构造地质学07面理和线理67页PPT

劈理
1.2 面理的类型 从面理的形成和发育过程分析， 从面理的形成和发育过程分析，可 原生和 两大类。 分为原生 次生两大类 分为原生和次生两大类。 原生面理——包括沉积和成岩中形成的 原生面理 包括沉积和成岩中形成的 层理和韵律层以及岩浆岩中的成分分 异层和流面等。 异层和流面等。 次生面理——是指变形变质作用中形成 次生面理 是指变形变质作用中形成 的劈理、 片理、 的劈理 、 片理 、 片麻理和各种破裂面 理。
• 劈理和线理与断层的关系
• 区域性劈理和线理
• 层间劈理
六、劈理和线理的观察与分析
• • • • 劈理与层理的区别 劈理结构及其物质组成的观察 劈理和线理产状的测定 多期劈理的观察与分析
劈理研究在大构造研究中的作用 通过劈理等小构造的识别与分析， 通过劈理等小构造的识别与分析， 确立大构造的形态， 确立大构造的形态，……

矿物生长线理
拉伸线理
皱纹线理
交面线理
大型线理： 大型线理： 石香肠构造—— 石香肠构造 窗棂构造—— 窗棂构造 压力影构造—— 压力影构造 杆状构造等—— 杆状构造等
石香肠构造
石香肠构造
石香肠构造
石香肠构造
石香肠构造
窗棂构造
窗棂构造
压力影构造
杆状构造
铅笔构造
铅笔构造
3.3 线理与运动 方向的关系
•纯剪变形（应变） 纯剪变形（应变） 纯剪变形 •简单剪切变形（应变） 简单剪切变形（应变） 简单剪切变形
A
B
四、劈理和线理的形成机制
机械旋转作用—— 机械旋转作用 重结晶作用—— 重结晶作用
重结晶作用
压溶作用
压溶作用
塑性变形
五、劈理和线理与大构造的关系

非透入性:构造是指那些仅仅产 出于地质体局部或只影响其个别区 段的构造。
第七讲面理和线理
透入性
第七讲面理和线理
非透入性
第七讲面理和线理
面理，在构造上一般具有透入性。 其涵义界定为在变形变质作用中形成 的具有透入性的面状构造，即劈理、 片理、片麻理等。
劈理 是一种将岩石按一定方向 分割成平行密集的薄片或薄板的次生 面状构造。
状延伸的构造。 根据成因，线理可分为: 原生线理—— 次生线理——
第七讲面理和线理
变形岩石中依观察的尺度，可 将线理划分为:
小型线理:指露头或手标本尺 度上透入性线状构造。
大型线理:指大中尺度上不一 定具有透入性的线理。
第七讲面理和线理
2.2 线理的类型
• 小型线理： 矿物生长线理—— 拉伸线理—— 皱纹线理—— 交面线理——
第七讲面理和线理
矿物生长线理 第七讲面理和线理
拉伸线理
第七讲面理和线理
皱纹线理
第七和线理
大型线理： 石香肠构造—— 窗棂构造—— 压力影构造—— 杆状构造等——
第七讲面理和线理
第七讲面理和线理
石香肠构造
第七讲面理和线理
第七讲面理和线理
第七讲面理和线理
第七讲面理和线理
石香肠构造
第七讲面理和线理
第七讲面理和线理
石香肠构造
第七讲面理和线理
石香肠构造
第七讲面理和线理
石香肠构造
第七讲面理和线理
窗棂构造
第七讲面理和线理
窗棂构造
第七讲面理和线理
压力影构造
第七讲面理和线理
杆状构造
第七讲面理和线理
铅笔构造
第七讲面理和线理
铅笔构造

分隔褶劈理

间隔劈理(破劈理)
劈理域充填不溶物（粘土等），劈理两侧指示
物可错开，但不是滑动造成
间隔劈理应为压溶成因，而非剪裂成因
压溶的证据：鲕粒、化石标志
可与板劈理呈过渡，说明具有成因联系
不排除部分间隔劈理与剪切作用有关
三、劈理的形成机制及有限应变意义

1. 劈理的形成机制：
以压溶作用为主，同时可能有机械旋转和重结晶
构造。

2. 狭义面状构造和线状构造概念：通常是指次生
的劈理和线理，它们是广泛发育在变质变形岩石
中、在手标本或露头尺度上呈“透入性”展布。

透入性构造——指均匀地弥漫于地质体中的构造，
它反映了这一地质体作为一个整体，已均匀地发生
了变形。

非透入性构造——以一种不连续面分散地存在于地
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分化成若干部分。 透入性和非透入性构造是相对的，与观察尺度相关。
具有良好的矿物优选方位
复矿岩：层状硅酸盐定向，围绕F、Q 单矿物岩：矿物压扁、拉长，平行排列
片 理 的 显 微 结 构
片理露头

