不对称鱼嘴构造流变计

第十节　不对称鱼嘴构造流变计

岩石的黏度为其能干性强弱的定量量度参数，如果要对比某地区岩石能干性并加以排序，必须先计算出相邻流变介质的黏度比，而介质的黏度是未知的，且这种黏度是构造形迹形成时的黏度（岩石古黏度），而目前实验条件下很难推算当时的温压条件。为此，根据式（4-1），本节试图从不对称鱼嘴构造的几何学特征中测算出不同岩层的顺层剪切应变值，进而获取到相应的流变学信息。

根据第二章第五、六节及第三章第二节对鱼嘴构造的理论与应用研究，由图4-33可知：

图4-33　不对称鱼嘴构造变形前后XZ剖面图

（1）香肠体断裂时，能干层的长度与基质的长度相等L₀＝l₁＋l₂＋l₃＋…＋l_n；

（2）变形前后，忽略不对称鱼嘴体基本部分的伸长量，认为：l₁＝l′₁；l₂＝l′₂；l₃＝l′₃；…l_n＝l′_n。

据图4-33可分别计算出基质与能干层的剪切应变量。对能干层，根据每一段不对称鱼嘴构造可计算单段的剪切应变，根据前述的求剪切应变的方法，可分析和计算出单段不对称鱼嘴构造的纯剪切应变、简单剪切应变和香肠体变形前的原长（详见第二章第六节），单段不对称鱼嘴构造的剪切应变如下：

γ_l1＝Δl₁/h；γ_l2＝Δl₂/h；γ_l3＝Δl₃/h；…γ_ln＝Δl_n/h

因此可求能干层的平均剪切应变量（γ_l）如下：

对基质，有L₀＝l′₁＋l′₂＋l′₃＋…＋l′_n，依据上述（1）、（2）认识可得出基质剪切变形前的长度L₀。

基质的伸长量：ΔL＝L-L₀，L为基质层剪切变形后的长度，也即香肠层长度；当纯剪切作用很微弱时，在一段足够长的剖面上可将基质的剪切位移近似为其伸长量。因此，基质的剪切应变量γ_m＝ΔL/H，H为基质剪切变形后的厚度，即野外实际厚度，则：

联立式（4-1）、（4-58）、（4-59），得出相邻能干层与基质两种介质的黏度比：

通过式（4-60）可知，只要测得不对称鱼嘴构造能干层XZ断面的几何形态学参数，就可以求得香肠体与基质的黏度比，这即是本节推导出的不对称鱼嘴构造流变计。

Treagus（1988）提出的剪应变折射公式（4-1）（第四章第十一节）仅适用于简单剪切变形，而不对称鱼嘴构造流变计能适用于纯剪切与简单剪切同时存在的变形条件，扩展了剪应变折射流变理论的适用范围。需要指出的是，本节的研究忽略了香肠体部分的伸长量，但如果纯剪切作用较强，能干层的伸长是不能被忽略的；此外，基质的伸长也不仅仅由简单剪切造成。因此，应用时需要对具体情况进行误差范围的判断。