构造地质学07章劈理与线理1.

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1、第七章 劈理与线理 一、劈理 （一）劈理的类型 （二）劈理与大构造的关系 （三）劈理的形成机制和应变意义 （四）劈理的观察与研究 二、线理 （一）小型线理 （二）大型线理 （三）线理的野外研究 第七章 劈理与线理 从几何学的角度来看，任何地质构造都可以概括成面状和 线状构造。断层面、节理面褶皱轴面以及劈理、片理、片麻 理等都属于面状构造(统称面理)；褶皱枢纽、定向柱状矿物 、各种构造面的交线都属于线状构造(又称之为线理)。面状 和线状构造是地壳中广泛发育的重要构造现象，也是构造研 究中最基础的研究对象和构造标志。 面理和线理的成因多样，类型繁多。本章主要讨论面状和 线状构造中比较广泛发育的两大

2、类型劈理和线理 第七章 劈理与线理 一、劈 理 从面理的形成和发育过程分析，可分为原生面理和次生面理 两大类： 原生面理沉积岩中的层理、韵律层及岩浆岩中的成分分 异层、流面等； 次生面理变形变质作用中形成的劈理、片理、板理、千 枚理、片麻理、糜棱面理等。 面理的狭义概念是指次生面理具有透入性的面状构造， 即劈理、片理和片麻理等小型面状构造，而原生面理和诸如断 层面、节理面等大型面状构造均不包括在狭义面理构造之中。 面理(Foliation)亦译为剥理、叶理，也是次生、小型面 状构造的含义。 劈理构造是面理构造的最常见和最基本的类型，本节将作为 重点以予介绍。 第七章 劈理与线理 面状和线状构造

3、都可以分为“透入性”和“非透入性” “非透入性”(又称为“分划性”)构造以不连续面分散的存 在于地质体中、变形只集中在不连续面本身及其附近、并把均 匀连续的地质体化成若干部分的构造(如断裂)。这些构造仅仅 产于地质体的局部或只影响其个别地段。 “透入性”构造地质体中均匀连续弥漫的构造(现象)，反 映地质体的整体发生并经历了一度变形或变质作用。 第七章 劈理与线理 透入性和非透入性的概 念是相对的。在小型尺度 上观察是透入性构造，而 从微型尺度上看，则可能 是分划性构造。比如，我 们在野外所用肉眼观察的 某些断层群、节理群是分 划性构造，但从遥感角度 (航片、卫片)看，它们就 属于透入性构造。

4、第七章 劈理与线理 劈理的概念 劈理是一种将岩石按一定方向分割成平行密集的薄 板或薄片的构造。发育于强烈变形的岩石中，具有明 显的各向异性的特征，发育状况与岩石中片状矿物的 含量及其定向程度密切相关。 具有劈理的岩石都有一组密集的潜在破裂面(劈理面 )，在微观尺度上，劈理面并非一个简单的裂面，而是 一条由矿物晶带和裂缝组成的三维空间实体。 第七章 劈理与线理 劈理的结构 劈理的基本微观特征之一是具有域结构，也是劈理的 最重要结构，表现为岩石中劈理域和劈石域相间排列。 劈理域 由层状硅酸盐或不溶残余物质富集成平行或交 织状的薄条带或薄膜，原岩的组构已被强烈构造，矿物 和矿物集合体的形态或晶格具有

5、显著的优选方位。 微劈石域 夹于劈理域之间的区域，由窄的平板状或透 镜状的微劈石岩片组成，微劈石岩片的岩石仍然基本保 留了原岩的矿物成分和组构。 劈理域和劈石域之间的边界可以是截然的，也可以是过 渡的，两者紧密相间，使岩石显出纹理(劈理)。 第七章 劈理与线理 劈理的结构 劈理域和微劈石域特征 劈理域微劈石 域 第七章 劈理与线理 （一） 劈理的类型 劈理分类和命名方案很多，目前常用的分类有两种： 1. 传统分类根据劈理的结构及其成因。 流劈理 破劈理 滑劈理 2. 结构形态分类根据劈理化岩石内劈理域结构及其能识别的 尺度。由鲍威尔(Powell,C.McA.1979)提出，盛行于欧美国家。

