构造地质学 09章-变质岩构造研究

1、 内容：内容： 变质岩区构造的基本特点变质岩区构造的基本特点 特点特点 成层构造成层构造 叠加褶皱叠加褶皱 韧性断层韧性断层 2. 2. 变质岩区的构造解析变质岩区的构造解析 内容及步骤内容及步骤 地质制图地质制图 数据分析数据分析 模式建立模式建立 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强3 对变质岩区的构造的认识长期以来存在两种对立的观点。对变质岩区的构造的认识长期以来存在两种对立的观点。 一种观点认为：一种观点认为：构造简单，构造型式多为平缓褶皱或巨型构造简单，构造型式多为平缓褶皱或巨型 单斜构造。而露头上所见到的复杂多样的小型褶皱并不代表变单斜构造。而露头上所见到的复杂多样的小

2、型褶皱并不代表变 质岩区构造主体的面貌；质岩区构造主体的面貌； 另一种观点认为：另一种观点认为：构造复杂，经历了长构造复杂，经历了长( (多多) )期的地质历史期的地质历史 进程和各种构造进程和各种构造- -热事件，在每一次构造热事件，在每一次构造- -热事件过程中都产生热事件过程中都产生 了一系列新生的与变质作用有关的构造。了一系列新生的与变质作用有关的构造。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强4 一、一、 变质岩区构造的基本特点变质岩区构造的基本特点 （一）变质岩区构造有如下几个特点：（一）变质岩区构造有如下几个特点： l新生变质构造广泛出露新生变质构造广泛出露 在变质岩石中

3、出现残余在变质岩石中出现残余( (变余变余) )构造与新生构造共存。构造与新生构造共存。 残余构造残余构造( (变余构造变余构造) )：原生构造或变质：原生构造或变质- -变形前期构造经变质和变形前期构造经变质和 变形作用改造后，仍然残存其原来特征的构造；变形作用改造后，仍然残存其原来特征的构造； 新生构造新生构造( (变质构造变质构造) )：在变质和变形作用下新产生的构造在变质和变形作用下新产生的构造 新生变质构造具有两个特点：新生变质构造具有两个特点： 排列和分布的规律性排列和分布的规律性 新生构造与变形岩石的矿物内部粒子排列的一致性新生构造与变形岩石的矿物内部粒子排列的一致性 2021-

4、7-15构造地质学构造地质学-李强李强5 l 韧性变形的主导性韧性变形的主导性 地壳较深处的部位的地壳较深处的部位的 岩石在高温高压的变质岩石在高温高压的变质 变形情况下，岩石力学变形情况下，岩石力学 行为转变为韧性，因此行为转变为韧性，因此 变质岩石中的构造在不变质岩石中的构造在不 同深度同深度( (层次层次) )有着与之有着与之 相适应的变形构造。相适应的变形构造。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强6 在深构造层次里，岩层层理已经丧失了主运动面在深构造层次里，岩层层理已经丧失了主运动面( (褶皱滑动面褶皱滑动面) )的的 作用，而被轴面劈理取代，产生被动剪切褶皱；强硬夹层形

5、成紧作用，而被轴面劈理取代，产生被动剪切褶皱；强硬夹层形成紧 闭复杂褶皱构成闭复杂褶皱构成“折叠层折叠层”构造。构造。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强7 在更深构造层次里，岩石的变形与中高级变质作用、混合岩化在更深构造层次里，岩石的变形与中高级变质作用、混合岩化 及深熔作用交织于一体，形成区域性片麻理和混合岩化脉岩构及深熔作用交织于一体，形成区域性片麻理和混合岩化脉岩构 成的流动肠状褶皱。成的流动肠状褶皱。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强8 在更深构造层次里，断裂表现为韧性剪切带，出现在变质岩区中的在更深构造层次里，断裂表现为韧性剪切带，出现在变质岩区中的

6、狭窄的高应变片理带、变晶糜棱岩带、顺层滑脱剪切带等。狭窄的高应变片理带、变晶糜棱岩带、顺层滑脱剪切带等。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强9 l 变形变质的多期性变形变质的多期性 变质岩区的构造一般都经历过多期变形和变质，造成不同世变质岩区的构造一般都经历过多期变形和变质，造成不同世 代、不同格局和不同样式的构造相互叠加，形成复杂的交叉干代、不同格局和不同样式的构造相互叠加，形成复杂的交叉干 扰图象。扰图象。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强10 l 构造型式与岩石变形时代的密切性构造型式与岩石变形时代的密切性 变质岩区大型构造型式与地壳演化进程密切相关，不同变

7、质岩区大型构造型式与地壳演化进程密切相关，不同 地壳发展阶段的变质岩构造型式各自有着独特的构造样式：地壳发展阶段的变质岩构造型式各自有着独特的构造样式： 1)1) 在太古代深变质岩系中的主要构造型式是花岗在太古代深变质岩系中的主要构造型式是花岗- -片麻岩片麻岩 穹隆或片麻岩穹隆。穹隆或片麻岩穹隆。 2) 2) 在元古代及其之后的造山带中的变质构造，却以狭长在元古代及其之后的造山带中的变质构造，却以狭长 的浅变质褶皱构造带为主，在这些强应变的构造带里，构造的浅变质褶皱构造带为主，在这些强应变的构造带里，构造 作用往往先于变质作用。作用往往先于变质作用。 研究变质岩区的构造必须与变质作用、变质相

