地质构造学ＣＡＩ
中国地质大学地学院构造教研室
P1
前言 构造地质学课程教学的最大难题之一，是如何帮助学生建立起不同尺度构造地质现象的三维空间几何概念，并提高学生对构造地质学基本理论和基础知识的理解。 本课件制作的目的在于借助现代计算机技术和手段，运用图形动化和实物照片对构造地质学课程教学中的一些重点难点问题进行解剖和分析，以期能有助于提高学生对相关问题的学习理解能力和创新思维能力。 循上述目标制成本课件其基本内容仅系《构造地质学》教材内容的部分；编辑的顺序未按教材章节形式安排；可视为教学辅助材料配合教员讲课使用，更适合于课程教授完结之后放演，播放的时间以2-4学时为宜。
在本课件酝酿之前，浙江大学、西北大学的构造地质ＣAI光盘已经问世。为此，在本课件制作的过程中，充分汲取了他们的长处，极少处所，直接授引了他们的资料。 P2 构造物理学基础 地壳岩石中千姿百态的构造变形都是力的作用结果。要研究各种构造现象的力学成因和相关规律，需要了解有关岩石受力变形的基础知识。 构造研究中的应力分析基础 变形岩石应变分析基础 P3 一、构造研究中的应力分析基础 1．面力和体力 力是物体相互间的一种机械作用。它趋向于引起物体形态、大小或运动状态的改变。相邻岩块或地块之间的作用力属于接触力。由于接触力往往作用在物体边界一定的面积范围内。因此又称为面力。当接触面积与物体边界面积相比量级很小时，可简化为集中力。地壳岩石受到的重力、惯性力等属于非接触力。非接触力在物体内部每一质点上，与围绕质点领域所取空间包含的物质质量有关，为此也称为体力。 2．外力和内力 处于地壳中的任何地质体，都会受到相邻介质的作用力。这种研究对象以外的物体对被研究物体施加的作用力称为外力。由外力作用引起的物体内部各部分之间的相互作用力称为内力。 3．截面上的应力、正应力、剪应力 应力：单位面积所受的内力（P） 正应力：垂直于截面的应力（σ） 剪应力：平行于截面的应力（τ） P m mστ P4 4．主应力、主方向、主平面 主应力：若微元体的三个正交截面均没有剪应力而只有正应力作用，此时，三个正应力被称为主应力（σ1、σ2、σ3） 主平面：此时，与主应力正交的截面称主平面（S1、S2、S3） 主方向：此时，主应力的方向称该点的应力主方向（按力学规定：压应力为正，拉应力为负）。 σ1、σ2、σ3 S1、S2、S3 P5 二、变形岩石应变分析基础 1．平移、旋转、形变、体变 平移：受力物体位置的改变（如图A） 旋转：受力物体方位的改变（如图B） 形变：受力物体形状的改变（如图C） 体变：受力物体体积的改变（如图D） 2．变形、变位 在上述四种情况中，平移和旋转不引起物体内部质点相对位置的变化，仅表征研究物体相对外部坐标的整体移位，因此可统称为变位。 变形是上述四种情况的能常称谓。显然其内涵包括形变与体变。 A P B F P C P D P P6 3．线应变、剪应变 线应变e：指变形前后单位长变的改变量，其数学表达式为：e=(L1-L0)/L0 剪应变γ：指变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的度量，其力学表达式为：γ=tgφ L0 L1 σ τ τ X Ψ P7 4．均匀与非均匀应变 均匀应变：变形前后物体各部分的变形性质、方位，大小都相同的应变。 非均匀应变：变形前后物体各部位的变形方向、性质和大小均有变化的应变。 图1 A B C D A B C D图2 A B C D A B C D B P8 5．应变椭球体 （1）概念 为了形象地描述岩石的应变形态，设想在变形前岩石内有一个半径为1的单位球体（圆球）、平均变形后成为一个椭球，以这个椭球形态和方位表示岩石应变状态这个椭球称应变椭球。该椭球的应变要素包括： 应变主轴：实验和数学控导均可证明，该椭球体中有三条无直线只有线性变而无剪应变，而它们在变形前及彼此呈互相垂直关系。显然，该三条线就是应变椭球的三个主轴，也即是应变主轴。 AA’-代表最大主应变轴，CC’-代表最小主应变轴，BB’-代表中间主应变轴 主平面：包含任意两个应变主轴的面称为主应变面。