第七讲劈理与线理

1、构造地质学,主讲人：孔志岗 tele-mail :,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

2、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类型劈理和线理,第七章 劈理与线理,面状和线状构造都可以分为“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

3、、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。,一、劈理 面理（）：可由经变形、变质作用产生的矿物组分的分层、片状矿物的定向排列、拉长的条带状矿物集中成层的定向排列以及近于平行的不连续面等表现出来，常见的面理包括劈理、片理和片麻理。,第七章 劈理与线理,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，

4、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。,下面讨论的劈理和线理是在露头和手标本上（小型尺度）所看到的透入性面状构造和线状构造。,注意： （）面理（狭义）通常指在露头和手标本上（小型尺度）的次生的透入性的面状构造，而断层和大多数节理不具有露头和手标本尺度内的均匀连续分布的特点，故不能称为面理。 （）面理通常发育在变形或变质强烈的地区，故变质岩中常表现出面理。,第七章 劈理与线理,面理的显示或识别,第七章 劈理与线理,第七章

5、 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显著的优选方位。 微劈

6、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,3.劈理面 具有劈理的岩石都有一组密集的潜在的裂开面。 4.劈理域的形态及排布 （1）劈理域的平面度 按劈理域垂直断面上的形态的平直程度，平面度可分为四种：平直的、粗糙的、锯齿状的和缝合线状的。 （2）劈理的排布格式 一类是劈理域沿某一方向平行或近似平行展布的平列劈理；另一类是劈理域沿两个或以上方向展布，相互交织

7、成网状的交织劈理。,平列劈理,交织劈理,第七章 劈理与线理,5.劈理的间隔 是指两劈理面在垂直方向上的距离。也即垂直劈理断面上劈理域与微劈石宽度之和。其相对下限为0.01mm，上限定在510cm。 6.劈理域的相对宽度 一般用劈理域宽度与微劈石宽度的比，或劈理域宽度的总量在岩石测线总长所占百分率来计量。,第七章 劈理与线理,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

8、。 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。,第七章 劈理与线理,流劈理的成因：,流劈理的成因存在两种不同的解释： 压扁作用 流劈理出现在变形椭球体ab

9、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)

10、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 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、

11、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

12、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。,0.5mm,介于mm,第七章 劈理与

13、线理,连续劈理 （1）板劈理 重结晶矿物颗粒细（0.5mm），见于低级变质的泥（砂）质岩石中，板岩中最常见，常被用作屋顶的盖瓦和写字的石板。 显微尺度下：劈理域宽0.005mm，微劈石域宽0.0mm，表现为富含云母、绿泥石等层状硅酸盐 矿物平行或交织排列。高倍显微镜下：劈理面并非平直如板，而呈略带弯曲的交织状，缺乏明显优选方位。,第七章 劈理与线理,第七章 劈理与线理,（2）千枚理 矿物颗粒介于板劈理与片理之间，发育于富含泥质的板岩中，具丝绢光泽。,（3）片理 矿物重结晶程度高，发育于中、高级变质岩石中； 0.mm（110mm）；具有良好的矿物优选方位；露头上可见云母类矿物的平行面状排列，但片

14、理面往往不很平直，因此很少能平坦而完善地被劈开。 片麻理：发育于深度变质岩区，是劈理岩石高度重结晶的产物，由深浅两色矿物条带构成。,第七章 劈理与线理,片理的显微结构,片理露头,不连续劈理 劈理域之间的间隔可以在肉眼尺度上确定。分为褶劈理和间隔劈理。 （1）褶劈理 褶劈理：以一定的可见间隔切过先存连续劈理为特征，微劈石域为先存的连续劈理并被揉成微小的褶皱，褶劈理间隔一般为0.1-10mm。根据其切割形式可分为：分隔褶劈理和带状褶劈理。 ,第七章 劈理与线理,）分隔褶劈理：劈理域似断层状地突然斜截微劈石。,第七章 劈理与线理,）带状褶劈理：劈理域较宽，以与微劈石微小褶皱的紧闭的一翼相连续一致的切

15、割形式为特色。,第七章 劈理与线理,（2）间隔劈理（spaced cleavage） 发育于经过变形作用但未变质的沉积岩中，劈理面是一系列平行排列的缝合线状或光滑的裂面，在劈理与层理斜交的情况下，出现劈理面两侧被错开的现象，但劈理面常为碳质、粘土质充填，并无滑动痕迹，以前按照成因分类称作破劈理。现在研究表明：劈理面不是滑动造成，间隔劈理应为压溶成因，而非剪裂成因。,平行褶皱轴面的间隔劈理,第七章 劈理与线理,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