8、和变质带研究变质岩区的构造必须与变质作用、变质相和变质带 的研究紧密结合起来，尤其在混合岩化及深成变质岩区应当的研究紧密结合起来，尤其在混合岩化及深成变质岩区应当 特别注意。特别注意。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强11 变质岩层的成层构造变质岩层的成层构造 成层构造是产生褶皱变形的必要前提。但对具有成层构造是产生褶皱变形的必要前提。但对具有双重构造双重构造 的变质岩层褶皱来讲，它除了以的变质岩层褶皱来讲，它除了以原生成层构造原生成层构造( (如层理如层理) )作为变作为变 形面以外；也可以以形面以外；也可以以次生面理次生面理( (劈理、片理劈理、片理) )作为变形面产生褶作

9、为变形面产生褶 皱。因此卷入面理褶皱的变质岩层无论在厚度上还是产状上都皱。因此卷入面理褶皱的变质岩层无论在厚度上还是产状上都 与普通沉积岩层褶皱存在很大的差异。与普通沉积岩层褶皱存在很大的差异。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强12 1.1.变质成层构造的认识变质成层构造的认识 “继承继承”观点认为观点认为：具有层状构造的面理是原生沉积岩层或火：具有层状构造的面理是原生沉积岩层或火 山岩层在上覆岩层重力作用下，在变质作用过程中顺原生层理山岩层在上覆岩层重力作用下，在变质作用过程中顺原生层理 重结晶形成。因此面理与层理一致，称为重结晶形成。因此面理与层理一致，称为顺层面理顺层面理

10、 “置换新生置换新生”观点认为观点认为：单纯的静载负荷作用不足以使原生：单纯的静载负荷作用不足以使原生 沉积岩层或火山岩层形成面理，变质岩层构造是构造沉积岩层或火山岩层形成面理，变质岩层构造是构造-热事件热事件 的产物。顺层面理，的产物。顺层面理，实质上是早期紧闭褶皱的轴面面理实质上是早期紧闭褶皱的轴面面理，或，或 是是先存层理或面理在强烈的褶皱过程中发生构造置换的结果先存层理或面理在强烈的褶皱过程中发生构造置换的结果。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强13 2. 2. 构造置换构造置换 构造置换构造置换- -岩石的一种先存构造在经过递进变形之后，被岩石的一种先存构造在经过递进

11、变形之后，被 另一种构造所代替另一种构造所代替( (取代取代) )的现象。的现象。 在变形地质体的演化过程中，最常见和最重要的是面状在变形地质体的演化过程中，最常见和最重要的是面状 构造的置换，线状构造也随之相应发生置换。构造的置换，线状构造也随之相应发生置换。 面状构造的置换首先是层理的置换面状构造的置换首先是层理的置换- -原生层理在褶皱发育原生层理在褶皱发育 过程中被新生轴面劈理或轴面片理所置换。过程中被新生轴面劈理或轴面片理所置换。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强14 层理的置换通过三个变形阶段完成：层理的置换通过三个变形阶段完成： 早期阶段：早期阶段： 原始层理原始

12、层理S S0 0作为运动作为运动 面，在递进的褶皱过程中发面，在递进的褶皱过程中发 生弯曲，并越来越紧闭；进生弯曲，并越来越紧闭；进 而产生近于平行褶皱轴面的而产生近于平行褶皱轴面的 劈理或片理。但此时层理仍劈理或片理。但此时层理仍 然基本保持着连续性，只显然基本保持着连续性，只显 示初步或部分的置换。示初步或部分的置换。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强15 中期阶段：中期阶段： 随挤压的加强，两翼层理随挤压的加强，两翼层理 ( (S S0 0) )的产状与新生的褶皱轴面的产状与新生的褶皱轴面 的劈理或片理的劈理或片理( (S S1 1) )之间的夹角之间的夹角 越来越小，强

13、硬岩层被拉断越来越小，强硬岩层被拉断- - 发生石香肠化和片内褶皱。发生石香肠化和片内褶皱。 此时原始层理的连续性已逐此时原始层理的连续性已逐 渐丧失，新生的平行面状构渐丧失，新生的平行面状构 造已开始取得主导地位。造已开始取得主导地位。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强16 晚期阶段：晚期阶段： 完全的置换使层理完全的置换使层理( (S S0 0) ) 全部破坏并消失，原有的岩全部破坏并消失，原有的岩 性单位与新生面理性单位与新生面理( (S S1 1) )几乎几乎 完全平行，造成了貌似均一完全平行，造成了貌似均一 的面理，给人以区域性正常的面理，给人以区域性正常 沉积序列的

14、假象，使真正的沉积序列的假象，使真正的 原生地层层序无法确定。原生地层层序无法确定。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强17 3. 3. 变质岩区地层系统的双重概念变质岩区地层系统的双重概念 地层系统地层系统- -指成层岩系的生成顺序指成层岩系的生成顺序。 在变质岩发育区，由于在变质岩发育区，由于“残余残余”和和“新生新生”两种成层构造两种成层构造 并存，在建立地层系统上，同沉积岩区地层学的概念有着并存，在建立地层系统上，同沉积岩区地层学的概念有着 本质的不同。应根据构造置换的程度，把地层系统明确地本质的不同。应根据构造置换的程度，把地层系统明确地 区分为沉积地层系统和褶皱变质系