其中：AB面为最大主平面，BD面为最小主应变面，AC为中间中应变面。AD面-代表亚性面，BC-代表张性面 无伸缩面与等伸缩面：切过应变椭圆球体中心的面一般为椭圆形状，但其中有两个切面的球形的，较应变椭球的圆截面。进一步分析发现，该圆截面包含两个情况①变形前后半径相等，此时称无伸缩面或不变歪面；②变形后半径不等，此时称等伸缩面或平均变层面。无伸缩、等伸缩面——代表共轭节理面。 图1 A A’ B B’ C C ’ 图2 A A’ B B’ P9 6．递进变形 递进变形概念：我们把变形过程中应变状态产生连续变化的过程称为递进变形，把这一过程的结束称为总应变（全量应变；有限应变），视这一过程中的某一阶段为顺时应变和增量应变。不仅如此，递进变形上包括共轴与非共轴两种情况。 共轴递进变形：在递进变形过程中增量与全量应变主轴的方位保持一致。 非共轴递进变形：在递进变形过程中增量与全量应变主轴的方位发生了变形。 共轴递进变形——单项挤压 0% 20% 30% 40% 50% 非共轴递进变形——单剪 P10 三、岩石变形的微观机制 （一）脆性破裂的微观机制 格里菲斯理论认为，变形介质中存在的许多微细或超微细裂缝，在受力后扩大，连接，最后形成宏观裂变，在脆性裂变的微观机制。 继此，佩格和约翰逊（peng和Johnson，1972）对花岗岩进行了深入的实验研究，结果发现，当荷载低于极限强度时，微裂隙呈随机分布显张性特征，当荷载超过强度极限时，岩石中才出现与最大主压应力斜交的剪破裂面。 （二）塑性变形微观机理 晶内滑移和晶粒边界滑动，是岩石产生塑性变形的微观机理。 晶内滑移：晶内滑移由位错和双晶滑动为超显微变形特征。为错又细分为刃型、螺型及混合型等，其中以刃型位错最常见。 当滑移作用产生之后，滑移面的一侧与另一侧成镜像对称关系时，称双晶滑动。 底盘 A B 滑动面 AB AB （Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）（Ⅴ）（Ⅵ） （A） （B） g1 g2 g3 g4 g1 g2 g3 g4 P11 褶皱构造 褶皱是地壳中一种最基本的构造型式和最引人注目的地质现象。褶皱是由岩石中的各种面（即层面、面理等）的弯曲而显示的变形。褶皱构造是地壳岩石发生了塑性变形的表征。
褶皱的基本类型
褶皱要素
褶皱分类
褶皱的组合型式
褶皱作用
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一、褶皱的基本类型
褶皱的形态多种多样，但从单一褶皱面的弯曲看，基本形态有两种：背形和向形。背形是指褶皱面上凸式弯曲；向形是指褶皱面下凹或弯曲。也有一些褶皱面既不上凸也不下凹，而是凸向旁侧的中性褶皱。
背形 向形 中性褶皱
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根据褶皱的形态和组成褶皱的地层面向，将褶皱进一步分为两种基本类型：背斜和向斜。
背斜：核部由老地层、翼部由新地层组成的褶皱。
向斜：核部由新地层翼部由老地层组成的褶皱。
C1 C2 D2 D3
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二、褶皱要素
褶皱要素是褶皱的基本组成部分，褶皱要素主要有：核、翼、拐点、翼间角、转折端、枢纽、脊线和槽线、轴面
翼 轴迹 脊线 枢纽 转折端 冀 轴面 翼 槽线 轴迹 转折端 拐点 轴面 核
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三、褶皱的分类
1．依据转折端形态分类
褶皱转折端的形态有圆弧状、尖棱状、箱状等。据此将褶皱描述为以下几种：圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、挠曲
圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、挠曲
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2．依据轴面产状分类