16、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,轴面劈理常在褶皱中组合成正扇型和反扇型劈理。这种组合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

17、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,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,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

18、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

19、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

20、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

21、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质相对富集，并在应力作用下递进旋转定向排列形成劈理域。,第七章 劈理与线理,折劈理的形成与压溶作用密切相关，先存的流劈理在顺层或与层斜交的缩短作用下发生纵弯褶皱作用，形成微褶皱。但应变状态所需的缩短作用超过只凭褶皱所达到的量时，岩石开始由压溶作用使物质溶失而缩短。沿褶皱翼部易溶的长英质被溶失，云母或层状硅酸盐的不溶残余相对富集形成劈理域。微褶皱转折端相对富集粒状的长英质矿物而成为微劈石。,第七章 劈理与线理,（4） 晶体塑性变形,变形岩石中矿物颗粒通过塑性变形作用，如位错蠕变或固态扩散蠕变，促使扁平状或长条状颗粒沿着应变椭球体xy主应

22、变面平行排列，获得晶体形态优选方位，从而构成岩石中连续的面理或流劈理。例如韧性剪切带内通常所见的条带状糜棱面理，就是这种晶体塑性变形的典型产物。,第七章 劈理与线理,2. 劈理的应变意义,有限应变测量表明，劈理一般垂直于最大缩短方向(c轴)；平行于压扁面(即平行于应变椭球体的xy主应变面)。,第七章 劈理与线理,2. 劈理的应变意义, 与褶皱同期发育的劈理大致平行于褶皱轴面。 在强硬岩层中的劈理常呈向背斜收敛的(正)扇型；在弱岩层中的劈理则呈向转折端收敛的(反)扇型。 强弱岩层相间的褶皱和岩系中，劈理以不同角度与层面相交，形成劈理的折射现象。,第七章 劈理与线理,（四） 劈理的观察与研究,面理

23、是变形岩石体中最常见的面状构造。在未变质或极低级变质的沉积岩或岩浆岩区，原生面理(如韵律层或流动面理)不仅是研究这些地区成岩作用和变形作用及其相互之间的重要参照面，而且原生面理的发育特征也为研究成岩作用过程提供了最直接的信息。相比之下，各种次生面理则主要发育于变质岩区或强烈变形岩石区。在这种情况下，正确区分原生面理和次生面理是面理观察与研究工作的第一步。 野外工作中应详细观察劈理，测量产状并标注于地质图上，采集定向标本等。工作内容涵盖以下几个方面：,第七章 劈理与线理,1. 区分劈理与层理,正确区分劈理和层理是变质岩区(尤其是浅变质岩区)地质调查的首要问题。在变质岩区，劈理的发育常常把层理所掩

24、盖，使人很容易把劈理误认为层理，将复杂的褶皱岩层当做简单的单斜岩层，其结果可能导致地层层序、岩相、厚度等诸方面得出错误的结论。 区分层理和劈理，一方面要洞察所观测到的平行面状构造是否存在原生沉积标志(如粒序层、交错层、波痕等)，特别要注意对特殊岩性和结构构造的标志层的寻找，通过较大范围的追索，区分层理和劈理之间的几何关系和空间展布规律。,第七章 劈理与线理,2. 测定劈理参数和描述劈理结构特征,精细的观察劈理的结构和几何形态，鉴别劈理域和微劈石的岩石化学、矿物成分及其相互关系，以确定劈理的类型。 在测定劈理参数和描述劈理的结构特征时，通常需要做以下的工作：劈理间隔在垂直劈理的横截面上或垂直劈理

25、面的定向标本上所观察和测定的劈理域之间的距离(即微劈石厚度)。劈理间隔分为四级：大间隔：10mm；小间隔：110mm；微间隔：0.11mm；连 续：0.1mm 劈理域形态区分劈理域是空间排列的变质矿物还是微裂隙带；注意观察劈理是交织的还是平行延伸的；以及裂面的光滑程度和晶带的连续性。这对确定劈理类型相当重要。微劈石结构区分是否有先存的平行面状构造，观察微劈石的矿物组成、定向性以及膝折、挠曲、揉皱等结构。,第七章 劈理与线理,3. 观察和测量劈理与层理的产状关系,建立劈理与层理的空间几何关系，可以帮助确定地层序列(正常倒转与否)和构造(褶皱)部位。 如果劈理与其所在褶皱是同期纵弯褶皱作用产生的，

