Modes and scales of strain localization at the brittle-viscous transition were investigated in the Northern Shear Belt, Cap de Creus, NE Spain. Field and microstructural investigations revealed that the formation of decametre-wide mylonitic shear zones involved pressure- and temperature-sensitive deformation mechanisms. On the meter-scale, the formation and growth of mylonitic shear zone were characterized by precursory brittle fracturing and a strain- dependent brittle-viscous transition. Where shear zones interconnected and formed decameter-wide networks, fracturing was transitional to grain-size sensitive creep. As the shear zones that constitute these networks widened, the strain distribution was homogenized within the initial limits of the networks. Thereby decameter-wide shear zones formed, whose deformation was governed by a combination of viscous deformation mechanisms involving dislocation and diffusion creep. Multiscale analyses proofed that the scale- dependence of deformation mechanisms in combination with the scaling of pre- existing mechanical anisotropies, that characterize the country rock, control the spatial evolution of shear zones as they grow from millimeter- to kilometer scales.
Diese Untersuchung beschäftigt sich mit der Art und den Maßstäben von Verformungslokalisierung innerhalb des Northern Shear Belt am Cap de Creus in NE Spanien. Feld- und mikrostrukturelle Untersuchungen haben gezeigt, dass die Entstehung von mächtigen mylonitischen Scherzonen, die den Northern Shear Belt bilden, eng mit Übergängen zwischen druck- und temperatursensitiven Verformungsmechanismen zusammenhängt. Die Entstehung und das Größenwachstum von mylonitischen Scherzonen auf dem Metermaßstab waren von initialem spröden Brechen und einem verformungsbedingten Übergang hin zu mylonitischer Scherung gekennzeichnet. Spröde Brüche stellten dort, wo sich Scherzonen verbanden und Netzwerke bildeten, Vorläufer zu Scherzonen dar, in denen Verformung von viskosem Korngrenzgleiten dominiert wurde. Mit zunehmendem Breitenwachstum der vernetzten Scherzonen homogenisierte sich die Verformungsverteilung innerhalb der initialen Grenzen des Netzwerkes. Die Deformation in den dadurch gebildeten zehnermetermächtigen Scherzonen wurde von kombiniertem Dislokations- und Diffusionskriechen kontrolliert. Multiskalenanalysen haben gezeigt, dass die räumliche Entwicklung von Scherzonen während ihres Wachstums vom Millimeter- zum Kilometermaßstab von der Maßstabsgebundenheit der Verformungsmechanismen und den Maßstäben von präexistierenden mechanischen Anisotropien im Gestein kontrolliert wurde.