此外，根据轴面产状和两翼产状，还可将褶皱描述为以下几种：直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱翻卷褶皱。
直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱
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3．褶皱的位态分类
褶皱在空间的位态取决于轴面和枢纽的产状。据此，可将褶皱分为七种类型：
Ⅰ直立水平褶皱 Ⅱ直立倾伏褶皱 Ⅲ倾竖褶皱 Ⅳ斜歪水平褶皱 Ⅴ斜歪倾伏褶皱Ⅵ平卧褶皱 Ⅶ斜卧褶皱
N N N N N N
90° 80° 转面倾角 20° 0° 0° 10° 枢纽倾伏角 70° 90°
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
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四、褶皱的形态分类
褶皱形态的变化主要反映在各褶皱面形态的相互关系和褶皱层的厚度变化上。据此，对褶皱进行形态分类：
根据组成褶皱的各褶皱层的厚度变化和几何关系可将褶皱分为：
平行褶皱：褶皱面作为平行弯曲，同一褶皱层的厚度在褶皱各部分一致，也称为等厚褶皱，弯曲的各层具有一曲率为中心，又称为同心褶皱。
相似褶皱：组成褶皱的各褶皱面作相似弯曲，各面的曲率相同，但没有共同的曲率中心。褶皱的形态随着深部的变化仍保持一样。各褶皱层的厚度发生变化，具体表征为两冀变薄转折端加厚。
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4．褶皱层的等斜线型式及其类型：
Ⅰ类：这类褶皱的等斜线向内弧收敛，内弧曲率总大于外弧曲率，外弧倾斜度总小于内弧倾斜度。根据等斜线的收敛层度，再细分为三个亚型：IA型：等弧线向内弧强烈收敛，各线长短判别极大，内弧曲率远大于外弧曲率，为典型的顶薄褶皱；IB型：等倾斜线向内弧收敛，并与褶皱面垂直，各线长短大致相等，褶皱层真厚度不变，内弧曲率仍大于外弧曲率，为典型的平行褶皱；IC型：等斜线相内弧轻微收敛，转折端等倾斜线比两翼附近的要略长一些，反应两翼厚度有变薄的趋势，内弧曲率略大于外弧曲率。这是平行褶皱向相似褶皱的过渡型式。
Ⅱ类：等斜线互相平行且等长，褶皱层的曲弧和外弧的曲率相等，及相邻褶皱面倾斜度基本一致，为典型的相似褶皱。
Ⅲ类：等斜度向外弧收敛向内弧散开，呈倒扇状，及外弧曲率大于内弧曲率，为典型的顶厚褶皱。
yx yx yx 270° 50° 40° 60° 70° X Y X Y x y x y
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5．褶皱描述-正交剖面口
褶皱形态的描述常依据剖面特征，常见剖面类型为水平、铅直与正交，但只有正交剖面才反映褶皱的真实形态。
铅直剖面：与水平面垂直的剖面。
水平剖面：与水平面平行的剖面。
正交剖面：正褶皱枢纽垂直的剖面。
铅直剖面 正交剖面 水平剖面 褶皱面
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四、褶皱的组合型式
1．阿尔卑斯式褶皱
阿尔卑斯式褶皱（Alpinotype folds）又称全形褶皱。其基本特点是：一系列线状褶皱成带状展布，所有褶皱的走向基本上与构造带的延伸方向一致；在整个带内的背斜和向斜呈连续波状，基本同等发育，布满全区；不同级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜。复背斜和复向斜是一个两翼被一系列次级褶皱所复杂化的大型褶皱构造。在一平面上观察，如其中央部位的次级褶皱的组成地层老于两侧次级褶皱的地层，则为复背斜。反之，其中中央部位的次级褶皱组成的地层新于两侧次级褶皱组成的地层，则为复向斜。
高家 P D S O ∈3 三道峡 ∈1-2 碟家山 Z ∈3 ∈1-2 Z 汤家峡 ∈3 ∈1-2 O S S D P T 三义峡
