的动力学模式等)方面所获得的成功，使显微构造的研究进入了一个崭新的发展领域[3]。本文主要针对北京市密云水库西水堡子-梨树沟韧性剪切带的显微构造特征进行系统性梳理和分析。

1 区域地质背景

研究区位于北京市密云水库西云蒙山地区，地处军都山北，是华北板块北缘、燕山西段变质核杂岩发育的集中区域[5]。该区域广泛出露花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩及花岗质糜棱岩等，其成因主要受岩浆热隆升，最大主应力σ1垂直水平面引发拆离效应，并形成多条韧性剪切带。水堡子-梨树沟韧性剪切带位于河防口断层中段，云蒙山岩体东侧[6](图1)。

1.1 地层

云蒙山地区出露地层主要有太古界、中上元古界和下古生界。太古界主要位于云蒙山以北地区，岩石多发生变形。中上元古界主要在云蒙山以南地区出露，由长城系、蓟县系、青白口系组成。

1.2 岩浆岩及构造热演化

河防口韧性断层倾向E至SE，倾角为25°～45°。水堡子-梨树沟韧性剪切带内发育有韧性及脆-韧性变形产生的动力变质岩，局部有区域变质岩出露[7]。

结合前人对云蒙山地区花岗质岩石的化学成分分析[8-10]、岩浆岩脉体和岩体锆石U-Pb年龄测定及变形岩石中角闪石、黑云母矿物40Ar/39Ar年龄测定[11-12]表明，由于燕山运动B幕构造运动活跃，导致早期岩浆底劈(145～138 Ma B.P.)地面隆升并引发重力滑脱；变质核杂岩约形成于135 Ma B.P.；135～126 Ma B.P.剪切带强烈活动伴随同构造岩浆侵位；125～114 Ma B.P.变质核杂岩快速隆升，引发拆离作用；113～100 Ma B.P.进入缓慢隆升阶段(图2)。

对糜棱岩涡度的计算[7]表明在构造演化过程的早期阶段受到水平挤压力的影响产生上冲断层，地层重复叠加，上覆压力增强，进而导致该阶段的剪切变形方式以纯剪切变形为主。早期经历的上冲推覆构造运动对晚期拆离断层中的变质核杂岩的形成没有造成影响。因此，岩石整体变形主要表现为一般剪切，变形过程是一个由纯剪切向简单剪过渡的过程(图2)。

2 韧性剪切带野外变形特征

水堡子断层下盘岩石主要为长英质糜棱岩、糜棱岩化闪长岩、糜棱岩化黑云母片岩等。为了进一步对云蒙山地区韧性剪切带的形成机制进行研究，主要通过查阅相关资料、绘制地质剖面图(图3)以及在野外进行采样、测量。

2.1 韧性剪切带剖面特征

水堡子剖面长约6 km，云蒙山花岗闪长岩(已不同程度糜棱岩化)出露在2.1～6 km内(图3)。剖面上叶理和线理非常发育，其中叶理倾向为70°～110°，倾角为10°～40°；线理倾伏向为105°～135°，倾伏角为5°～20°。剖面内糜棱岩均发生不同程度塑性变形，长石碎斑等标志物可判断上盘向SEE运动。露头上构造变形现象明显，石英脉表现出受到揉流揉皱作用影响，呈无根褶皱、Z形褶皱、肠状褶皱及叠加褶皱等形态(图4)。

2.2 韧性剪切带岩石特征及变化规律

水堡子剖面自6 km到2 km处，糜棱岩线理和面理发育程度逐渐明显(图5)。石英中可见蠕英结构、波状消光等现象，颗粒边界迁移现象及定向程度由弱变强，破碎的矿物颗粒逐渐变小，旋转碎斑涡度有逐渐增强趋势，脉体拉长、拉断现象逐渐明显，石英颗粒的波状消光现象逐渐减弱直至完全消失。长石中可见机械双晶、核-幔构造、变形纹/带等构造。离剪切带核部较远的岩石表现出动态重结晶现象，晶粒较大且边界平滑；离剪切带核部较近的岩石晶粒较小且边界粗糙。很显然，越靠近剪切带核部的岩石应变程度越强。