片麻理--是深度变质岩区广泛存在的另一 种连续面理。 它是劈理岩石高度重结晶 的产物，有深浅两种矿物条带构成
连续劈理
板劈理 岩石类型 板岩 粒度（mm） 小于 0.5 劈开性 劈开完好 变质程度 低级变质 劈开后 板状 形态 原岩 泥质岩 千枚理 千枚岩 0.5-1 较完好 中级变质 千层微片状 泥质岩 片理 片岩 1-10 显著但差 中高级变质 透镜状到粗 造板状 各类岩石中 片麻理 片麻岩 大于 10 很不明显 高级变质 难以分开 各类岩石中
作用的参与。

虽然这种错开使它好似微断层，但它不 是滑动面，其上没有擦痕和磨光面，如 有化石被劈理穿切，劈理域的两侧找不 到化石的对应部分，在另一侧常只遗留 化石的极小一部分(图8-11)，或完全被 溶蚀掉。这就说明，过去认为剪切破裂 形成的破劈理，实际上是压溶作用的不 溶残余堆积的劈理域。
P13
此外，在变质砂岩与板岩互层中，变质砂岩中的间隔劈理与板岩中的板劈理 (或褶劈理)相互过渡，这也说明这两类劈理在成因上有一定的联系。为了避免 对其成因上的混淆，目前越来越多的地质学家巳趋向废弃破劈理这一术语，而 采用间隔劈理。
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面理和线理
3.千枚理
千枚理的特征介 于板劈理与片理之 间(图8-7)。主要发 育在富泥质的千枚 岩中，在露头上以 柔和绚丽的丝绢光 泽为主要特色。
第二节 面理 P9
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面理和线理 第二节 面理 P10
(二)不连续劈理
不连续劈理以用肉眼能分清劈理域和微劈石为特征， 再据微劈石的结构可分为两类:褶劈理和间隔劈理。
劈理，破劈理是岩石中一组密集的剪裂面，与矿物组分
的平行排列无关，滑劈理(或应变滑劈理)是切过先存流
劈理的差异性平行滑动面。近年来的研究发现，这三种
劈理的形成方式与所赋予的术语与客观实际并不相。为
此地质学者们渐渐地抛弃劈理分类中的成因涵义，而强
调从几何结构来进行分类。
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面理和线理 第二节 面理 P6
劈理的基本微观特征之一是具有域构造，表现为 岩石中劈理域和微劈石相间平行排列(图8-3)。劈理 域通常是由层状硅酸盐矿物(主要是云母)或不溶残 余物富集成的平行或交织状的薄条带或薄膜组成， 故又称云母域或薄膜域。其中，原岩的组构被强烈 改造，矿物和矿物集合体的形态及晶格具有显著的 优选方位。

火炬状节理（张剪裂脉）
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节理性质的转变：
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张节理的成因机制：
纯剪 单剪
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剪节理的成因机制： 纯剪：
单剪
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节理组和节理系
节理组：在一次构造作用的统一应力场中形成的，产状基本一 致和力学性质相同的一群节理。
节理系：在一次构造作用的统一应力场中形成的两个或两个以 上的节理组构成节理系，如“X”型共轭节理系。
顺层破裂与滑动，上灭下现式
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主干破裂构造
据前人研究和我们的进一步 观察，在三维空间上，坝区 岩体尺度上的破裂框架主要 由NWW、NNW和NE三组 优势破裂及层间破裂构筑而 成，并与其他小的裂隙系统 一起，形成一幅复杂的破裂 网络阵列。
上述主要的几组破裂， 将构皮滩水电站坝区岩体分 割成大小不一的块体，使岩 石丧失了完整性，降低了内 聚力。岩体内部结构的不均 一性更为明显。而且当岩体 再次遭受施加应力时，应力 和应变将主要由这些较大的 破裂进行调整。
同时还见发育一组与前者产状相近 的劈理裂隙带，劈理带的频度为12个 /30m，单个带宽10－30cm，带内劈理 的频度为42条/30cm，劈理具歼灭侧现 特征，右阶式排列，左行运动。
另外北西走向的剪切面还表现为近 东西走向的剪张性裂隙的串联面形式。
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劈理裂隙带 剪张性裂隙串联面
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几种特殊的节理
• 柱状节理 • S或反S型张剪裂脉 • 火炬状节理（张剪裂脉） • 羽饰构造
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柱状节理
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第13页/共54S页或反S型张剪裂脉