Pτ3m Pτ2x Pτ2m Pτ3w ∈1 d Pτ3m 五指岭 Pτ2m Pτ3m Pτ2m SE 0-20cm
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2．侏罗山式褶皱
侏罗山式褶皱（Jura type folds）又称过渡型褶皱。侏罗山式褶皱的代表性构造是隔档式与隔槽式褶皱。隔档式褶皱又称流状褶皱，由一系列平行褶皱组成，其特征是背斜紧闭，发育完整，而两个背斜之间的向斜平缓开阔；隔槽式褶皱与前者相反，特征是向斜紧闭且发育完整，而两个向斜间的背斜平缓开阔，常呈箱状。此外，还有类侏罗式褶皱如雁列式褶皱（如右图）。
3．日尔曼式褶皱
日尔曼式褶皱（Gemanotype folds）又称断续褶皱。这类构造发育于构造变形十分轻微的地台盖层中以卵圆型穹窿、拉长的短轴背斜和长垣为主。褶皱翼部倾斜极缓，甚至近于水平但规模可以很大，延长可以数十公里计。穹窿或长垣可以弧零零的产出于水平岩层之中，所以向斜和背斜不同等发育，而且空间展布常无一定方向性；有些穹窿或长垣也可稍呈有规律的定向排列（如右图）。
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五、叠加褶皱
叠加褶皱又称重褶皱，是指已经褶皱的岩层再次弯曲变形而形成的褶皱。
1．早晚期均为直立褶皱，枢纽近于垂直的非共轴叠加褶皱作用及平面干涉图像。
P24
2．早期平卧褶皱，晚期直立褶皱，枢纽近于垂直的非共轴叠加褶皱作用及平面干涉图象。
P24
3．2．早期平卧褶皱，晚期直立褶皱，枢纽近于平行的共轴叠加褶皱作用及平面干涉图象。
P25
六、褶皱作用
（一）纵弯褶皱作用：岩层受到与水平面平行的应力作用而发生弯曲的行为称为纵弯褶皱作用。它具体涉及中和面褶皱作用，纵弯滑、纵弯流褶皱作用以及压扁作用。
1．中和面褶皱作用：该类型褶皱作用主要发生在韧性差较大的岩石中强岩层内，其应变和变形具下述特点。
（1）应变特征：褶皱面上部表征——拉伸作用，褶皱层下部表征压缩作用；褶皱层中部有一个无应变的中和面。
（2）变形特征：褶皱面上部发育的劈理平行与层面，但褶皱层下部发育的劈理面垂直于层面；褶皱层上部的张裂垂直于层面，褶皱层下部的张裂平行层面；在褶皱层上部和下部发育的剪裂构造，均与层面呈斜交共轭关系。
中和面 初始单元体 应变分布型式
劈理 剪裂 张裂
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2．纵弯滑褶皱作用
通常发生在薄层状岩层组成的岩石之中，通过平行层面的褶皱作用，进行抗弯曲调节，导致层与层产生滑移运动。
3．纵弯流褶皱作用
主要发生在韧性较高的岩层中，通过层面组成矿物的流动作用抗弯条节，导致岩层产生厚度变化。
弯滑褶皱作用 弯滑褶皱作用
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4．压变作用
在纵弯褶皱形成过程中，平行岩层的压扁作用贯穿始终一直存在，但详细可分褶皱前和褶皱时两个阶段。褶皱前的压扁作用，使岩层均匀缩短且厚度均匀增大；褶皱时的压扁作用，使褶皱层在翼部变薄，在核部增厚，最终形成相似褶皱形态。
A B
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（二）横弯褶皱作用
岩石受垂直水平面的应力作用而形成褶皱的作用方式具体设计底劈和同沉积作用。
ε底劈作用：以高塑性岩层为变形介质，受力度导致引起的浮力和岩浆上浸以及岩岩物质的上升作用控制形成。
底劈上浮岩层顶部断层的模拟实验图示
P29
（三）剪切褶皱作用
又称滑褶皱作用，它是指岩层沿着一系列与层面不平行的密集的剪切面发生差异运动而形成“褶皱”的作用。
不对称膝折 对称膝折 共轭膝折
通过剪切作用形成的褶皱
P30
断裂构造 岩石受力而破坏后裂开的现象叫做断裂，依据断裂面两侧岩块的相对位移大小通常将断裂构造分为节理和断层两大基本类型。
一、节理
节理的概念：没有显著位移可见明显破裂的断裂构造。
节理 断层
P31
1．节理的分类
