显微构造与组构学（06）第六章 岩组分析工作方法.ppt

1、第六章 岩组分析工作方法,本 章 主 要 内 容： 一、岩组分析的工作程序; 二、定向标本的采集; 三、定向薄片的制备; 四、组构要素的测量与统计; （附：组构要素测量技术方法） 五、岩组图的绘制。,一、岩组分析的工作程序,岩组分析的工作程序： 1、在野外地质调研的基础上确定重点研究的剖面或路线; 2、采集定向标本（或样品）; 3、切制定向薄片; 4、薄片观察研究并进行组构要素测量、统计; 5、编制岩组图; 6、岩组解析。 7、在条件许可时还可以进行模拟实验研究。,二、定向标本的采集,（一）、概述 定向标本采集要注意二个前提条件： 1、要有明确的采样目的; 2、所采集的标本在室内能恢复其原始产

2、状。 为此必须要解决以下三个问题： 在什么地点采集标本（即确定采样位置）; 采集什么样的标本（即确定采样层位与岩性）; 如何进行标本定向（即确走标本定向方法）。,（二）、采样位置（剖面）的确定,1、决定于专题研究的内容 如研究褶皱成因：一般要求从褶皱一翼通过转折端到另一翼 如研究断裂：则要从远离断裂带断裂带旁侧断裂带内部断裂带另一侧。 如研究岩体侵位：则要从围岩外接触带内接触带岩体内部的不同单元。 2、一般要求采样剖面垂直于所研究的构造带,即沿着变化最大的剖面进行。 3、样品要有系统性,而且要有“背景值”的标本进行对比。,（三）、采样的层位与岩性要求,1、标本新鲜,能切制薄片,采样点岩层未曾移

3、动; 2、所含矿物其优选机制研究得较为清楚。 常用的矿物：石英、方解石、白云石、云母等。 其次是：角闪石、辉石、长石、橄榄石等。 3、矿物的粒度要适度,在光学显微镜下能测量并统计到一定的数量（一般一块薄片中同种矿物有100粒以上） 。一般以中粒（0.05-0.1mm）较好, 其次为细粒,如太细或隐晶质,则用X-光衍射。 如果利用电子背散射仪（EBSD）进行组构分析,则不但可以用于透明矿物,还可用于不透明矿物。矿物的粒度也可以更宽。 4、采样层位在研究区内分布较为稳定,能采集到必要的样品。,（四）、标本定向方法,1、岩组座标系统 B.Sander将笛卡尔的直角座标系统引入岩组学,并对其座标轴给予

4、新的涵义,称为岩组（直角）座标系统： a轴表示物质运动方向或最大伸长方向; b轴称“岩组主轴”,常是物质的旋转轴或几组结构面的交线方向; c轴参考轴,一般表示运动面或ab面的法线方向; ab面代表运动面,具有成因意义; S面参考面,岩层中任何宏观或微观的面,无成因意义。,在采样中确定岩组轴的方位时,要注意不同的构造类型和不同的构造部位中,其岩组轴方位是不同的,而且要注意岩组轴（a、b、c）与区域应变轴（A、B、C）的区别。 例如： （1）弯褶皱ab/层面, b轴/枢纽（B）, a轴枢纽（B）; （2）剪褶皱ab/轴面（AB）, b轴/枢纽（B）, a轴枢纽（B）; （3）区域变质ab/片理（千

5、枚理、板理）, b轴/褶纹线理（或交面线理）; （4）断层ab/断层面, a轴/擦痕线理, b轴/阶步陡坎。,不同的构造类型和不同的构造部位中岩组轴方位,左：A区域变质面理上见b线理; B弯褶皱上的层面。,右：弯褶皱中不同构造部位 上的岩组轴。,c,a,b,岩组轴与应变椭球体主轴的关系,a纯剪切; b简单剪切,2、定向面的选择,定向面一般选取与研究内容关系最密切的构造面,或是矿物优选定向的结构面。 不同的专题,其选取的定向面也有所不同。 最通常所选取定向面的顺序是：层面(或片理面)节理面自由面; 如研究断裂构造,则选取顺序是：断层面节理面自由面; 如研究岩体构造,则选取顺序是：接触面单元或岩相

6、界面（或流面）节理面自由面。,3、标本定向标记方法,（1）组构定向法（以岩组座标系统定向） 在野外露头上,先根据小构造确定不同组构轴的方位,标记在定向面上,并测定组构轴方位产状,再将标本敲下。,（2）地理定向法（以地理座标系统定向）,在定向面,先测量出该面产状,再将其走向线和真倾斜线标上,再将标本敲下。如果在上层面定向不方便,也可在下层面定向,但标记应有区别或注明。如该定向面产状很平缓接近水平,则只要在定向面上标上正北方位, 再将标本敲下。,上述两种定向方法各有优缺点、组构定向法有利于日后岩组解析,但确定组构轴不容易;地理定向法则定向及室内恢复标本产状都十分方便,但组构解析中确定组构类型时,则