垂直断层走向观测，韧性剪切带岩石自断层向西，岩石特征由脆性变形为主逐渐过渡到以韧性变形为主，显示出由角闪岩相向绿片岩相变化的变形环境。许多动力变质岩中，顺断层的倾斜方向，断层下盘的岩石温度逐渐降低，应力和应变逐渐增强[14-15]。上述特征与J.P. Platt 等[16]提出的拆离断层岩石温度及应变速率变化规律基本相同：在伸展构造环境下，随着拆离作用的不断推进，剪切带发生变化，其宽度会逐渐变窄，岩石的粒度也会逐渐变细(图5)。

沿水堡子韧性断层走向观测，可见变形特征有明显差异。梨树沟地区岩石受脆性变形的作用更加明显，岩石的叶理和线理不清楚，石英中没有出现波状消光和动态重结晶现象，旋转碎斑也比较少见。而往北，距离水堡子越近，岩石的叶理和线理发育程度明显增强，S-C组构无论是在镜下还是在野外露头上都非常明显。水堡子剖面露头显示，叶理倾向为70°～110°，而线理倾伏向为 105°～135°。在梨树沟的露头显示，叶理倾向为90°～110°，线理倾伏向为110°～140°。此测量结果可以推测水堡子-梨树沟韧性剪切带主要为近E-W向发生剪切，且该韧性剪切带曾有过局部走滑的过程。

3 韧性剪切带岩石显微构造特征

水堡子-梨树沟韧性剪切带的显微构造类型丰富，可划分为以下4种：与显微破裂作用有关的显微构造、与颗粒之间位移有关的显微构造、与晶内变形作用有关的显微构造和其他类型的显微构造。

3.1 与显微破裂作用有关的显微构造

糜棱岩中的残碎斑会表现出多种形态，例如：凸透镜状、圆球状、橄榄状和眼球状等。显微破裂构造主要出现于各种残碎斑中，下面针对采集标本中出现的典型现象进行具体说明。

3.1.1 非旋转碎斑系

非旋转碎斑系即φ碎斑系，也称“山羊须结构”。本区糜棱岩中φ碎斑系不发育，BP-A8号样品中可见(图6)。该碎斑无法准确指示剪切受力方向，但可以指示是在伸展环境下因发生纯剪切作用形成的张性破裂显微构造。视域中可见一个近圆形的残斑因受到双向持续拉张力作用，在碎斑的两侧产生断裂，并向两头有明显的拉长拖曳现象，表现为张裂特征。图中颗粒右侧的破裂发育，在破裂产生的裂缝中明显可见后期形成的充填物，形态犹如山羊下颚的一小撮胡须，向外侧延伸并逐渐变细直至尖灭。该结构主要受到前期的拉伸作用和后期的压溶扩散作用而产生，颜色较暗部分是一种由后期的混入物质产生的应变影效应[17]。

3.1.2 显微拉张及剪切破裂

在刚性矿物残碎斑晶中多能看到破裂面现象，破裂面多呈锯齿形、缝合线形及楔形等。也有一些裂缝比较细微，剪切破裂面呈近平直状，还有的情况会发育两组成对的共轭剪切破裂面(图7)。薄片中可见一个较大粒度的长石中有明显的显微拉张和剪切破裂的现象，并清晰可见一组明显的共轭剪切破裂面，在裂缝中见有新生矿物的充填。该破裂特征与宏观环境下的裂隙相似，区别在于：糜棱岩的显微破裂面只在单独的一个残碎斑晶中，裂缝延伸至碎斑边缘即终止；宏观条件下的裂隙切穿矿物颗粒和基质，其发育程度受到区域性的应力所影响。而显微破裂只能反映一个很小范围的应力场，不作为应力方向的判别依据。