1）依据节理与岩层产状关系分类
走向节理：节理走向与岩层走向一致或近相一致的节理。
倾向节理：节理走向与岩层倾向一致而近相一致的节理。
斜向节理：节理走向与岩层走向斜交的节理。
顺层节理：节理产状与岩层产状一致或近相一致的节理。（包括走向、倾向、与倾角）
走向节理 斜向节理 顺层节理 倾向节理
P32
2）依据节理产状与褶皱关系分类
纵节理：节理走向与褶皱轴向一致。
横节理：节理走向与褶皱轴向直交。
斜节理：节理走向与褶皱轴向斜交。
横节理 斜节理 纵节理
P33
3）依据节理的力学性质分类
剪节理：受剪应力作用形成的节理
张节理：受张应力作用形成的节理
P44
1．共轭节理
受同一应力场作用在岩层中形成两组相交的节理系统称共轭节理。利用共轭节理可确定点应力状态，可分析区域应力场特征。共轭节理的研究在节理构造中占有十分重要的地位。
1）共轭节理发育特征
共轭剪裂角（2θ）〈90°的共轭节理：发育在偏脆性的花岗岩中。
共轭节理（2θ）=90°的共轭节理：发育在脆性塑性偏中的沙岩层中。
共轭剪裂角（2θ）〉90°的共轭节理：发育在偏塑性泥质岩中。
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3）确定挤压象限
依据追踪张节理：利用或追踪两组剪节理而形成的剧齿状张节理在露头尺度上每每可见，其走向方位一般为压应力作用方向。
依据临节理次级构造：在某些情况下，因为剪节理的微小位移而导致临近场所发育次级微型张裂或者是微型褶皱，此时，借助它们与剪节理所持空间关系，可鉴别剪节理运动特征，进而可厘定挤压方向。
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一、断层
位居破裂面两侧的岩块发生了显著位移的断裂构造。
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1、断层几何要素：包括断裂及断盘。断层面是岩块断开，并沿其滑动的破裂面；当断面为倾斜的产状时，位居断面上侧的岩块称上盘，位居断面下侧的岩块称下盘；当断面为直立产状时，则采用东盘、西盘、南盘、北盘等术语进行描述。
下盘 上盘 北盘 南盘 西盘 东盘
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2．断层位移：由于断层位移的测定受不同条件限制，因此，设计下述基本术语。
1）滑距：指断层两旁岩块的实际位移，包括总滑距，走向滑距，倾向滑距，其中，位移轨迹的实际距离称总滑距，走向滑距是总滑距在断面走向线上的分量，倾向滑距是总滑距在断面倾向线上的分量（称地质常用）。
2）平错与落差：平错是总滑距在倾向方位的水平投影长度（也称水平滑距），落差是总滑距的沿直距离。
AＢC D 断层的滑距，平错与落差 A B——总滑距 BC——走向滑距 AC——倾向滑距 DC——平错 AD——落差
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3）地层段距：在垂直于被错开岩层的剖面上进行观察而获取的段距。此时，断层两盘对应层间的垂直距离HO呈垂直地层断距，对应层之间的沿直距离HG，呈沿直地层段距，对应层之间的水平距离HF，呈水平地层段距。
HG O F HO——垂直地层段距 HG——沿直地层段距 HF——水平地层段距
P50
4）视地层段距：当观察剖面垂直于段层走向时，所见段距称视地层段距。此时，段呈两盘对应层间的垂直距离H’ O’，称视垂直地层断距；对应层之间的沿直距离H’G’，称视铅直地层断距；对应层之间的水平距离H’F’，称视水平地层断距。
H’G’ O’F’
P51
3．断层分类：主要依据下列因素进行分类，通常包括下述基本类型
1）根据断层轴向与沿层轴向关系
（1）走向断层：与岩层轴向平行的断层
（2）倾向断层：与岩层趋向平行的断层
（3）斜向断层：与岩层轴向斜交的断层
（4）顺层断层：断面与岩层层面基本一致的断层
走向断层 顺层断层 斜向断层 横向断层 C D P S
P52
2）根据断层轴向与褶皱轴向关系