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2.研究内容
确定节理的成因、对节理进行分期、统计节 理的间距、数量、密度，确定节理的发育程 度和主导方向等。
节理的分期可根据节理的交切关系进行，比 如后期形成的节理常将先期形成的节理错开， 或者受到先期形成的节理的限制。
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3.资料整理：
节理玫瑰花图、等密图和电算处理等。
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节理分期
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节理分类
按节理的成因分类，节理按成因可分为 原生节理、构造节理和表生节理。
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(1)原生节理
指岩石形成过程形成的节理，如玄武岩的 柱状节理
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(2)构造节理
是岩石受地壳构造应力作用产生的，这类 节理具有明显的方向性和规律性，发育深 度较大，对地下水的活动和工程建设的影 响也较大。构造节理与褶皱、断层及区域 性地质构造有着非常密切的联系，它们常 常相互伴生，是工程地质调查工作中的重 点对象(相对于节理、表生节理)。
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4.根据节理与褶皱轴的关系，可 将节理分为：
(1)纵节理：节理走向与褶皱轴向平行 (2)横节理：节理走向与褶皱轴向直交 (3)斜节理：节理走向与褶皱轴向斜交
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与岩层走向关系
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与褶皱轴向关系
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5.按张开程度进行分类
宽张节理：节理缝宽度>5mm； 张开节理：节理缝宽度3～5mm； 微张节理：节理缝宽度1～3mm； 闭合节理：节理缝宽度<1mm。
岩脉，而不改变其方向； 剪节理的发育密度较大，节理间距小而且具有等间距性，
在软弱薄层岩石中常常密集成带出现。
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张节理
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剪节理
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3.按节理与岩层走向关系分类
1)走向节理：节理延伸方向大致与岩层走 向平行。

劈理用于判断相对运动方向的依据
劈理与变形岩层的地层层序
劈理与变形岩层的地层层序
4 断裂劈理
5 劈理的成因
机械旋转 重结晶 压溶作用 晶体塑性变形
机械旋转
变形、重结晶、变质分异
压溶作用
压溶作用产生的缝合线（面）构造
—间隔劈理形成的重要机制
晶体塑性变形
6 劈理的观测与研究
识别劈理（注意与层理的区别） 观测劈理的结构（域构造） 劈理发育密度（单位长度／厚度
分割褶劈理
分割褶劈理
带状褶劈理
带状褶劈理
3 劈理的应变意义
反映岩层的能干性差异 （劈理发育的密度、劈理与层理之间的
交角大小及其变化趋势） 劈理面一般平行于最大主压应变面 （用于进行应力应变分析）
劈理与岩层的能干性
在强硬岩层中劈理的密度相对较 低，劈理与层理的交角较大；
在软弱岩层（非能干岩层）中，劈理 的密度较高，但是劈理与层理之间的 交角较小。
范围内劈理的数目）
—间隔劈理形成的重要机制
褶劈理
以一定可见的间隔切过先存连续劈 理的次生透入性面状构造。
微劈石域中通常以发育早期连续劈 理的小型褶皱构造为特征。
褶劈理的类型
根据劈理域的形态特征
劈理域可以是相对较窄的、将微劈石 域截然分开的形式存在，叫做分割褶 劈理；
也可以是以一个带状的过渡区域为特 征，叫做带状褶劈理。
劈开性 劈开完好
变质程度 低级变质
劈开后 板状
形态
原岩
泥质岩
千枚理 片理
片麻理
千枚岩 片岩
片麻岩
0.5-1
1-10
大于 10
较完好 显著但差 很不明显
中级变质 中高级变质 高级变质