3.1.3 剪切阶步结构

在碎斑内若发育一组剪切破裂，且顺产生破裂的方向发生有限滑移，在滑移过程中，碎斑的边缘处会产生一组形似阶梯的形态(图8)。薄片所示，其阶步的指示剪切方向与长石碎斑所指示的剪切方向基本一致，都为E-W方向发生剪切。剪切阶步延伸方向与剪切条带叶理(C)之间的夹角基本等于糜棱叶理(S)与剪切条带叶理(C)之间的夹角，其所交锐角的指示方向与该侧剪切运动方向一致。

3.1.4 显微石香肠结构

显微石香肠结构也叫“布丁结构”，其形态与宏观环境下的“石香肠”基本一致，但成因不同。显微石香肠结构是由于早期温度较高岩石塑性增强，随纯剪切或拉张作用的不断持续，矿物逐渐被拉细甚至拉断。糜棱叶理(S)环绕碎斑边缘发育(图9)。薄片中可见藕节状的显微石香肠结构，其矿物成分为石英，沿固定方向定向延伸，香肠体长轴与糜棱叶理(S)的锐夹角指示对盘运动方向[18]。

3.2 与颗粒之间位移有关的显微构造

糜棱岩的碎基通过边界的滑移而产生差异性流动过程中，大部分碎斑与集合体会同时作为刚性体随细粒基质发生旋转，在微观环境下将出现与颗粒之间旋转有关的构造现象；并且伴生有扩散作用、新矿物化作用及压溶作用等[17]。

3.2.1 旋转碎斑系

碎斑系可分为旋转碎斑系和非旋转碎斑系。旋转碎斑系又分为σ碎斑和δ碎斑两种，非旋转碎斑系如φ碎斑。

糜棱岩中，在剪切流动变形作用的影响下，发生旋转作用的残碎斑两侧会产生不对称的拖曳尾，形成角对称或旋转对称的碎斑。在拖曳尾的两侧主要由重结晶的细粒物质所构成，逐渐向剪切条带叶理(C)侧靠近。产生该现象的原因是由于拖曳尾部的重结晶物质经历过较高速旋转作用，并伴随有足够的空间供化学物质重结晶。旋转主斑晶速率相对较小，由于其速率与拖曳尾部的速率不一致，将会在其长轴方向与叶理(C)之间产生一锐交角。该结构在糜棱岩中常见，主要产生于变形程度中等的糜棱岩中，同时可用于指示剪切流动方向。

σ型碎斑系也称“非对称眼球状构造”，结晶尾参考面中的X作为平分线，在其两侧各有一个拖曳尾(图10)。δ型碎斑系也称“雪球结构”，其相对σ型碎斑系而言，拖曳尾发育得较细长，且弯曲程度更大，拖曳尾的发育情况由参考面的一侧偏向另一侧(图11)。本区糜棱岩中以σ型碎斑系为主，δ型碎斑系数量较少，仅在BP-L4号薄片中可见。碎斑大部分由石英和斜长石构成，也有少部分为石榴子石。旋转碎斑所指示的剪切方向主要为E-W向，也有少量为NW-SE或NNW-SSE向。通过方位角统计得出水堡子-梨树沟韧性剪切带的主要剪切方位为NWW-SEE向。

3.2.2 云母鱼构造

“云母鱼”是在糜棱岩中普遍发育的特征性构造，是一种特殊的S-C组构，又称Ⅱ型S-C面理[19]。云母类矿物在动力变质作用的影响下发生错动、滑移。其形成机理与“显微石香肠”形成的机理类似，并伴有脆-塑性变形。该构造还具有一定的定向性(图12)。云母鱼之间的结晶尾相连组成C面，云母的(001)解理面常与S面平行[20]，并与剪切方向斜交[17]。G.S.Lister等[21]指出，“云母鱼”的产生主要分为两个环节，先是沿着云母矿物的极完全解理面(001)发生滑移，呈阶梯状展布；随后由于不同矿物的差异运动，导致矿物之间逐渐分离，并伴有颗粒的旋转。由此形成不规则鱼形云母在叶理面内分布的特征，“云母鱼”的这种排列方式也可以用来判别剪切方向。