26、 劈理与层理有以下关系：,劈理与层理所交锐角指示相邻岩层运动方向。如果劈理位于纵弯褶皱的一翼，则其向上锐角指示相邻岩层向背斜顶部运动 根据纵弯褶皱的层间滑动规律，如果岩层倾向与劈理倾向相反或两者倾向相同但岩层倾角劈理倾角，则岩层层序是正常的；如果两者倾向一致而岩层倾角劈理倾角，则岩层层序是倒转的。,第七章 劈理与线理,褶皱两翼的劈理或与褶皱轴面平行、或以轴面呈对称面而对称分布。,如果褶皱是圆柱状的，则层理与劈理的交线与所在区段的褶皱枢纽平行，都代表褶皱变形时的中间应变轴。,第七章 劈理与线理,4. 观察劈理与岩性之间的关系和劈理化岩石的应变状态，确定岩石变形机制和构造环境,利用天然露头上劈理显

27、示特征，推断岩石变形的形成机制和变形的环境。观察中应注意：观察劈理所在岩石的性质及岩层的厚度，确定劈理类型，测量劈理与层理之间的夹角和劈理间隔，描绘劈理的折射和弯曲；测量劈理面上的压力影、变形化石、鲕粒等应变现象，推测三个主应变轴方位，分析岩石变形强烈程度，了解岩石变形机制。结合变质岩石学的研究，观察劈理卷入重结晶的程度，研究同一组分岩石变质深浅程度和相应劈理在空间上的分带现象，揭示劈理的生成条件和埋藏深度。,第七章 劈理与线理,5. 观测劈理之间的交切关系、确定劈理之间的相对发育顺序，建立劈理发生发展序列,每一期劈理的出现代表一次构造事件，因此，分析劈理的叠加关系及其劈理形成先后顺序对建立构

28、造发展序列具有重要的意义。相交切的劈理中，一般被切割劈理形成时代早，切割其它劈理的劈理形成晚。,第七章 劈理与线理,二、 线 理 线理是岩石中发育的一般具有透入性的线状构造。作为描述性术语，泛指岩石内部和表面的各种平行线状构造，其规模主要是露头级及更小规模级别。根据成因，线理也包括原生线理和次生线理，前者是在成岩过程中形成的线理(如岩浆岩中的流线)；后者是在构造变形中形成的线理构造，包括各种小型透入性变形线理和大型线理(如石香肠构造、窗棂构造、干状和“铅笔构造”等)，大型线理构造一般不具有透入性。,线理是构造运动的重要遗迹，它对指示构造变形时物质运动的方向有重要的构造意义。根据物质运动方向及与

29、主应变轴关系进行分类 a 线理平行于运动方向（单剪时形成） a 线理平行x轴（最大应变轴）的a线理（拉伸-挤压下形成） b 或b平行于中间应变(y)轴,第七章 劈理与线理,第七章 劈理与线理,（一） 小型线理1. 拉伸线理,拉长的岩石碎屑、砾石、鲕粒、矿物颗粒或矿物集合体等平行定向排列显示的线理构造。主要是岩石组分变形时发生塑性拉长而形成的，其拉长方向与最大应变轴x轴方向一致，因此，是一种a线理。,第七章 劈理与线理,第七章 劈理与线理,2. 矿物生长线理,由针状、柱状矿物等顺其长轴的定向排列而成的线理。是岩石在变形变质作用中矿物在引张方向重结晶生长的结果。因而矿物及纤维生长的方向往往指示岩石

30、重结晶或塑性流动的拉伸方向，一般平行于最大应变轴。也是一种a线理。,花岗闪长岩中的角闪石生长线理(西昆仑山柯岗),第七章 劈理与线理,3. 皱纹线理,由先存面理上微细褶皱的枢纽的平行排列所构成的线理。微细褶皱的波长和波幅小于数厘米，一般以mm计。皱纹线理的方向与其所属的同期大型褶皱的枢纽方向一致，主要出现在具有先存鳞片变晶结构的岩石中。,第七章 劈理与线理,4. 交面线理,由两组面理相交或面理与层理相交形成的线理。平行同期大型褶皱的枢纽方向。,第七章 劈理与线理,（二） 大型线理 变形变质岩石中发育的一般不具有透入性的独特形态粗大线理。如果从大尺度上观察，也可以看作是透入性的。1. 石香肠构造