6、连续劈理 不连续劈理 第七章 劈理与线理 1.流劈理(基本概念) 流劈理是变质岩中最 常见的一种透入性面状 构造，由片状、板状或 扁圆状矿物或其集合体 的平行排列而成，具有 使岩石分裂成无数薄片 的性能。 第七章 劈理与线理 流劈理的基本特征： 流劈理是岩石在变质 固态流变过程中新生的 平行面状构造，岩石内 部组分发生压扁、拉长 、旋转和重结晶作用的 结果。表现在沿劈理 面的微剪切作用层 理纹位移、包体或斑晶 的旋转等；沿劈理面 的伸长和垂直劈理面缩 短的压扁变斑晶周 围的压力影，先存矿物 集合体、卵砾、鲕粒等 的压扁。 板劈理的显微构造特征 第七章 劈理与线理 流劈理的成因： 流劈理的成因存

7、在两种不同的解释： 压扁作用 流劈理出现在变形椭球体AB面上，变形变 质过程中压溶重结晶占主导作用。岩石在垂直劈理方 向受力挤压时，易溶矿物发生溶解或溶蚀从平行劈理面 方向的叶片层中迁移或拉长，难溶物质也相应在叶片层 中聚集，形成新生重结晶片状矿物定向。因而流劈理面 是“挤压应变面”。 差异性塑性流动作用 流劈理面滑动方向与最大主应力 斜交。平行于劈理的拉伸和垂直于劈理的压扁实际上是 两个方向共轭剪切变形的综合反映。在两个方向同等发 育的情况下，岩石沿平行两个剪切面之间的锐夹角平分 线方向上的拉长和钝角平分线方向上的缩短。形成菱形 网络状的劈理结构和透镜状的劈石。 第七章 劈理与线理 2.破劈

8、理 破劈理是岩石中的 一组密集的平行状破 裂面。一般与岩石中 矿物的排列方向(定 向)无关，呈微细裂 隙，有时为细脉充填 。微劈石厚度1cm 。实际上破劈理就是 密集的节理。但其密 集程度和平行定向性 比节理更强。 第七章 劈理与线理 破劈理的成因： 破劈理多数发育在轻微变质或不变质的岩石中，微劈 石一般均无先存的鳞片变晶结构。因此一般认为破劈理是 沿岩石变形的最大剪应力作用面发育而成的剪裂面。尤其 发育在褶皱翼部的顺层破劈理和平行断层的破劈理清楚地 反映了其形成的剪切机制，所以破劈理的力学性质为剪性 。但某些发育在褶皱转折端的破劈理应属于张裂作用或压 扁基础上的弹性回跳作用的结果。 第七章

9、劈理与线理 3.滑劈理的基本概念 滑劈理(又称之 为应变滑劈理、折 劈理、折劈) 是发 育在先存鳞片变晶 结构的板岩、千枚 岩及云母片岩中的 一组切过先存流劈 理的差异性平行滑 动面(带)。滑动面( 带)中矿物具新的定 向排列。这种新的 定向既可以是先存 片状矿物被重新定 向，也可以是沿滑 动面重结晶的新生 矿物的定向排列。 第七章 劈理与线理 滑劈理的基本类型 根据微劈石结构特征，滑劈理分为三种类型： 膝折式(A) 揉皱式(B、C) 挠曲式(D、E) 第七章 劈理与线理 滑劈理的成因： 滑劈理的成因有不同的认识： 向同一方向挠曲的滑劈理是叠加作用的结果 一组与主压应力轴斜交的切过早期流劈理的

10、剪切 面。这种成因的滑劈理构造在自然界中是最常见的 。 揉皱式滑劈理是递进变形产生的劈理在剪 切破裂基础上随应力持续作用和微劈石不断的压扁 ，造成劈理面从最大剪应力作用面向最大挤压面偏 转。 第七章 劈理与线理 4. 连续劈理 连续劈理特征是矿物在岩 石中均匀分布、全部定向 ，劈理域的宽度极小，只 有借助显微镜才能分辨劈 理域和微劈石的劈理。 连续劈理的另一层含义 是：“透入性”更强，以至 于整个岩石都被劈理所弥 漫。连续劈理包括板劈、 千枚理和片理，流劈理也 属连续劈理。 第七章 劈理与线理 5. 不连续劈理 不连续劈理特征是矿物 在劈理域中定向，劈理域 在岩石中具有明显的间隔 ，肉眼即可分

11、辨劈理域和 微劈石的劈理。 “透入性 ”相对较弱，岩石只有劈 理域部分被劈理弥漫。不 连续劈理包括褶劈理和间 隔劈理，破劈理和滑劈理 即为不连续劈理。 第七章 劈理与线理 （二） 劈理产出的构造背景(与大构造关系) 劈理作为岩石变形的产物，其形成不仅与地壳较深层 次的变形变质作用相关；而且，与褶皱、断裂(剪切带)和 区域流变构造在几何上和成因上有着密切的关系。研究这 种关系，对查明大型构造的形态和形成机制、大型构造变 形的构造环境以及变形岩石的力学行为等都具有重要的意 义。 以下将着重讨论与褶皱有关的轴面劈理、与成层构造 有关的层间劈理和顺层劈理、与断层有关的劈理和区域性 劈理。 第七章 劈理