3.2.3 曲颈状构造

糜棱岩中的碎斑、矿物集合体或侵入岩体中携带的俘虏体等，在递进剪切作用下，使其一侧拉长甚至拉断，形成曲颈瓶状，曲颈弯曲方向指示剪切带的剪切方向[3]。在BP-L2号薄片中，可见明显的曲颈状构造。该“曲颈瓶”其实是一块受到剪切作用而破碎了的石英碎斑晶。围绕“曲颈瓶”可见一圈细碎充填物沿剪切方向延伸，曲颈弯曲端可见石英亚颗粒(图13)。

3.2.4 S-C组构

S-C组构不仅在宏观露头上发育，在糜棱岩中同样发育，并且是糜棱岩中所特有的一种变形现象，该构造主要由两种面理共同组成。其中一种是平行于剪切带内应变椭球XfYf面的糜棱叶理(S)，与剪切带的剪切边界斜交；另一种是剪切条带叶理(C)，与剪切带的边界平行，主要由不同长条状矿物的定向排列而体现，该面也是应变椭球体的圆截面[22]。通常将S与C之间的夹角作为衡量剪切应变大小的度量标志，该夹角一般集中在20°～45°，剪切变形强度很大的区域夹角只有10°左右。S面和C面之间的交角随应变增大逐渐减小[21]。

在岩石薄片标本中，S-C组构非常发育，主要由云母、石英、角闪石组成，其指示的剪切方向大部分为E-W和NWW-SEE方向(图14-A)，也有NNW-SSE方向。S-C组构在手标本上清晰可见(图14-B)，与镜下结构特征相对应。

3.2.5 显微不对称褶皱

显微不对称褶皱在本区岩石中少见，仅在BP-L4号薄片的单偏光镜下发现，其变形弯曲程度不大，为一斜歪褶皱(图15)。当岩层受到近平行层面方向的剪切作用时，由于层面的原始不平整或剪切速率的变化，导致岩层弯曲旋转[22]。通常情况下，伴随剪切变形的不断发展，褶皱弯曲程度逐渐增大，产生两翼倾角不一致的低角度倾斜不对称褶皱，其正常翼相对于倒转翼更长，由正常翼指向倒转翼的方向就是褶皱的倒向，该倾斜方向也就是剪切的方向；另一种情况是其轴面和剪切面理所夹锐角所指示的方向为剪切方向。但要注意，在剪切应变很强时，褶皱形态将变化，其结果与之前所述判断方向完全相反，例如原来为S形褶皱转为Z形褶皱时，上述法则就不再适用[23]。

3.2.6 书斜式构造

书斜式构造又称“多米诺骨牌”构造，其形似沿一定方向并列堆叠的书籍向前不断延伸。在糜棱岩中，相对较刚性的矿物(如石英、角闪石或长石)，在不断增大的剪切应力下，突破强度极限，先产生破裂，随后发生旋转。其倾斜方向(断面)与碎斑的整体延伸方向(剪切面)所夹锐角，即为剪切方向，如同被推倒的多米诺骨牌。BP-A6号薄片中(图16)，指示的剪切方向为E-W向；但另一书斜式构造与其斜交，指示剪切方向偏转约45°，并构成共轭关系，取其中间值所指示的方向为近NWW-SEE向。

3.3 与晶内变形作用有关的结构

在晶格内部发生的各种变形，是由于晶格位置变化(旋转、滑移等)所致。与晶内变形作用有关的结构又可以进一步分为长条状的纹带构造和与重结晶颗粒有关的粒状构造两类。

3.3.1 晶内纹带状构造

a.变形纹结构

石英是硬度较强的矿物，当这种刚性矿物产生较低应变时会在晶体表面出现变形纹，其原因是由于变形纹的消光位与主晶的消光位不同，约2°的光位偏角。有时候变形纹与变形条带会相间出现，两者大角度相交(图17)。薄片中可见一粗粒石英中平行排列的灰白色变形纹，展布方向基本一致。从该石英晶体的粒度以及变形纹较密集的出现程度，可知该糜棱岩的形成过程中含水量较高，应变程度较小[24]。实验表明，晶体的滑动面与变形纹基本平行，可能是在滑移过程中新生的细长亚晶带[24]。张术清[25]对石英变形机制的研究表明，变形程度越弱的石英，其内部就越明亮粗大；如果变形过程受到相对较强烈的应力作用，变形纹就会变得纤细致密。