31、 石香肠构造又称为布丁构造(boudinage)不同力学性质互层的岩系受垂直或近垂直岩层挤压形成的一种形似香肠的构造。其形成的重要条件之一是岩系中的岩石互相之间存在明显的韧性差。当受挤压时，软弱层被压向两侧产生塑性流动，而强硬层不易塑性变形被拉伸至致拉断，形成断面上形态各异、平面上呈平行排列的长条状岩块段，因岩块段形如香肠而故名。岩块段之间的间隔由软弱层塑性岩石呈褶皱楔入，或由变形过程中分异出的物质所充填。,第七章 劈理与线理,石香肠构造的要素： 描述和测量石香肠构造三度空间(剖面和层面方向)的几个要素：,长度(b)代表局部的中 间应变轴(y轴)宽度(a)拉伸方向(x轴)厚度(c)压缩方向(z

32、轴)横间隔(t)纵间隔(l) 其中石香肠的长度方向是应变椭球体的中间应变轴，因此石香肠是一种b线理。,第七章 劈理与线理,石香肠构造的应变状态： 石香肠构造三度空间形态和变化反映不同的应变状态：当应变处于单向拉伸的平面应变状态(即1 21 3)，则强硬层只发育一组石香肠构造；当应变处于双向拉伸的平面应变状态(即1 2 1 3)，强硬层向两个方向张裂形成“巧克力方盘”式石香肠构造；,第七章 劈理与线理,石香肠构造的(横断面)形态特征： 矩形、梯形、藕节状和不规则状,石香肠形态特征a：矩形；b：梯形；c：藕节状,第七章 劈理与线理,石香肠的横断面形态特征主要取决与两个因素： 岩层之间的粘度(韧性)

33、差；强硬层所受拉伸作用的强弱。当岩层间韧性差很大时，最强硬层在应变很小时就出现张裂而分离，形成矩形石香肠；当岩层间韧性差中等时，较强硬层先发生明显的变薄和细颈化，进而被剪裂而拉断，形成菱形或透镜状石香肠；当岩层间韧性差很小时，则相对强硬层只发生肿缩，而不出现断裂，形成藕节状石香肠； 软弱层的塑性流动使石香肠边缘受剪切作用改造，原为矩形状的石香肠也可变成桶状和透镜状，两端呈鱼嘴状。,第七章 劈理与线理,石香肠构造的成因分类： 石香肠的横断面形态特征与拉断裂面的力学性质有关强硬层初始断裂的性质和方向，据此可将石香肠构造作如下的(力学)成因分类：,（1） 张裂型石香肠构造 由垂直于层面的脆性张裂拉开

34、，单个石香肠四方柱状，断面形态呈矩形，平行褶皱枢纽排列。拉开接合部的低压空间常被分异脉或褶皱楔入。,第七章 劈理与线理,（2） 剪裂型石香肠构 由斜交层面的脆性剪切破裂切开，单个石香肠呈菱形或平行四边形断面的斜方柱状，平行褶皱枢纽排列，断面形态呈菱形、梯形。接合部的低压空间有不对称褶皱楔入。,第七章 劈理与线理,（3） 粘滞型石香肠构造 由岩层平均韧性较高其中相对强硬的岩层受拉伸而形成。较强硬岩层因拉伸流动首先造成缩颈，进而断裂形成石香肠，断面形态呈藕节状、透镜状等。,第七章 劈理与线理,（4） 褶皱型石香肠构造 由岩层平均韧性更高条件下，其中相对强硬的岩层强烈褶皱基础上而形成。有的强硬层是粘

35、滞拉断后，被软弱物质流动而牵动，进一步弯曲或旋转、扭动，形成形态极不规则的揉皱(如无根褶皱)。,第七章 劈理与线理,2. 窗棂构造 是强烈褶皱岩层中发育的一种大型线理构造，由强硬层所组成的形似一系列半圆柱形或波状起伏的浑圆状棂柱。棂柱有时被磨光，并蒙上一层云母等矿物薄膜。多沿强弱岩层相邻的硬岩层一侧的界面上发育，由强硬岩层的卷曲形成一系列宽而圆的背形和尖而窄的向形构成；软弱层总是以尖而窄的向形嵌入强硬层，强硬层呈圆拱状背形突出于软弱层，从而铸成一系列圆柱状的肿缩式窗棂构造。棂柱上还可以发育次一级的棂柱，并平行于高一级棂柱。 窗棂构造与石香肠构造不同，前者反映沿平行层面的缩短；而后者反映垂直层理