15、统两个不同的范畴。区分为沉积地层系统和褶皱变质系统两个不同的范畴。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强18 沉积地层系统沉积地层系统 沉积地层系统沉积地层系统- -原生或残余的成层岩系的顺序原生或残余的成层岩系的顺序，是浅变质是浅变质 岩区里构造置换不太强烈地区的地层系统岩区里构造置换不太强烈地区的地层系统。一般原生层状构造。一般原生层状构造 保留较好，新生面状构造已经产生并局部地置换原生层理，但保留较好，新生面状构造已经产生并局部地置换原生层理，但 原生成层岩层仍保持其连续性。在这种地区，一般要求原生成层岩层仍保持其连续性。在这种地区，一般要求建立沉建立沉 积地层系统积地层系统

16、，并划分与未变质沉积岩区相同的地层单位，即以，并划分与未变质沉积岩区相同的地层单位，即以 S S0 0作为研究的参照，在此基础上研究其它构造。作为研究的参照，在此基础上研究其它构造。 当然，变质岩区建立起的地层系统毕竟经过一定程度的构当然，变质岩区建立起的地层系统毕竟经过一定程度的构 造造- -热作用影响，其地层的形态、内部结构和厚度、相变与未热作用影响，其地层的形态、内部结构和厚度、相变与未 变质变质- -变形前的地层系统肯定存在一定的差异。变形前的地层系统肯定存在一定的差异。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强19 褶皱变质地层系统褶皱变质地层系统 在变质程度深、或混合岩化变

17、质岩系中，由于构造的彻底在变质程度深、或混合岩化变质岩系中，由于构造的彻底 置换和岩石的变质重建，原生层理已经被全部破坏。因此，只置换和岩石的变质重建，原生层理已经被全部破坏。因此，只 能能按新生成层构造所分割的不同构造按新生成层构造所分割的不同构造- -岩性单元来组建地层岩性单元来组建地层。 新生褶皱变质地层系统中的各构造新生褶皱变质地层系统中的各构造- -岩石单元，虽然也沿用岩石单元，虽然也沿用 了地层学中的群、组、段等地层单位，但实际上是指一定的构了地层学中的群、组、段等地层单位，但实际上是指一定的构 造岩石组合的岩层在经历构造造岩石组合的岩层在经历构造- -热事件之后重新建造的地质实体

18、。热事件之后重新建造的地质实体。 它并不具有地层学的生成先后的关系它并不具有地层学的生成先后的关系，只有片理、片麻理褶皱，只有片理、片麻理褶皱 中的上下关系。中的上下关系。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强20 （三）（三） 叠加褶皱叠加褶皱 叠加褶皱：叠加褶皱：已经褶皱的岩层再弯曲而形成的褶皱已经褶皱的岩层再弯曲而形成的褶皱。正。正 确识别叠加褶皱是查明变质岩区构造系统及变形历史的关确识别叠加褶皱是查明变质岩区构造系统及变形历史的关 键，也是建立变质岩层层序的重要手段。键，也是建立变质岩层层序的重要手段。 1. 1. 叠加褶皱的露头型式叠加褶皱的露头型式 不同岩性层露头的排列

19、型式是发现和确定叠加褶皱的不同岩性层露头的排列型式是发现和确定叠加褶皱的 基本依据。基本依据。兰姆赛根据第二期滑褶皱叠加于三种基本位态兰姆赛根据第二期滑褶皱叠加于三种基本位态 的早期褶皱之上所产生的效应，建立叠加褶皱的三种基本的早期褶皱之上所产生的效应，建立叠加褶皱的三种基本 干扰型式：干扰型式： 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强21 第第型型 ： 第二期滑褶皱第二期滑褶皱“横跨横跨”叠叠 加于第一期水平直立褶皱加于第一期水平直立褶皱 之上，其差异滑动方向之上，其差异滑动方向( (a a2 2) ) 与第一期褶皱轴面平行，与第一期褶皱轴面平行， b b2 2与早期褶皱轴与早期褶

20、皱轴( (B B1 1) )成大成大 角度相交，造成第一期褶角度相交，造成第一期褶 皱的变形面重复变形，形皱的变形面重复变形，形 成成“穹穹- -盆构造盆构造”- -两期背两期背 形叠加处形成穹隆；两期形叠加处形成穹隆；两期 向形叠加处形成构造盆地。向形叠加处形成构造盆地。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强22 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强23 第第型型 第一期褶皱为平卧褶皱，第第一期褶皱为平卧褶皱，第 二期滑褶皱轴向与第一期褶二期滑褶皱轴向与第一期褶 皱轴向皱轴向( (B B1 1) )成大角度相交，成大角度相交， 但第二期褶皱的运动方向但第二期褶皱的运动

21、方向( (a a2 2) ) 与第一期褶皱的轴面垂直与第一期褶皱的轴面垂直。 结果造成第一期褶皱轴面和结果造成第一期褶皱轴面和 两翼沿两翼沿a a2 2方向差异性滑动而方向差异性滑动而 被重褶成一系列背形和向形。被重褶成一系列背形和向形。 同时，第一期褶皱的枢纽也同时，第一期褶皱的枢纽也 随之上拱和下凹。随之上拱和下凹。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强24 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强25 第第型：第二期滑褶皱型：第二期滑褶皱“共轴共轴”叠加于第一期斜卧或平卧褶皱上，叠加于第一期斜卧或平卧褶皱上， 第一期褶皱轴未发生波状弯曲，只是第一期褶皱的两翼被再褶皱成