b.变形条带

变形条带的形成机理与变形纹类似，在正交偏光显微镜下可见，发育于长石和石英中，主要原因也是消光的结果。相对变形纹，变形条带边界比较平直，两端无尖灭现象。BP-A10号岩石的变形带较窄，为十几微米到几十微米(图18)。在BP-L1号薄片中，带宽较大，约0.5 mm，产生条带状消光的原因主要是由于晶格弯曲造成。

c.显微膝折带

在解理发育的矿物中(如云母)或含有双晶的长石碎斑晶内都会出现显微膝折带。其与宏观的膝折现象十分类似，区别在于显微膝折带只发育在一个破碎的矿物中。显微膝折带的产生条件同变形纹的产生条件类似，都是在低应力场环境下形成。在BP-A7-1号薄片中的云母中可见该现象(图19)。通过矿物的解理及变形结构可知，主要是由于云母受到局部应力作用使之发生断裂或局部微变形的结果。

d.机械双晶

机械双晶与普通矿物中的生长双晶相比，最大的区别在于形态不规则，有的机械双晶呈楔状，还有的在双晶边部呈锯齿状。在正交偏光显微镜下的BP-A7薄片中，清晰可见斜长石机械双晶现象，并具有一定的矩形边结构(图20)。机械双晶是由于晶内双晶滑移的结果[17]，晶体由于受到外加应力，在晶格内部发生不同角度的错动，所以同一个晶带都会有不同程度的变化。机械双晶的边界在变形过程中会以较快的速度发生位移，当含有双晶的矿物在逐渐产生应变的过程中可形成该特征；当变形程度增大时，机械双晶会逐渐消失。

e.斜长石分结条带

本区岩石中的斜长石分结条带现象并不明显，可见如重结晶的脉体延裂隙贯穿其中，其原因是由于晶体产生扩散造成，因晶格扩散作用形成的脉体方向同剪切受力方向基本一致。所有样品中仅BP-A7-1号薄片有极少许斜长石分结条带(图21)，更典型的未见。推测可能是晶体未完全发生晶格扩散作用；也可能斜长石的破碎程度较高，早期晶格扩散作用已经结束；或者即使存在扩散作用，但由于动力变质作用导致大颗粒的斜长石晶体较少，没有相对较大的面积对脉体进行衬托，无法构成典型的斜长石分结条带结构。

3.3.2 变形粒状结构

a.亚颗粒(亚晶粒)

亚颗粒主要与主晶伴生，是发育在粒内的一种次级面状界面[26]，其消光位与主晶有小角度偏差(主要集中在10°±5°范围内)。亚颗粒为主晶的次一级单元，二者之间的边界不明显，但当亚颗粒与主晶的偏转角度逐渐增加时，亚颗粒就会脱离主晶，由重结晶作用而形成一个新的单元体[27]。亚颗粒的形状通常为多边形，在母晶的边缘处和膝折带附近最容易产生(图22)。该结构一般与核-幔结构伴生，所谓的亚晶粒实际也是核幔结构中的“幔”部。当晶体内部的能量逐渐降低时，亚颗粒便会脱离主晶而显现，因此亚颗粒也是一种恢复作用的标志[17]。