逆掩断层——规模小的低角度逆断层
推覆构造——规模大的低角度逆断层
（3）平移断层——断层两盘仅沿水平方向相对滑动。
可分右旋平移断层和左旋平移断层。 由水平剪切力偶或水平挤压作用形成。
左旋
右旋
（4）枢纽断层(旋转断层)： ——两盘沿断层面发生旋转，即岩块围绕一根与断面垂直 的枢纽轴线发生转动。两盘明显旋转性 旋转方式有两种：其一，枢纽轴位于断层的一端；
第二节、地层接触类型
地层接触类型——空间上相邻地层直接接触的情况。 两种地层接触类型： 整合接触——上下地层的生成年代相连续 不整合接触——上下地层的生成年代相不连续 平行不整合接触； 角度不整合接触。
一、整合接触类型
整合接触——上下地层的生成年代相连续的接触类型。
形成：地壳保 持持续缓慢下 沉，沉积区连 续接受沉积的 条件下形成。 意义——地壳 缓慢升降的运 动
倾向与坡向相反
倾向与坡向相同 岩层倾角＜地面坡角
2、倾斜岩层的露头宽度 露头宽度取决于岩层厚度、倾角、地面坡度等。
3、倾斜岩层的厚度和埋藏深度
六、直立岩层
七、岩石的变形的 基本概念
1、应力
外力与内力
内力——物体内各部分之 间的相互作用力。
附加内力——在外力作用 下物体内力的改变量。
应力是单位面积上的内力。
依斜层理确定岩层顶、底面
二、岩层产状要素
1、岩层产状要素
岩层产状——岩层在自然界中产出的状态
走向——走向线所指的 方向； 倾向——倾向线所指的 方向； 倾角——岩层面与水平 面的夹角。
2、产状要素表示方法
方位角的规定： 正北——0度或360度；正东——90度；正南——180度；正西——270度
走向NE45° 倾向SE135 ° 倾角30 °

三、线理
香肠断面 呈菱形或 平行四边 形，各香 肠之间有 的拉断、 有的相连。
三、线理
描述和测量石香肠构造必 须从三度空间进行，包括长度 （B）、宽度（a）、厚度（c） 以及横间隔（T）和纵间隔 （L）等要素。石香肠的长度 指示局部的中间应变轴（Y 轴），可看作一种B型线理。 石香肠的宽度指示拉伸方向 （X轴）或局部的最小主应力 （σ3）方向；厚度指示压缩方 向（Z轴）或局部的最大主应 力（σ1）方向。
三、线理
断层面上的擦痕平 行于运动学a轴
三、线理
3、线理运动轴分类
线理据其与岩石形成的时间关系可分为原生线理和次生线理。前者 是成岩过程中形成的线理，如岩浆岩中的流线；后者是指构造变形中形 成的线理。
线理的类型较多，就其与变形过程中物质的运动方向及其与应变主 轴的关系可归纳为两类：
➢ 一类与物质运动方向平行，称作a型线理，若与最大主应变轴一致的， 称为A型线理；
三、线理
石香肠构造的三维空间形态一般不易观察，所以对其 横断面的描述较多。马杏垣曾按其横断面的形态划分为矩 形、梯形、藕节状和不规则状等类型。石香肠的横断面上 形态的变化取决于两个主要因素：
(1)岩层之间的韧性差；(2)强硬层所受拉伸作用的强弱。
当岩层间的韧性差很大，强硬岩层在应变很小时就出 现张裂，进一步的拉伸使断块分离，形成矩形石香肠。当 岩层的韧性差为中等时，较强硬的岩层常常先发生明显的 变薄或细颈化，进而被剪裂拉断，形成菱形或透镜状石香 肠。如果岩层间的韧性差很小，则相对强硬的岩层只发生 肿缩，形成细颈相连的藕节状石香肠。
坚硬核心体两侧的影中矿物的不同形状反映了不同的 应变状态。在挤压变形或纯剪变形中，坚硬核心体两侧的 结晶纤维常呈对称形状。在单剪作用下，随着非共轴的递 进变形，最大主应变轴（Ｘ轴）发生偏转。因此，坚硬核 心体两侧的结晶纤维呈现出单斜对称的形状。黄铁矿晶体 旋转变形模拟实验表明，不对称的影中矿物的结晶纤维生 长随着剪切应变量的大小呈有规律的变化。通过对压力影 中矿物结晶纤维生长方向测定，可以确定变形的主应变轴 方位及其变化。

2019/7/12
流劈理
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2019/7/12
流劈理
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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
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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。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。
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滑劈理的基本类型
膝折式(A) 揉皱式(B、C) 挠曲式(D、E)
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滑劈理的成因
①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。 ②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。
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五、劈理的观察和研究
1. 区分劈理与层理
正确区分劈理和层理是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盖，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，可能 导致地层层序、岩相、厚度等诸方面得出错误的结论。 1.观察所观测的平行面状构造是否存在原生沉积标志。 2.注意对特殊岩性和结构构造的标志层的寻找，区分层理 和劈理之间的几何关系和空间展布规律。
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