22、第一期褶皱轴未发生波状弯曲，只是第一期褶皱的两翼被再褶皱成 波状弯曲，这种叠加褶皱在平行褶皱轴的切面上很难分辨两期褶皱波状弯曲，这种叠加褶皱在平行褶皱轴的切面上很难分辨两期褶皱 的叠加；但在横剖面上可见明显的两次转折图象。的叠加；但在横剖面上可见明显的两次转折图象。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强26 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强27 上述三种干扰型式是变质岩区最基本的叠加褶皱。但在自然上述三种干扰型式是变质岩区最基本的叠加褶皱。但在自然 界中所见到的叠加褶皱是多种多样的，其露头型式界中所见到的叠加褶皱是多种多样的，其露头型式( (形态形态) )也是也是

23、非常复杂的，因为它受以下因素的影响：非常复杂的，因为它受以下因素的影响： 早期褶皱的形态早期褶皱的形态( (产状产状) )； 晚期褶皱的叠加方向；晚期褶皱的叠加方向； 卷入叠加褶皱的褶皱的几何类型；卷入叠加褶皱的褶皱的几何类型； 参与褶皱叠加的褶皱形成方式；参与褶皱叠加的褶皱形成方式； 褶皱叠加的次数褶皱叠加的次数; ; 叠加褶皱的剥蚀深度和地形特征叠加褶皱的剥蚀深度和地形特征; ; 露头剖面与叠加褶皱几何形态的相互关系。露头剖面与叠加褶皱几何形态的相互关系。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强28 重褶现象：在褶皱的同一切面重褶现象：在褶皱的同一切面( (剖面和平面剖面和平面)

24、 )上不仅有先存的褶上不仅有先存的褶 皱轴面的重新弯曲，而且还有相应的双重转折，褶皱呈钩状。皱轴面的重新弯曲，而且还有相应的双重转折，褶皱呈钩状。 在褶皱范围内出现双重褶皱要素。在褶皱范围内出现双重褶皱要素。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强29 2. 2. 叠加褶皱的露头观察叠加褶皱的露头观察 新生构造的规律弯曲新生构造的规律弯曲：新生面：新生面 理或线理一般代表一期构造变理或线理一般代表一期构造变 形。它们的有规律弯曲一般意形。它们的有规律弯曲一般意 味着新生褶皱变形面在新的构味着新生褶皱变形面在新的构 造应力场作用下的又一次变形。造应力场作用下的又一次变形。 2021-7

25、-15构造地质学构造地质学-李强李强30 2. 2. 叠加褶皱的露头观察叠加褶皱的露头观察 面理面理- -线理的规律交切线理的规律交切 两组不同类型和不同两组不同类型和不同 方位的面理或线理有方位的面理或线理有 规律的交切规律的交切; ; 陡倾伏陡倾伏 或倾竖褶皱或倾竖褶皱的广泛发的广泛发 育都是判别叠加褶皱育都是判别叠加褶皱 的重要标志。的重要标志。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强31 （四）（四） 韧性断层韧性断层 韧性断层又称为韧性剪切带，是岩石由于剪切变形或韧性断层又称为韧性剪切带，是岩石由于剪切变形或 塑性流动形成的强烈变形带。与脆性断层区别在于，韧性塑性流动形成的

26、强烈变形带。与脆性断层区别在于，韧性 断层不具有一条或数条明显的分割破裂面，而是在不连续断层不具有一条或数条明显的分割破裂面，而是在不连续 变形带中呈渐进的剪切滑移。变形带中呈渐进的剪切滑移。 韧性断层韧性断层( (剪切带剪切带) )是变质岩区的特有的构造类型，是岩是变质岩区的特有的构造类型，是岩 石在高温高压的环境中，岩石的破裂位移表现出的渐进的石在高温高压的环境中，岩石的破裂位移表现出的渐进的 剪切滑移。有关内容已在断层中作过详细介绍。剪切滑移。有关内容已在断层中作过详细介绍。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强32 （五）变质岩系间的不整合（五）变质岩系间的不整合 经历长期

27、多期构造变形经历长期多期构造变形- -变质作用的前寒武纪，尤其是太古变质作用的前寒武纪，尤其是太古 代变质岩系中的角度不整合，尽管在古老变质岩系应当普遍存在，代变质岩系中的角度不整合，尽管在古老变质岩系应当普遍存在， 但常常难以确定其存在，这是因为变形但常常难以确定其存在，这是因为变形- -变质作用的改造使其掩变质作用的改造使其掩 蔽而缺乏元古代以后不整合的特征。蔽而缺乏元古代以后不整合的特征。 1. 1. 变质岩系间不整合特征类型变质岩系间不整合特征类型 存在两种角度不整合：存在两种角度不整合： 沉积盖层与变质基底之间的不整合，易于识别沉积盖层与变质基底之间的不整合，易于识别 发育于变质岩系

