周口店车厂地区节理分期配套及构造应力分析.docx

周口店车厂地区节理分期配套及构造应力分析 摘要：本文根据测量结果可以知道房山岩体在地下由南向北的移动过程中，由脆性向韧性过渡。同时，在近东西的挤压和南北的拉伸应力作用下形成了45和310方向的断层并伴有一系列受到韧性或剪切的包体。之后岩浆冷却变为脆性环境，分别在三期的应力剪切应力下形成80、10-20、290左右的剪节理。在此过程中伴随着岩浆侵入以及有石英质的物质充填。 下载 关键词：剪节理；包体；岩浆；地质发展史；构造应力 中图分类号：P618.11 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）019-000-01 一、节理的观测和数据的统计 1.数据采集。（1）观察点的选定：观察点在选择是主要依据以下几个原则：第一，具有大较平整的良好露头；第二，具构造特征明显，产状稳定；第三，节理发育良好且方向不同。因此，最终认为车厂第二个平台最利于观察。（2）观察内容：第一，观测前首先要了解了车厂地区的构造地质背景。该区位于房山岩体西部的韧性剪切带内，由于受到岩浆流动和挤压，经历了由韧性变形到脆性破裂的过程。第二，节理性质的判断。通过对节理面、节理充填物以及野外的实地观察判断该区发育的节理以剪节理为主。节理面平直且近于直立，个别存在擦痕和阶步，根据这个可以判断其错动的方向。擦痕（用手摸着较顺的方向为其错断的方向），正阶步的方向为其错断的方向。同时少量的岩脉充填可以用来确定剪切的方向，为之后的应力分析提供了依据。（3）节理的测量：由于车厂地区节理面产状近直立并且延伸方向稳定，大部分节理测量了走向，少数出露处测量了产状。经统计，共测量了220个包体和90个节理的走向。观测区域南北向最长距离为23米，东西最长距离为18米，总面积约300平方米。其中20方向节理密度为4条/米，含填充物：290节理在该区内共出露3条，无填充物。 2.数据分析及讨论。（1）节理的分期配套：首先根据野外测量统计出包体和节理的优选方向，包体的排列和拉伸方向为340350近南北向，节理共有4个优选的方位分别是1020、45、80、290，早期断层走向为310。考虑到走向为45的节理和310方向的节理数目相当。因此，45和310方向节理为相近的时期形成，由于脆性剪切力的作用，310方向的节理发育形成断层。结合节理的构造背景以及交切关系具体的分期如下：第一期发育在韧脆性状态下，由走向为45左右的剪节理及310左右节理配套成的共轭剪节理。第二期发育在脆性状态下，走向为80左右的剪节理。第三期发育在脆性状态下，走向为1020左右的剪节理，并且其中充填有长英制的岩脉。第四期发育在脆性状态下，走向为290左右的剪节理，其中充填有石英脉，错断了早期的长英质岩脉。（2）判断依据：观测区域存在大量走向为340350的包体，代表岩浆最初的侵入方向，后由于310断层的出现，将部分的包体切割，出现45节理，两组构造未出现错断或者限制现象，判断均为第一期作用。在观察区内出露20作用和80左右的节理，根据观察，20的方向节理使45方向节理发生错断，因此20方向节理判断在后期作用力下形成。同时，20方向节理延伸到80方向节理时突然终止，出现节理限制现象。因此判断80节理形成早于20节理。290方向节理明显错断20方向的节理，因此判断为第四期作用力形成。（3）应力分析：基于岩体中发育沿的沿40方向的暗色包体岩脉等发生右旋韧性剪切，计算出1的方向约为265，3的方向约为355且3方向的应力为负值，这表示统计出的暗色包体定向排列即拉伸和优选的方向一致。同时得出1的方向为共轭剪节理所成钝角的平分线，同时表明了40和310的共轭剪节理发生于脆韧性的条件下。之后的三期节理可以根据节理面平直、延伸较远等判断其发育在脆性环境之下。 3.岩浆活动次序及矿物充填。在岩浆侵入早期，暗色矿物主要由角闪石、黑云母等构成。捕掳体沿340350方向称定向排列，即为岩浆侵入方向。岩体在即将固结的时期沿310方向形成节理，并沿左行方向错开捕掳体，位移120CM。在岩浆活动的后期，即将固结的岩体沿20方向形成节理并充填有长英质岩脉，形成节理梗，在两期节理交汇处形成圆形空隙，充填成圆球状长英质小包。在岩浆活动的晚期，随着外部岩浆冷却固结和内部岩浆的再次涌动而增大了内部岩浆的压强，从而使即将固结的岩浆沿290方向形成节理并充填有石英脉，而石英脉又错断了早期沿20方向充填的长英质岩脉。 二、韧性剪切及其伴生构造 1.脆性剪切与韧性剪切：观测处脆性剪切中包体有错断，有一定位移，韧性剪切中有位移但矿物不会被拉断。 2. S-C组构：新生面理由矿物或者矿物集合体的优选方向平行于剪切带内应变椭球的XY面，即最大压缩应变面形成的，由于其形似英文字母“S”，故称为S面理；另一组新生面理是韧性剪切面理，它大致平行于韧性剪切带主边界，与相邻的S面理以很小的交角相切，由于这种面理的法文首字母“C”，所以也被称为C面理。S面理与C面理组成非对称S-C面理组构是用来判断韧性剪切带剪切运动方向的重要标志之一。 3.糜棱岩中的眼球构造：糜棱岩是韧性剪切带中形成的典型构造岩，在相同变形稳压条件下，不同矿物的变形行为不可能一致。 4.主断裂与次断裂：在走向310断层中发育次级断裂。 5. 20节理与80节理交汇处形成圆形空隙，充填圆球状长英质小包。 6.包体沿某一方向的定向排列和拉伸，岩脉受到剪切作用形成的z形、s形以及不对称褶皱，这些对于应力的分析都具有极大的帮助。 三、结论 结合周口店地区的构造背景以及交切关系，认为房山岩体在由南向北移动的过程中，由于受到外界作用（猫儿山）的阻挡而向地表抬升，并由韧性环境向脆性环境过渡，同时形成了45方向和310方向的断层，并伴生一系列脆性剪切形成的包体。在运动的过程中由于岩浆的冷却最终变成脆性