12、与线理 1.轴面劈理 指产状平行或大致 平行褶皱轴面的劈理 。发育在强烈褶皱的 岩层中，大多为流劈 理和片理。 轴面劈理形成于褶 皱作用过程的中晚阶 段，是强烈压扁作用 和剪切流变作用的结 果。劈理面是典型的 挤压变形面。 第七章 劈理与线理 2. 层间劈理 是一种受岩性和层 面控制的。产状与层 理斜交的劈理。受岩 性影响显著强硬 层中劈理发育较差， 重结晶程度低、劈理 密度小、劈理域窄， 以破劈理为主；软弱 层中发育较强，流变 特征明显，劈理密度 大、劈理域宽，以流 劈理为主。 岩性差异还造成劈 理出现折射现象。 第七章 劈理与线理 层间劈理常在褶 皱中组合成正扇型 和反扇型劈理。这 种组合

13、形成与弯滑 褶皱作用有关 弯滑褶皱作用引起 翼部层间剪切，形 成一组与层理大角 度相交的破劈理， 在转折端形成拉张 裂隙(破劈理)，两者 组合成正扇型破劈 理；弯流褶皱作用 却使软弱岩层发生 向转折端的塑性流 动形成反扇型流劈 理组合。 第七章 劈理与线理 3. 顺层劈理 顺层劈理一般指宏观上与岩性界面近平行的劈理。随岩层的弯曲而弯曲，如在褶皱中 作为变形面随褶皱而弯曲。顺层劈理是岩石在变质作用下的塑性流变过程中形成的，所以 一般为流劈理。顺层劈理随褶皱弯曲特点表明其形成于褶皱之前，是沉积变质(埋藏变质) 过程中重载重结晶作用的结果。 第七章 劈理与线理 4. 断裂劈理 断裂劈理包括断裂带 内

14、部和及其附近两盘岩 石中发育的各种劈理， 这些劈理是在断层形成 和两盘运动过程中形成 的。劈理产状与断层面 斜交或近于平行，锐角 指向对盘岩块相对运动 方向。在韧性断层带多 发育流劈理；在脆性或 脆韧性断层破碎带里 ，则多为破劈理和褶劈 理。 第七章 劈理与线理 5. 区域性劈理 区域性劈理与所在的个别构造(如断裂、褶 皱、剪切带等)无空间几何关系和成因联系， 而是以稳定的产状叠加在前期褶皱、断裂和岩 体之上。一般是在区域性构造应力作用下变形 变质过程中形成，多为流劈理和滑劈理。 第七章 劈理与线理 （三） 劈理的形成机制和应变意义 1. 劈理的形成作用 劈理形成作用是地质学家长期以来探讨的课

15、题 。经典的解释认为，原岩在压扁作用下，由于矿 物组分的机械旋转、矿物的定向结晶或沿着紧密 间隔裂隙状的不连续面的简单剪切变形而形成。 近年研究认为，劈理的形成不仅与压溶作用引起 母岩中物质迁移及岩石的体积变化有密切的关系 ，而且与岩石中矿物晶体塑性变形有关。某些还 与构造叠加作用有关(如褶劈理)。 第七章 劈理与线理 （1） 机械旋转 索尔比(1856)根据退色斑有限应变测量、板岩的岩石学研究和 粘土压缩实验提出，白云母等片状、板状矿物在变形过程发生旋 转，一直旋转到与压缩垂直的平面上。机械旋转解释了劈理域中 的片状、板状矿物定向排列的成因机制。但尚不能解释劈理域中 片状、板状矿物的集中和粒状矿物定向问题。 第七章 劈理与线理 （2） 重结晶 定向重结晶作用在板劈理形成中较为明显。板岩中的云母或 层状硅酸盐矿物的(001)面呈垂直最大压缩方向排列，由于云母 的定向生长，可能使粒状矿物呈长条状而具有优选方位，无域 结构的流劈理的形成显然与定向重结晶有关。 第七章 劈理与线理 （3） 压溶作用 压溶作用发生在垂直最大压缩方向的颗粒边缘 ，溶解出的物质由化学势能控制下向低应力区迁 移和堆积。颗粒状矿物在垂直压缩方向上被溶解 ，使其变成透镜状或长条状，形成微劈石；溶解 出的物质迁移至低应力区形成须状增生物、压力 影或分异脉。岩石中的粘土或云母等不溶残余物