28、内部，分割不同变质构造层之间的不整合发育于变质岩系内部，分割不同变质构造层之间的不整合. . 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强33 2. 2. 变质岩系内部的不整合特征变质岩系内部的不整合特征 在具有不整合接触关系的两个岩群之间，往往发育有一定在具有不整合接触关系的两个岩群之间，往往发育有一定 规模的渐变过渡带。过渡带宽数米数十米，其主要组成是下规模的渐变过渡带。过渡带宽数米数十米，其主要组成是下 伏岩系的成分，有时也波及上覆岩系的底部岩层。它们或是沿伏岩系的成分，有时也波及上覆岩系的底部岩层。它们或是沿 接触面强烈退变质的结果，或是古风化壳变质结晶的产物。渐接触面强烈退变质的

29、结果，或是古风化壳变质结晶的产物。渐 变过渡带的变质特点与上覆岩系相同，与下伏岩系的岩石化学变过渡带的变质特点与上覆岩系相同，与下伏岩系的岩石化学 组合相同。过渡带的上限一般以上覆沙砾岩层为界，向下则向组合相同。过渡带的上限一般以上覆沙砾岩层为界，向下则向 古老岩系过渡，逐渐显示下伏岩系的本来面目。古老岩系过渡，逐渐显示下伏岩系的本来面目。 在上覆变质岩层与花岗片麻岩或其它古老变质杂岩之间经在上覆变质岩层与花岗片麻岩或其它古老变质杂岩之间经 常发育有一种特殊的片理。根据这种特殊片理的空间展布，常常发育有一种特殊的片理。根据这种特殊片理的空间展布，常 常可以圈出花岗常可以圈出花岗- -片麻岩基底

30、隆起的轮廓；片麻岩基底隆起的轮廓； 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强34 两种不同变质岩系的接触面经常表现为上覆岩系与结晶两种不同变质岩系的接触面经常表现为上覆岩系与结晶 古老基底之间的构造滑脱面。以不整合下伏强硬结晶基底为基古老基底之间的构造滑脱面。以不整合下伏强硬结晶基底为基 盘的上覆岩系的构造滑脱，使这种不整合接触表现为断层。盘的上覆岩系的构造滑脱，使这种不整合接触表现为断层。 在深变质岩区的不整合带里，常常发生高于正常变质的在深变质岩区的不整合带里，常常发生高于正常变质的 混合岩化。一般来讲，结晶岩的导热性比沉积岩和火山岩大，混合岩化。一般来讲，结晶岩的导热性比沉积岩和

31、火山岩大， 特别是上覆岩系为石英砾岩、砂岩一类岩石时，它们与结晶岩特别是上覆岩系为石英砾岩、砂岩一类岩石时，它们与结晶岩 系接触处往往成为大量热能聚集的场所，以至于引起岩石的部系接触处往往成为大量热能聚集的场所，以至于引起岩石的部 分熔融或超变质作用，从而在两大岩群之间形成一条强烈混合分熔融或超变质作用，从而在两大岩群之间形成一条强烈混合 岩化带岩化带 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强35 3. 3. 变质岩系构造层划分和对比变质岩系构造层划分和对比 角度不整合是划分构造层的重要依据。但在变质岩区，角度不整合是划分构造层的重要依据。但在变质岩区， 由于不整合常常渐变过渡为退变质

32、带，或被片理化、构造由于不整合常常渐变过渡为退变质带，或被片理化、构造 断裂以及混合岩化带所掩蔽，确定不整合往往依赖于不同断裂以及混合岩化带所掩蔽，确定不整合往往依赖于不同 岩系之间变形变质的序列对比岩系之间变形变质的序列对比- -变质建造组合、变形特征、变质建造组合、变形特征、 岩浆活动史等方面对比。然后结合不整合的特定标志，把岩浆活动史等方面对比。然后结合不整合的特定标志，把 两个构造层具体划分开来。一般来说，不同构造层在构造两个构造层具体划分开来。一般来说，不同构造层在构造 格局、变形格局、变形- -变质、混合岩化、岩浆活动，以至于成矿作用变质、混合岩化、岩浆活动，以至于成矿作用 等方面

33、都是不同的。等方面都是不同的。 内容：内容： 变质岩区构造的基本特点变质岩区构造的基本特点 特点特点 成层构造成层构造 叠加褶皱叠加褶皱 韧性断层韧性断层 2. 2. 变质岩区的构造解析变质岩区的构造解析 内容及步骤内容及步骤 地质制图地质制图 数据分析数据分析 模式建立模式建立 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强37 二、二、 变质岩区的构造解析变质岩区的构造解析 （一）（一） 变质岩区构造解析的内容和步骤变质岩区构造解析的内容和步骤 构造解析构造解析就是分析和解释地质体内的结果构造的规律及其演化就是分析和解释地质体内的结果构造的规律及其演化 的方法。变质岩区的构造解析包括以下

34、几个方面或步骤：的方法。变质岩区的构造解析包括以下几个方面或步骤： 1. 1. 构造的几何分析构造的几何分析 构造几何分析是构造解析的基础，变质岩区构造也不例外。构造几何分析是构造解析的基础，变质岩区构造也不例外。 其主要任务在于确定和恢复构造的三维空间形态和方位。构造其主要任务在于确定和恢复构造的三维空间形态和方位。构造 形态主要通过详细的地质制图来查明；构造方位则可以在某些形态主要通过详细的地质制图来查明；构造方位则可以在某些 特定的区段，通过测定构造要素及其相互关系，结合赤平投影特定的区段，通过测定构造要素及其相互关系，结合赤平投影 或数理统计进行确定。变质岩区构造的几何分析强调两点：或

