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从断层到流变：剪切带如何在不同深度中变化？
在地质学中，剪切带是一种强烈变形的地壳或上地幔的薄层，经常由于两侧岩石墙壁相互滑动而形成。在上地壳中，岩石显得脆弱，剪切带以断层的形式存在。而在下地壳和上地幔中，极端的压力和温度条件使得岩石呈现出韧性，能够在不断裂的情况下缓慢变形，就像黑smith正在操作热金属一样。这里的剪切带较宽，韧性岩石慢慢流动，以适应两侧岩石墙壁之间的相对运动。
剪切带贯穿了不同的深度范围，与其相关的各种岩石类型和特征结构也随之变化。
剪切带可视作一个强变形区域，与周围岩石相比拥有较高的应变率，其特征为长度与宽度比大于5:1。剪切带形成一系列地质结构，范围从脆性剪切带（或断层）到脆韧剪切带（或半脆剪切带）、韧性脆性到韧性剪切带。在脆性剪切带中，变形集中于狭窄的断层面上，而在韧性剪切带中，变形则通过较宽的区域扩展，变形状态从一侧墙壁到另一侧墙壁不断变化。
这种结构几何形状的连续变化反映了地壳中主导的不同变形机制，从脆性（断裂）到韧性（流动）随着深度增加而改变。
脆性-半脆性转变并不是针对特定深度，而是发生在某一深度范围内，即所谓的交替带，其中脆性断裂和塑性流动共存。造成这一现象的原因在于岩石的通常异质性组成，不同矿物对施加应力的反应不同（例如，在应力下，石英在断裂之前会先进行塑性变形，而长石则会相对较晚）。因此，矿物成分、颗粒大小和先前的结构将影响不同的流变反应。
此外，纯物理因素也会影响转变深度，包括地热梯度、环境温度、约束压力和流体压力、总体应变率和应力场方向。在Scholz的模型中（以南加州的地热作为参考），脆性-半脆性转变开始于约11公里深度，当时环境温度约为300°C。接下来的交替区域延伸至约16公里深度，温度约为360°C。于此之下，只有韧性剪切带存在。
地震带是与脆性范畴有关联的区域，并且大地震有时会破坏到交替带甚至更深的塑性区域。
在剪切带中的变形会导致特征性的结构和矿物组合的形成，这些反映了所处的压力-温度条件、流动类型、运动方向和变形历史。因而，剪切带被认为是解开特定地层历史的重要结构。从地球表面开始，剪切带中通常会出现以下几种岩石类型：无粘着性的断层岩（例如断层土、断层角岩和叶理土）；有粘着性的断层岩，如惊破的角岩（前惊破岩、惊破岩和超惊破岩）；玻璃状假熔岩。
剪切带的宽度从颗粒尺度到公里尺度不等。地壳规模的剪切带（超大剪切带）宽度可以达到10公里，因此会显示出数十公里到数百公里的大位移。脆性剪切带（断层）通常随着深度和位移量的增加而变宽。
因为剪切带特征在于应变的集中，所以一定会出现某种程度的应变软化，使受影响的母体物质能够更具可塑性地变形。
这种软化现象可以通过粒径减小、几何软化、反应软化和流体相关的软化来实现。此外，物体要变得更具韧性（准塑性）并进行连续变形（流动）而不裂制，必须考虑以下变形机制（颗粒尺度）：
- 扩散爬行（各类型）
- 位错爬行（各类型）
- 动态重结晶压力溶解过程
- 颗粒边界滑动（超塑性）及颗粒边界面积减少
由于剪切带的深度渗透，它们在所有变质相中都很常见。脆性剪切带在上地壳中几乎无处不在，而韧性剪切带则从绿片岩相条件开始，因此局限于变质地区。剪切带可能出现在以下地质构造环境中：
- 转向环境 - 垂直向下：边界滑移带
- 压缩环境 - 低角度扰动褶皱； 俯冲带； 推挤板块
- 伸展环境 - 低角度变质核心复合体分离
剪切带的存在不受岩石类型或地质年龄的限制，它们通常不是孤立存在，而是形成一种分形规模的连结网络，反映了当时底层运动的主导方向。
剪切带的重要性在于它们是地壳中的主要弱点区域，有时延伸至上地幔。它们可能是持久的特征，并经常显示出多次覆盖活动的证据。材料可以在其中上下运输，其中最重要的是循环的水与溶解的离子，这能使宿主岩石发生变质甚至重新使地幔材料变得肥沃。剪切带还可能承载经济上可行的矿化，例如，在前寒武纪地层中重要的金矿沉积。
无论是从科学还是经济的角度看，剪切带对于了解地球内部变化及其进一步应用的人类活动有多大影响呢？