7、往往带有推断性成分。故野外定向时往往综合应用。,4、采集定向标本的注意事项,（1）不要匆匆忙忙打标本,一定要先进行露头详细观察,研究各种地质现象、小构造特征及其相互关系,组构要素的产状等。 （2）要区分定向面是朝上还是朝下,并要用不同的标记方法标明,以免日后在室内恢复标本产状时出错。 （3）采标本时一定要记录采样点坐标位置、标图,标本编号、详细记录,必要时素描与一照相。,三、定向薄片的制备 （一）、组构定向薄片 1、组构轴切制 薄片上要标上岩组轴或标上组构片名称。 （1）b片-b轴切制,又称（ac片）或（010片）,最为常用,当a、b、c三个轴方向均很清晰时,则要在b片中标上ac轴的方向,如果

8、在b切面中无法确定ac轴时,则将该切面的上方标上; （2）a片-a轴切制,又称（bc片）多作补充之用; （3）c片-c轴切制,又称（ab片）较少用。,2、ab面切制 薄片上要标上切面的上方（插图） 当ab面发育而线理不太清晰时使用,而且往往同时ab面的走向线切制,此种薄片类似b片。,（二）、水平定向薄片（地理定向薄片）,水平定向薄片（地理定向薄片）是最常用的定向薄片。,N,（三）、两种定向薄片的比较 1、组构定向薄片 （1）只适用于组构轴明显的标本。 （2）优点：从岩组图上能反映出优选方位与组构轴的关系,岩组解析时容易进行优选机制解析及确定组构类型,运动学分析较方便。 （3）缺点：不能看出优选

9、组构的地理方位。 2、水平定向薄片 （1） 适用面广,只要地理方位定向的标本均可。 （2）优点：从岩组图上能反映出优选方位与地理座标的关系,动力学分析比较方便,可将岩组图直接落在地质平面图上。 （3） 缺点：优选方位与组构轴关系不易判别。,四、组构要素的测量与统计,（一）、有关组构与组构要素的概念 1、组构： B.Sander给下的定义：“组构是指集合体（地质体、岩石、金属）中几何性和物理性构造的内部排列关系”。 2、岩石组构（简称岩组）： 是指岩石中几何性和物理性构造的内部排列关系。 几何性构造岩石组成部分某种几何形态的空间排列规律性。又称“形式组构或形态组构”。如砾石、晶粒等几何形态的空间

10、排列规律。 物理性构造-岩石组成部分物理、力学性质各向异性的空间排列规律性。又称“物理组构或机能组构”。如矿物的晶格构造、磁性、压电性因各向异性而显示的空间排列规律。,3、组构要素,是指组成组构的每一个构造单元（或组成部分）。如一根光轴、一个晶粒、一个解理面等。组构要素有多种分类方法,如： （1）按组构要素的规模可分为： 宏观组构要素肉眼可见的组构要素。 微观组构要素显微镜下才能分辨的组构要素。 （2）按组构要素的形态可分为： 面状组构要素 两向伸长的组构要素。 线状组构要素 一向伸长的组构要素。 （3）按组构要素的性质可分为： 几何性组构要素 是指由几何形态表现出的组构要素。如砾石和晶粒的形

11、态。 物理性组构要素-是指由物理性质表现出的组构要素。如光轴、磁性、介电性等等。,组构要素有两个显著的特性：,（1）方向性-组构要素是一种向量,但不是矢量。 （2）透入性又称贯穿性,即组构要素在所研究的尺度范围内是均匀分布的。,（4）亚组构的概念,亚组构-是指某一种组构要素的空间排列规律性。 例如云母石英片岩的组构,可以有下列亚组构： 云母（001）解理优选方位亚组构; 石英0001优选方位亚组构; 石英颗粒长轴优选方位亚组构等。 所有亚组构的总和称为全组构。,（二）、组构分析的技术方法,组构分析中组构要素的测量是很关键的一环,主要的技术方法有如下几种： 1、费德洛夫法 这是一种传统的方法,是

12、利用偏光显微镜费氏台进行测量统计,适用于中中细粒透明矿物。这种方法的优点是设备条件要求不高,也是当前进行组构分析的主流。 2、X-射线衍射 适用于细粒隐晶质矿物。,3、电子背散射衍射（EBSD） （electron backscatter diffraction） 这是一种新的技术方法,是在扫描电镜（SEM）加上一个电子背散射衍射（EBSD）仪进行, 其优点是：可小到1 微米的颗粒;精确到1 度的角度误差; 速度达到0.11秒探测一个点; 一个薄片或一个矿物颗粒,可以精确成图; 可以将确定组构的优选方位与结晶轴或晶面的关系;精细的结构和构造分析; 可适用于各种粒度和透明、不透明矿物。该是今后的发展方向,有取代费氏台法之趋势。 4、其它方法 如中子衍射 、磁性组构分析等等。,用费氏台测量制作的岩组图,等面积下半球投影。等密级分别为2,4,6,-16; 1-4-7-16;1-5-9-29%。S页理面，L线理。测量石英颗粒数分别为16