35、数理统计进行确定。变质岩区构造的几何分析强调两点： 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强38 变质岩新生构造方位上的规律性是一切构造变形的基本变质岩新生构造方位上的规律性是一切构造变形的基本 几何特征。无论变形是大还是小，它们的外形常常与其内部几何特征。无论变形是大还是小，它们的外形常常与其内部 组成的组成的“条理条理”分不开的。分不开的。 条条各种平行线状构造；理各种平行线状构造；理各种面状构造。各种面状构造。 这种外形与内部条理之间的内在联系是变质岩区褶皱几何分这种外形与内部条理之间的内在联系是变质岩区褶皱几何分 析的主要依据。析的主要依据。 由于变质岩区叠加褶皱的普遍存在，所

36、以在构造几何分由于变质岩区叠加褶皱的普遍存在，所以在构造几何分 析中必须注意早期构造对晚期构造的限制和晚期构造对早期析中必须注意早期构造对晚期构造的限制和晚期构造对早期 构造的改造。构造的改造。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强39 2. 2. 构造的序列分析构造的序列分析 对具有多期变形的变质岩区进行构造解析中，构造序对具有多期变形的变质岩区进行构造解析中，构造序 列的建立是认识构造生成及其演化根本。其目的在于通过列的建立是认识构造生成及其演化根本。其目的在于通过 多样叠加复合关系分析，探索构造形成的顺序和排列规律，多样叠加复合关系分析，探索构造形成的顺序和排列规律， 划分构

37、造演化的阶段性。构造是以不可逆过程作旋回式发划分构造演化的阶段性。构造是以不可逆过程作旋回式发 展的。一个变形旋回可分出若干构造幕；每一幕又可以按展的。一个变形旋回可分出若干构造幕；每一幕又可以按 照不同的变形进程和变形方式所造成的不同式样的构造划照不同的变形进程和变形方式所造成的不同式样的构造划 分成若干构造世代。分成若干构造世代。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强40 研究构造序列，首先要认识各种叠加褶皱及断裂的研究构造序列，首先要认识各种叠加褶皱及断裂的复复 合交切关系合交切关系。这种关系表现为：被变形的构造老于使其。这种关系表现为：被变形的构造老于使其 变形的构造；横切

38、的构造晚于为其所切割的构造。变形的构造；横切的构造晚于为其所切割的构造。 建立构造序列必须抓住建立构造序列必须抓住两个环节：两个环节：主期构造主期构造- -指多期指多期 构造中分布广泛、特征清楚易于识别的一期构造；它们对构造中分布广泛、特征清楚易于识别的一期构造；它们对 早期构造和后期构造都具有控制的作用；中间构造早期构造和后期构造都具有控制的作用；中间构造- -两期两期 变形之间的构造。变形之间的构造。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强41 3. 3. 构造变形环境分析构造变形环境分析 变质岩区构造之所以不同于沉积岩区构造，主要在于变质岩区构造之所以不同于沉积岩区构造，主要在

39、于 它是一种与变质环境有关的产物。因此，构造环境的分析它是一种与变质环境有关的产物。因此，构造环境的分析 有其特定的意义，在变质岩区构造环境分析中尤其重要。有其特定的意义，在变质岩区构造环境分析中尤其重要。 在变质环境分析中，常常使用在变质环境分析中，常常使用变质相变质相的概念；同样，的概念；同样， 在构造环境分析中也可以引进在构造环境分析中也可以引进( (变形变形) )相相的概念：特定变形的概念：特定变形 环境中岩石构造变形行为、变形样式和变形组合等。变形环境中岩石构造变形行为、变形样式和变形组合等。变形 “相相”的研究，可以帮助恢复变形时的物化环境、构造层的研究，可以帮助恢复变形时的物化环

40、境、构造层 次、构造叠加和构造演化等。次、构造叠加和构造演化等。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强42 3. 3. 构造变形环境分析构造变形环境分析 影响岩石变形环境的因素包括：影响岩石变形环境的因素包括：温度、压力、地化温度、压力、地化 溶液、应力、和应变速率溶液、应力、和应变速率等等等等。这些因素都是岩石变形。这些因素都是岩石变形 习性的函数。同类岩石变形表现为粘性流动或塑性流动、习性的函数。同类岩石变形表现为粘性流动或塑性流动、 韧性剪切或脆性破坏，都与其所处的变形环境密切相关。韧性剪切或脆性破坏，都与其所处的变形环境密切相关。 不同变形环境必然造就不同变形相的构造。反之

41、，同类不同变形环境必然造就不同变形相的构造。反之，同类 岩石在相同的变形环境中以相同方式变形，也必然产生岩石在相同的变形环境中以相同方式变形，也必然产生 同一形变相的构造组合。这样，就可以根据已知构造式同一形变相的构造组合。这样，就可以根据已知构造式 样的研究，去推断隐伏的、具有相同环境中生成的构造样的研究，去推断隐伏的、具有相同环境中生成的构造 分析这些构造的变形环境。分析这些构造的变形环境。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强43 4. 4. 构造变形力学分析构造变形力学分析 构造的力学分析的主要目的在于构造的力学分析的主要目的在于重建不同时期的构造应力场重建不同时期的构造应