36、的压缩。窗棂构造的长轴与石香肠的长轴一样，都代表应变椭球体的中间应变轴(y轴)，所以窗棂构造也是一种b线理,第七章 劈理与线理,窗棂构造按其形态和成因可分为以下几类：,（1） 节理型窗棂构造 变形受纵张节理控制，经常发育在较厚的强硬岩层褶皱转折端部位。也就是尖而窄的向形是由节理切割成的。,第七章 劈理与线理,（2） 肿缩型窗棂构造 岩层受顺层挤压缩短时，在与软弱岩层接触的较厚(强硬)岩层层面上铸起的波状背形；软弱岩层则在背形之间相应发生紧闭的向形楔入。,第七章 劈理与线理,（3） 褶皱型窗棂构造 主要发育在大套强韧性岩层中较薄的相对强硬层中的一系列小型圆柱状寄生褶皱。,第七章 劈理与线理,3.

37、 杆状构造,由石英、方解石等单矿物或其它成分单一的强硬岩石组成的比较细小的棒状体。杆状体常成带成束的产于变质岩层中小褶皱的转折端部位。它不同于窗棂构造在于多数杆状体是由变形过程中同构造期分泌物质组成，从岩石中分泌出后集中在层理面上。它是强烈变形和变质分异作用的联合产物，是垂直褶皱枢纽方向作碾滚的结果，也是一种b线理。,第七章 劈理与线理,4. 铅笔构造,是轻微变质的泥质或粉砂质岩石中发育的使岩石劈成铅笔状长条的一种线状构造。据其形成作用分为： 交切面铅笔构造通常是透入性劈理(或剪切面)与层面相交而成。这种铅笔构造具有较规则的断面形态，平行于同期褶皱的褶轴；压实与变形共同作用形成的铅笔构造初始泥

38、质(粉砂质)沉积物在垂层压实作用下，孔隙水的排逸引起原始沉积物体积损失，形成单轴旋转扁球体型应变；其后的构造变形中由于平行层面的压缩和沿垂直方向的拉伸，使岩石形成单轴旋转长球体型应变；这是片状、柱状和针状矿物发生旋转，顺x轴方向定向排列，致使岩石沿x轴方向易于劈开，破裂成大小不一的碎条(形似铅笔)。 铅笔构造长轴平行有限应变椭球体的x轴，因此它是一种a线理。,第七章 劈理与线理,（三） 线理的观察与研究,随着变质岩构造解析方法的推广，线理在解决构造的几何学和运动性方面的重要意义已经得到了人们的重视，线理作为一种一维的变量，能够较好地反映岩石变形和变质过程中物质运动的方向。线理总是位于运动面之上

39、，其长轴方向或与物质运动方向平行或与物质运动方向垂直，清楚地指示着主要运动方向。因此，通过大量线理的层理和鉴别，有助于分析大型构造的形成方式和过程。 线理常常赋着在面理之上，因此，线理的观察与面理的观察以及小型构造的研究一般同步进行。观察线理的要点如下：,第七章 劈理与线理,1. 区分原生线理和次生线理、测量产状数据,在变形岩石中，除了次生的线理构造外，还残存原生的线理构造，如砾石的原生定向排列、岩浆岩的流线等，因此，在野外地质观察中，首先要区分原生线理和次生线理。注意线理展布规律与地质体的关系。但区分出次生线理后，还要划分线理的类型，认识线理的构造性质，确定其成因(剪切、拉伸、碾滚)。 线理

40、的空间方位的确定是识别线理类型和确定它与大型构造几何关系的关键，所以要测量线理的产状指向、倾伏角和侧伏向、侧伏角。,值得注意的是，在测量线理产状时，切忌把任意露头面上见到的相互平行的迹线当作线理。线理只有在面理面上的线状迹线才是真正的线理。只是在面理面(s0)上看到的拉长矿物的集体的定向排列，才是真正的线理，其它切面上的线状方向或 “长轴”的定向排列都不是真正的线理。,第七章 劈理与线理,2. 正确进行线理定向、确定线理的运动轴型,线理是构造运动学的重要标志之一。它既能够指示构造变形物质的运动方向，也能用于分析构造应变场内岩石的有限应变状态。分析中多采用桑德尔(b.sander 1926)坐标系统. 在挤压、拉伸和压扁的情况下，构造