Введение
Метаморфическая порода
Милонит – это мелкозернистая, плотная метаморфическая порода, образованная в результате динамической рекристаллизации составляющих ее минералов, что приводит к уменьшению размера зерен. Милониты могут иметь разнообразный минералогический состав; это классификация, основанная на текстурных особенностях породы.
Формирование
Милониты – это пластично деформированные породы, формирующиеся в результате накопления больших сдвиговых деформаций в пластичных зонах разломов. Существует множество различных точек зрения на образование милонитов, но общепринято считать, что кристаллическая пластическая деформация является обязательным условием, а трещинование и катакластический поток – вторичными процессами в их формировании. Механическое истирание зерен в результате измельчения не происходит, хотя изначально предполагалось, что именно этот процесс приводит к образованию милонитов, название которых происходит от греческого слова μύλος (mýlos), означающего мельницу. Милониты формируются на глубине не менее 4 км. Существует множество различных механизмов, обеспечивающих кристаллическую пластическую деформацию. В земной коре наиболее важными процессами являются дислокационный и диффузионный ползучесть. Генерация дислокаций приводит к увеличению внутренней энергии кристаллов. Этот эффект компенсируется рекристаллизацией за счет миграции границ зерен, которая снижает внутреннюю энергию путем увеличения площади границ зерен и уменьшения объема зерен, аккумулируя энергию на поверхности минеральных зерен. Этот процесс способствует упорядочению дислокаций в подзерновые границы. По мере накопления дислокаций в подзерновых границах, дезориентация по этой границе увеличивается, пока граница не станет высокоугловой, и подзерно фактически не превратится в новое зерно. Этот процесс, иногда называемый рекристаллизацией вращением подзерна, приводит к уменьшению среднего размера зерен. Объемная и пограничная диффузия, являющиеся ключевыми механизмами диффузионной ползучести, становятся важными при высоких температурах и малых размерах зерен. Таким образом, некоторые исследователи утверждают, что поскольку милониты образуются в результате дислокационной ползучести и динамической рекристаллизации, переход к диффузионной ползучести может произойти при достаточном уменьшении размера зерен. Милониты обычно развиваются в пластичных зонах сдвига, где сосредоточены высокие скорости деформации. Они являются глубинными эквивалентами катакластических хрупких разломов, образующих брекчии разломов.
Классификация
Бластомилониты характеризуются крупнозернистой структурой, часто сахаровидной, и обычно не имеют выраженной тектонической полосчатости. Ультрамилониты, как правило, подвергаются экстремальному уменьшению размера зерен. В структурной геологии ультрамилонит определяется как разновидность милонита, в которой степень измельчения составляет более 90%. Мезомилониты претерпевают значительное уменьшение размера зерен и характеризуются модальным процентом матричных зерен в диапазоне от 50 до 90%. Протомилониты – это милониты, испытавшие ограниченное уменьшение размера зерен, и характеризуются модальным процентом матричных зерен менее 50%. Поскольку милонизация в этих породах неполная, наблюдаются реликтовые зерна и текстуры, и некоторые протомилониты могут напоминать слоистый катаклазит или даже некоторые сланцы. Филониты – это милониты, богатые филлосиликатами (например, хлоритом или слюдой). Они обычно имеют хорошо развитую вторичную сдвиговую ткань (C').
Интерпретация
Определение смещений, возникающих в милонитовых зонах, зависит от правильного определения ориентации конечной оси деформации и установления того, как эти ориентации изменяются относительно оси инкрементной деформации. Это называется определением направления сдвига. Распространенной практикой является предположение о том, что деформация представляет собой плоскостную деформацию простого сдвига. Этот тип деформационного поля предполагает, что деформация происходит в таблинчатой зоне, где смещение параллельно границе зоны сдвига. Более того, в процессе деформации ось инкрементной деформации сохраняет угол в 45 градусов к границе зоны сдвига. Оси конечной деформации первоначально параллельны инкрементной оси, но отклоняются при прогрессивной деформации. Кинематические индикаторы – это структуры в милонитах, позволяющие определить направление сдвига. Большинство кинематических индикаторов основаны на деформации при простом сдвиге и позволяют судить о направлении вращения конечных осей деформации относительно инкрементных осей деформации. В силу ограничений, накладываемых простым сдвигом, предполагается, что смещение происходит в плоскости сланцеватости в направлении, параллельном линии растяжения минералов. Следовательно, для определения направления сдвига рассматривается плоскость, параллельная линии растяжения и перпендикулярная плоскости сланцеватости. Наиболее распространенными индикаторами направления сдвига являются ткани C/S, асимметричные порфирокласты, сети жил и даек, порфирокласты с оболочкой и минеральные волокна. Все эти индикаторы обладают моноклинической симметрией, которая напрямую связана с ориентацией конечных осей деформации. Хотя структуры, такие как асимметричные складки и будинажи, также связаны с ориентацией конечных осей деформации, эти структуры могут формироваться в результате различных траекторий деформации и не являются надежными кинематическими индикаторами.