42、力场 和构造变形场；追索构造力的方式方向以及构造动力学和构造变形场；追索构造力的方式方向以及构造动力学( (动力来动力来 源源) )；恢复构造应力应变历史。；恢复构造应力应变历史。 变质岩区构造的力学分析，一般包括以下几个方面：变质岩区构造的力学分析，一般包括以下几个方面： 构造在几何上的对称性往往由变形作用中的构造力、应力和构造在几何上的对称性往往由变形作用中的构造力、应力和 内部运动的对称性所控制。通过岩层或岩体内部的对称分析，内部运动的对称性所控制。通过岩层或岩体内部的对称分析， 就可以揭示岩石变形时的运动状态和应力状态；就可以揭示岩石变形时的运动状态和应力状态； 分析构造的递进变形，即

43、应变状态的改变和转化过程；分析构造的递进变形，即应变状态的改变和转化过程； 分析构造样式的重大变化，以揭示构造发展的阶段性。这种分析构造样式的重大变化，以揭示构造发展的阶段性。这种 变化标志着构造应力场和运动方式的重大转化。变化标志着构造应力场和运动方式的重大转化。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强44 （二）（二） 变质岩区构造解析基础变质岩区构造解析基础- -地质制图地质制图 1. 1. 变质岩区地质制图原则变质岩区地质制图原则 地质制图地质制图是一切地质工作的基础，也是进行构造解析是一切地质工作的基础，也是进行构造解析 的基本手段。随着人们对变质岩区构造特定认识的不断深入

44、，的基本手段。随着人们对变质岩区构造特定认识的不断深入， 变质岩区地质制图工作的原则和方法也相应与沉积岩区制图变质岩区地质制图工作的原则和方法也相应与沉积岩区制图 的原则和方法有所不同，一般采用的原则和方法有所不同，一般采用“先构造、后地层，地层先构造、后地层，地层 - -构造工作并举构造工作并举”的思维和工作方法。的思维和工作方法。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强45 2. 2. 变质岩区地质制图步骤变质岩区地质制图步骤 在变质岩区，尤其是在地层层序不清的变质在变质岩区，尤其是在地层层序不清的变质- -混合岩混合岩 化强烈地区，地质制图可按以下步骤进行：化强烈地区，地质制图

45、可按以下步骤进行： 填绘构造岩性图填绘构造岩性图 构造岩性图包括两方面内容：构造岩性图包括两方面内容：a:a:各各 种岩性单元种岩性单元- -包括各类变质岩及其组合、各类混合岩、侵包括各类变质岩及其组合、各类混合岩、侵 入体，以及具有控制意义的标志层、标志层组合；入体，以及具有控制意义的标志层、标志层组合；b:b:各各 种构造及其数据，包括面理、线理、褶皱、断层等。种构造及其数据，包括面理、线理、褶皱、断层等。 构造岩性图是一切地质图件的基础。构造岩性图是一切地质图件的基础。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强46 2. 2. 变质岩区地质制图步骤变质岩区地质制图步骤 编制或填绘

46、构造形面图编制或填绘构造形面图 构造形面图是表示一个透入构造形面图是表示一个透入 性变形面理的空间展布趋势图。目的在于把一个地区的性变形面理的空间展布趋势图。目的在于把一个地区的 构造形象反映出来，因此，正确确定主期褶皱变形面的构造形象反映出来，因此，正确确定主期褶皱变形面的 性质和展布就成为该项工作的关键；性质和展布就成为该项工作的关键； 选择关键地段进行深入的构造研究选择关键地段进行深入的构造研究 所谓关键地段是所谓关键地段是 指能比较直观认识各种构造要素几何特征、力学性质及指能比较直观认识各种构造要素几何特征、力学性质及 其相互关系的地段。这些地段既有利于恢复地层的关系其相互关系的地段。

47、这些地段既有利于恢复地层的关系 也有利于恢复构造变形的相互关系。也有利于恢复构造变形的相互关系。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强47 2. 2. 变质岩区地质制图步骤变质岩区地质制图步骤 测制地质剖面、全面建立地层系统测制地质剖面、全面建立地层系统 在剖面工作中应注意：在剖面工作中应注意： a a：剖面尽可能横切主期褶皱的岩性单元；剖面尽可能横切主期褶皱的岩性单元； b b：注意利用残余及新生结构要素的特定和关系，确定地层注意利用残余及新生结构要素的特定和关系，确定地层 的正常与倒转；的正常与倒转； c c：按一定比例尺要求划分岩性组合，确定地层单元；按一定比例尺要求划分岩性

48、组合，确定地层单元； d d：审定岩性构造图上各种地质界线的地质含义，确定地质审定岩性构造图上各种地质界线的地质含义，确定地质 界线及成图地层单元。界线及成图地层单元。 所建立的地层系统根据实际情况，既可以是沉积地层系统；所建立的地层系统根据实际情况，既可以是沉积地层系统； 也可以是褶皱变质地层系统；甚至是两者的结合。也可以是褶皱变质地层系统；甚至是两者的结合。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强48 2. 2. 变质岩区地质制图步骤变质岩区地质制图步骤 成图阶段成图阶段 按新审定的地层系统对构造岩性图和形面图按新审定的地层系统对构造岩性图和形面图 进行全面综合，然后再到野外进行