b.核-幔结构

核-幔结构在正交偏光显微镜下主要表现为一个大颗粒周围或局部环绕有因重结晶作用产生的相对较小的晶体颗粒，小晶体就是亚颗粒，BP-L3号薄片中可见(图22)。核部为大块石英碎斑，其周围环绕一圈石英亚颗粒组成的“幔”部，亚颗粒的消光位与核部呈大约10°的交角。由中间核部向边缘的幔部粒度逐渐减小，但偶尔也有例外，其原因是小晶体颗粒之间发生边界迁移作用，导致两个小晶体颗粒合并成一个较大晶粒[28]。随应力的不断增强，“核”会逐渐变小，“幔”的范围会逐渐扩大，最终被动态重结晶的“幔”所取代，构成晶内粒状结构。

c.晶内粒状结构

亚颗粒若在应变过程中发生快速旋转，与主晶方位发生大角度偏转，形成单独存在的重结晶颗粒，亚颗粒边界被整个大晶粒的边界所代替，由此形成晶内粒状结构。晶粒边部相对其内部而言能量较高，当温度升高时，能量也随之增高，晶体能量增大后，颗粒之间将发生迁移，重结晶形成的新颗粒会“吞噬”主晶，最终导致整个大晶粒内被数个小晶粒充填。BP-A5号薄片中可见该现象，晶内粒状结构的颗粒形态不一(图23)。在BP-A3号薄片中可见一长条形晶内粒状结构，手标本上的取样部位显示为一条石英脉贯穿其中，在正交偏光显微镜下，可见该石英脉已发生明显动态重结晶现象(图24)。

d.等粒状结构

当应力不断增大矿物的应变也随之增强，此时晶体会产生明显动态重结晶现象，每个重结晶颗粒的大小近等，岩石大多数位置被重结晶颗粒所填充便形成等粒状结构。其颗粒的生长形态和大小不随应变的增强而改变，晶体颗粒的边界滑移作用可对外加应力的变化进行均匀补偿，使粒度不轻易发生改变。该变化过程是一种从高温→较低应变速率状态下的岩石流变[17]。本区岩石的等粒结构较少见，靠近断层附近的岩石现象明显，如BP-B3号岩石薄片显示，其粒度在十几微米至几十微米，成分主要是石英(图25-A)。BP-B5号薄片中，粒度较细，为显微等粒状结构(图25-B)。

3.4 其他类型的显微构造

3.4.1 蠕英结构

蠕英结构的特征是矿物表面出现形似蠕虫的外形，在正交偏光镜下较明显，与母晶矿物伴生，且其消光角与母晶基本相同。在BP-L1号薄片中可见，呈花瓣状(图26-A)，该结构容易与薄片中气泡相混淆。一般薄片中的气泡呈较规则的圆状，且随机分布；但蠕英结构的形状多样且不规则，并具有明显分布规律，只出现于长英质矿物中，局部具有一定方向性。在BP-L4号薄片中可见细长的虫状蠕英结构，与文象结构类似(图26-B)。在蠕英结构中通常表现出石英生长于长石(多数为斜长石)之中。其成因是由于发生了交代作用，其中的SiO2就是蠕英结构中的花纹。并且该结构不仅仅出现在糜棱岩中，在侵入岩和原岩为长英质的变质岩中也会出现[29]。

3.4.2 石英波状消光

波状消光现象大多出现在受到过外加应力的石英颗粒中[27]。在正交偏光显微镜下，通过旋转载物台，以消光的不同形态，可以分为条带状消光及环带状消光等。因石英的波状消光严格受到应力影响，自糜棱岩化岩→初糜岩→糜棱岩→超糜岩，波状消光现象表现为逐渐减退直至完全消失，说明岩石形变程度较低时容易产生该现象[30]。在BP-L1号薄片中，可见石英的平行消光和同心环状消光现象(图27)。该岩石的应变程度较低，为糜棱岩化岩石。

3.4.3 微裂隙充填物

在BP-A6号岩石薄片中，微裂隙充填物现象明显，在几个较大矿物颗粒之间的裂隙中，充填有粒度为几微米到十几微米的细小矿物颗粒，其干涉色级别相对主矿物较高，呈细丝状、斑点状分布于裂隙中(图28)。由于后期矿物发生迁移作用充填于裂隙中，反映出发生破裂以后该区域的地温梯度发生过变化，当温度升高时，矿物中相对较活泼的化学元素会发生迁移，并转移到能支持矿物生长的空间内重新富集[3]。

