变形机制是指岩石在内部物理及部分化学作用过程中发生的变形现象。地表环境下岩石易发生脆性破裂,而地质条件下主要表现为
塑性变形,包括粒内滑移、变形双晶及粒间相对运动等机制。熔体可诱发
断层作用,强化
碎裂流动、位错蠕变和
扩散蠕变,主导机制取决于应变速率与熔体含量。
斜长石在高温条件下优先发生塑性变形,
钾长石则伴随出溶现象,
结构水含量和粒度变化会引发变形机制转化。
①组成岩石的各矿物颗粒本身的变形,称为粒内变形机制,包括晶内滑移,变形双晶,扭折,变形纹以及由晶内缺陷(如位错)所引起的永久变形。粒内变形主要是结晶体的变形。粒内变形机制的活动与矿物组分的活动程度、晶体种类及外界条件有关,不同矿物成分组成的岩石在相同外界变形条件下有不同的表现。
②组成岩石的各矿物颗粒之间组合方式的变化,称为粒间变形机制,包括矿物颗粒之间相对位置的改变以及结晶体的方位转向和定向排列等,统称为结构变化。不同的岩石有不同的结构,甚至有由同种矿物组成的不同结构的岩石,在相同的外界变形条件下也有不同的表现。当岩石的结构致密不易松动时,岩石的变形主要由粒内变形机制承担。当岩石的结构松散而矿物颗粒较难变形时,岩石的变形则主要由粒间变形机制承担。大多数岩石变形时,粒内变形机制和粒间变形机制往往同时起作用。
此外,也有人认为局部相变,例如局部压溶、熔融而产生流体,流体的作用也是一种变形机制。矿物之间孔隙中的任何液体(地下水、压溶液体、熔融液体)对变形都有明显的影响。其作用方式主要是润滑作用、水化作用和水离解后氢离子和氢氧根离子对各种矿物晶键的软化作用。在低应变速率的条件下,初次应变后岩石产生的结构变化往往有利于进一步应变。这样,经过长期缓慢的变形作用,岩石会变得更加容易变形,称为应变软化现象。重结晶作用可以同时改变矿物的粒度和矿物的形态,变形过程中重结晶作用的结果会产生一系列有利于变形的粒度和形态。糜棱岩是在固态条件下经强烈流变而形成的构造岩,其应变速率大约低于10-14/秒。所以岩石的塑性变形机制实际上是一种固态流变机制。