49、实地修图。在修图过程进行全面综合，然后再到野外进行实地修图。在修图过程 中，一定要注意叠加褶皱型式的多样性及古断裂的特殊性。中，一定要注意叠加褶皱型式的多样性及古断裂的特殊性。 变质岩区地质图的图面结构一般都比较复杂，为了避变质岩区地质图的图面结构一般都比较复杂，为了避 免图面负担过重，要求工作目的明确，有针对性地突出重免图面负担过重，要求工作目的明确，有针对性地突出重 要的地质现象。有时也可以采取单向制图，分别测制岩石要的地质现象。有时也可以采取单向制图，分别测制岩石 分布图、构造图，甚至更详细的面理线理分布图、混合岩分布图、构造图，甚至更详细的面理线理分布图、混合岩 化程度图等。化程度图等

50、。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强49 （三）（三） 变质岩区构造数据收集与分析变质岩区构造数据收集与分析 在变质岩区收集和分析构造数据可按以下方面进行：在变质岩区收集和分析构造数据可按以下方面进行： 1. 1. 均匀布置观测点均匀布置观测点 在完成构造岩性图或形面图的基础上，按工作的不在完成构造岩性图或形面图的基础上，按工作的不 同尺度要求布置测点。测量之前，必须区分清楚各种构同尺度要求布置测点。测量之前，必须区分清楚各种构 造的形态特征、力学性质、生成顺序和空间展布等，并造的形态特征、力学性质、生成顺序和空间展布等，并 按不同世代和类型分别予以测量和编录。测量的数量应按不

51、同世代和类型分别予以测量和编录。测量的数量应 以达到统计学要求为原则。以达到统计学要求为原则。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强50 2. 2. 划分构造均匀区段、分区统计划分构造均匀区段、分区统计 区段划分必须满足三个条件：区段划分必须满足三个条件： 褶皱在该地段必须是圆柱状的，若非圆柱状，就要将褶皱在该地段必须是圆柱状的，若非圆柱状，就要将 褶皱分段，使各段具有近似圆柱体的几何特征；褶皱分段，使各段具有近似圆柱体的几何特征； 褶皱几何形态相同的连续变形区段；褶皱几何形态相同的连续变形区段； 某种面状构造的产状基本一致的地段。某种面状构造的产状基本一致的地段。 2021-7-

52、15构造地质学构造地质学-李强李强51 3. 3. 方位图解的解释和对比方位图解的解释和对比 方位图是变质岩区各种结构要素的一种统计图解，是判方位图是变质岩区各种结构要素的一种统计图解，是判 别面理线理构造方位的常用图。别面理线理构造方位的常用图。 鉴别方位图解型式鉴别方位图解型式 方位图解的不同型式代表面状或线方位图解的不同型式代表面状或线 状构造的优选方位的性质和程度，构状构造的优选方位的性质和程度，构 造研究中常见的优选方位型式有：造研究中常见的优选方位型式有： 极密型极密型 代表有关构造统计上的平行性代表有关构造统计上的平行性 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强52 大圆

53、环带型大圆环带型 如果极点代表线状构如果极点代表线状构 造，表示这些线理都造，表示这些线理都 在一个平面上；如果在一个平面上；如果 是面状构造的极点，是面状构造的极点， 则这些面为一个围绕则这些面为一个围绕 环带轴环带轴B B的圆柱状带的圆柱状带 中，显示出褶皱轴的中，显示出褶皱轴的 优选方位。优选方位。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强53 小圆环带型小圆环带型 在图中呈小圆环状分在图中呈小圆环状分 布，反映绕轴旋转的布，反映绕轴旋转的 锥状分布的线状构造锥状分布的线状构造 的投影。的投影。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强54 确定图解的组构对称性确定图解的

54、组构对称性 常见的岩石组构对称型式及其构造意义有：常见的岩石组构对称型式及其构造意义有： 轴对称型轴对称型 代表轴应变，反映代表轴应变，反映 原生成层组构或完原生成层组构或完 全置换而新生的褶全置换而新生的褶 皱变质岩层组构；皱变质岩层组构； 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强55 斜方对称型斜方对称型 代表典型的均匀三轴应变。代表典型的均匀三轴应变。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强56 单斜对称型单斜对称型 代表各种旋转应变，为均匀剪切变形的图型代表各种旋转应变，为均匀剪切变形的图型 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强57 三斜对称型三斜对称型

55、一般代表两期或两期以上的构造叠加的图型。一般代表两期或两期以上的构造叠加的图型。 2021-7-15构造地质学构造地质学-李强李强58 不同区段图解对比不同区段图解对比 在对各区段的方位图解解释之后，还必须把各区段在对各区段的方位图解解释之后，还必须把各区段 图解统一起来考虑，通过不同型式和对称型的比较，对图解统一起来考虑，通过不同型式和对称型的比较，对 区域构造特征作出判断。常常发现一个大型直立复式背区域构造特征作出判断。常常发现一个大型直立复式背 斜两翼上的小构造的对称性，总比轴部的对称性为低。斜两翼上的小构造的对称性，总比轴部的对称性为低。 在叠加变形地区，早期褶皱控制区段的组构图解一般比在叠加变形地区，早期褶皱控制区段的组构图解一般比 较简单，而叠加改造强烈区段的组构要相对复杂等等。较简单，而叠加改造强烈区段的组构要相对复杂等等。 2021-7-15构造地质