3.4.4 压溶缝合线

样品中，由于压溶作用形成的缝合线比较普遍，显微镜下的缝合线与宏观条件下的缝合线外形十分类似，形成机制也基本相同。缝合线的颜色一般较暗，常出现于硬度较强的矿物颗粒之间。在BP-B1薄片中缝合线发育明显，缝合线两侧的矿物都不同程度地发生了破碎和细粒化(图29)。

3.4.5 拔丝构造

拔丝构造主要出现于长英质的糜棱岩中，当岩石受到较强烈的剪切应变时，温度升高，岩石塑性增强，会产生流变现象，主要伸长方向是沿糜棱叶理(S)方向产生一定的定向，形似拉长的丝带[22]。该现象能反映岩石塑性变形程度的逐渐增强[28]。在BP-L2薄片中，矿物颗粒被拉得很细，呈丝带状和絮状相背延伸，岩石应变程度较大，部分丝带状矿物已出现被拉断的现象(图30)。

4 讨论

根据对韧性剪切带的显微构造分析，并结合前人的研究成果[5,10-13]，认为云蒙山地区中生代主要以为南-北向的挤压变形以及北西-南东向的伸展变形为主。挤压变形证据主要表现为四合堂背斜和四合堂的上冲推覆体，伸展变形主要被河防口拆离断层以及下盘岩石所组成的云蒙山变质核杂岩所记录[31]。四合堂背斜轴向总体呈东-西向展布，西段轴向变为北东向[13]。河防口拆离断层位于云蒙山东南侧，其切割云蒙山花岗闪长岩体，平面上呈北东-南西向展布，断层倾向南东(图31)。

水堡子-梨树沟韧性剪切带与河防口拆离断层的形成与演化相伴生，其形成及发育过程始于燕山运动B幕(145～138 Ma B.P.)[12]的剧烈构造运动，受来自北侧的挤压应力作用，地幔物质受扰动而上涌，导致岩浆底劈，地面隆升(图31)。进而引发岩体周缘地层发生重力滑脱，在岩体东侧逐步形成拆离断层并不断向东发生拆沉作用。伴随变质核杂岩的形成，岩石的热演化温度逐渐降低，矿物颗粒的运动学涡度逐渐增加。直至约100 Ma B.P.，隆升变得缓慢并逐渐停止。

通过对垂直于韧性剪切带的剖面测量、采样及岩石显微构造特征对比发现：岩石的变形性质自岩体向剪切带核部由韧性变形逐渐过渡为叠加脆性变形，岩石变质温度逐渐降低，剪切角逐渐减小，重结晶程度也逐渐降低，经历了由较高应变速率向较低应变速率转化的过程。

5 结论

本文对北京密云水库西水堡子-梨树沟韧性剪切带显微构造进行了系统分析，得出如下结论：

a.水堡子-梨树沟变质核杂岩从岩性上看，主要为花岗糜棱岩、糜棱岩化闪长岩、糜棱岩化黑云母片岩及糜棱岩化片麻岩等。

b.垂直拆离断层走向采样发现，远离韧性剪切带的岩石经历了较高的温度和缓慢的应变速率，靠近韧性剪切带的岩石经历了较低的温度和较快的应变速率。

c.岩石样品的显微构造特征丰富，长英质矿物发育蠕英结构、矩形边结构、机械双晶、核-幔结构等；片状矿物发育S-C组构、云母鱼结构、显微膝折等；指示剪切方向的构造有旋转碎斑系(σ型和δ型)、剪切阶步结构、书斜式构造等。

d.通过显微构造特征综合分析，认为成岩环境为由角闪岩相向绿片岩相过渡的变形环境。

e.经过野外实测、岩石定向标本采集及薄片镜下鉴定，最终得出水堡子-梨树沟韧性剪切带为伸展型韧性剪切带，主要剪切方向为自NWW向SEE发生剪切拆离。