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從斷層到流變：剪切帶如何在不同深度中變化？
在地質學中，剪切帶是一種強烈變形的地殼或上地幔的薄層，經常由於兩側岩石牆壁相互滑動而形成。在上地殼中，岩石顯得脆弱，剪切帶以斷層的形式存在。而在下地殼和上地幔中，極端的壓力和溫度條件使得岩石呈現出韌性，能夠在不斷裂的情況下緩慢變形，就像黑smith正在操作熱金屬一樣。這裡的剪切帶較寬，韌性岩石慢慢流動，以適應兩側岩石牆壁之間的相對運動。
剪切帶貫穿了不同的深度範圍，與其相關的各種岩石類型和特徵結構也隨之變化。
剪切帶可視作一個強變形區域，與周圍岩石相比擁有較高的應變率，其特徵為長度與寬度比大於5:1。剪切帶形成一系列地質結構，範圍從脆性剪切帶（或斷層）到脆韌剪切帶（或半脆剪切帶）、韌性脆性到韌性剪切帶。在脆性剪切帶中，變形集中於狹窄的斷層面上，而在韌性剪切帶中，變形則通過較寬的區域擴展，變形狀態從一側牆壁到另一側牆壁不斷變化。
這種結構幾何形狀的連續變化反映了地殼中主導的不同變形機制，從脆性（斷裂）到韌性（流動）隨著深度增加而改變。
脆性-半脆性轉變並不是針對特定深度，而是發生在某一深度範圍內，即所謂的交替帶，其中脆性斷裂和塑性流動共存。造成這一現象的原因在於岩石的通常異質性組成，不同礦物對施加應力的反應不同（例如，在應力下，石英在斷裂之前會先進行塑性變形，而長石則會相對較晚）。因此，礦物成分、顆粒大小和先前的結構將影響不同的流變反應。
此外，純物理因素也會影響轉變深度，包括地熱梯度、環境溫度、約束壓力和流體壓力、總體應變率和應力場方向。在Scholz的模型中（以南加州的地熱作為參考），脆性-半脆性轉變開始於約11公里深度，當時環境溫度約為300°C。接下來的交替區域延伸至約16公里深度，溫度約為360°C。於此之下，只有韌性剪切帶存在。
地震帶是與脆性範疇有關聯的區域，並且大地震有時會破壞到交替帶甚至更深的塑性區域。
在剪切帶中的變形會導致特徵性的結構和礦物組合的形成，這些反映了所處的壓力-溫度條件、流動類型、運動方向和變形歷史。因而，剪切帶被認為是解開特定地層歷史的重要結構。從地球表面開始，剪切帶中通常會出現以下幾種岩石類型：無粘著性的斷層岩（例如斷層土、斷層角岩和葉理土）；有粘著性的斷層岩，如驚破的角岩（前驚破岩、驚破岩和超驚破岩）；玻璃狀假熔岩。
剪切帶的寬度從顆粒尺度到公里尺度不等。地殼規模的剪切帶（超大剪切帶）寬度可以達到10公里，因此會顯示出數十公里到數百公里的大位移。脆性剪切帶（斷層）通常隨著深度和位移量的增加而變寬。
因為剪切帶特徵在於應變的集中，所以一定會出現某種程度的應變軟化，使受影響的母體物質能夠更具可塑性地變形。
這種軟化現象可以通過粒徑減小、幾何軟化、反應軟化和流體相關的軟化來實現。此外，物體要變得更具韌性（準塑性）並進行連續變形（流動）而不裂製，必須考慮以下變形機制（顆粒尺度）：
- 擴散爬行（各類型）
- 位錯爬行（各類型）
- 動態重結晶壓力溶解過程
- 顆粒邊界滑動（超塑性）及顆粒邊界面積減少
由於剪切帶的深度滲透，它們在所有變質相中都很常見。脆性剪切帶在上地殼中幾乎無處不在，而韌性剪切帶則從綠片岩相條件開始，因此局限於變質地區。剪切帶可能出現在以下地質構造環境中：
- 轉向環境 - 垂直向下：邊界滑移帶
- 壓縮環境 - 低角度擾動褶皺； 俯衝帶； 推擠板塊
- 伸展環境 - 低角度變質核心複合體分離
剪切帶的存在不受岩石類型或地質年齡的限制，它們通常不是孤立存在，而是形成一種分形規模的連結網絡，反映了當時底層運動的主導方向。
剪切帶的重要性在於它們是地殼中的主要弱點區域，有時延伸至上地幔。它們可能是持久的特徵，並經常顯示出多次覆蓋活動的證據。材料可以在其中上下運輸，其中最重要的是循環的水與溶解的離子，這能使宿主岩石發生變質甚至重新使地幔材料變得肥沃。剪切帶還可能承載經濟上可行的礦化，例如，在前寒武紀地層中重要的金礦沉積。
無論是從科學還是經濟的角度看，剪切帶對於了解地球內部變化及其進一步應用的人類活動有多大影響呢？