（1）纵向断层：与褶皱轴向平行的断层
（2）横向断层：与褶皱轴向垂直的断层
（3）斜向断层：与褶皱轴向斜交的断层
斜断层 横断层 纵断层 C D
P53
3）按两旁岩块的相对运动特征
（1）正断层（A）：上盘向下、下盘向上运动的断层
（2）立断层（B）：上盘向上、下盘向下运动的断层
（3）平移断层（C）：两盘岩块作相对水平运动的断层
（4）逆—平移断层（D）：上盘向上斜冲，下盘向下斜落的断层
（5）正—平移断层（E）：上盘斜落，下盘斜伸运动的断层
A B C D E
P54
飞来峰与构造窗：在地质构造中是最精彩的现象，它们的形成以大型力冲推覆构造为前题，最终由风化剥蚀作用而造就。欲深刻理解这一构造现象的实质必须劳记动化演示的全过程。此外，还必须弄清“原地”和“外来”系统的概念。
A B C 构造窗 飞来峰 推覆体 原地岩体
P55
4．断层效应：当倾斜岩层中形成倾向、斜向正（逆）断层及平移断层，并经过移平作用，在平面（剖面）上可看到水平（垂直）运动的假象标志错觉，这一构造现象即所谓狭义断层效应。
（1）正（逆）断层引起效应：剖面升降运动，导致平面水平运动假象
a b c d A B
P55
（2）平移断层引起效应：平面水平位移导致剖面升降运动假象
A B
P56
（3）横断层错断斜歪褶皱引起效应：两盘岩块中剖面升降运动平面上看到的褶皱足迹，据水平错动假象。
P57
5．断层地貌标志：原大型陡直断面剥蚀而形成的峭壁，称断层崖。如同时或叠加有垂直压面的水流侵蚀作用，则进一步形成具三角形态的所谓断层三角面陡壁地貌。
P58
6．断层两旁运动方向的确定：利用断层两盘地层的相对新老关系，判断两旁岩块的相对升降运动特点是每一构造学者必须具备的基本常识。
一般视新地层出入盘为下降运动盘，但是，当直立或陡倾正常岩层比缓区断面切割时，其新地层出入盘则为上升运动盘。
1）新地层出入盘为下降运动盘的情况，包括下述七种情况
（1）水平岩层（正断层）
P58
（2）正常倾斜岩层（反倾正断层）
（3）正常倾斜岩层（反倾立断层）
P59
（4）正常倾斜岩层，同倾正断层（断面倾角大于岩层倾角）。
（5）正常倾斜岩层，同倾立断层（断层倾角蛎于岩层倾角）。
P60
（6）倒转地层，同倾正断层
（7）倒转地层，同倾立断层
P61
1）必须注意的是下列四种情况是反映新地层为上升盘的非常情况
（1）在岩层陡区，层序正常，缓区断面似乎无地层缺失的情况下：
（2）在岩层陡区，层序正常，缓区断面缺失大量地层的情况下
S D P C 1234567
P62
（3）在岩层直立，断面缓区，上盘为老地层情况下；
（4）在岩层直立，断面缓区，上盘为新地层情况下；
S D C P T
P63
劈理和线理 劈理多发育在强烈变形轻度变质的岩石里，具明显的各向异性，常常与褶皱、断层（剪切带）和区域性流变构造在几何上或成因上有密切的关系。在变形强烈的地区，各种劈理往往产出于更大规模的褶皱，断层和韧性剪切带中。
线理是岩石中发育的具透入性的线状构造，可分小型线理和大型线理。本课件只介绍大型线理中的石香肠（如左图），杆状构造和小型线理中的拉伸线理。
P64
一、劈理
1．概念
劈理是构造研究的重要对象，为广泛好育的面状构造（简称面理）、常见类型之一，欲知劈理，必须首先知道面理。
面理：泛指地质体中发育的具有面状形体的面状构造。总体分原生、次生、两类成因，具体可通过沉积、变质、岩浆活动以及构造变动等作用形成。实际涉及面理、流面、片理、片麻理、劈理和各种破裂面等类型。一般表征矿物组分的分成、颗粒大小变化、矿物的定向排列、以及显微构造组合等特点。
劈理 线理
P65
劈理：与变形变质作用相关，发育在岩层或岩体中，表征密集排列的微破裂或潜在的面状构造。
1．结构要素
劈理域：多见为深色条带，表征微破裂或显微构造变质条带，一般由新生云母及亚融残余矿物组成。
微劈石：夹持在劈理域间的岩石薄片。
P66
2．劈理成因分配
1） 破劈理：劈理为微细张裂或张剪性裂面构成：微劈石中矿物无显著变形及变质
2）劈理域具视为破裂面，微变质带：微劈石中显微级的褶皱构造一般较发育。
3）流劈理：劈理或微劈石的界面不甚明显，二者均由变晶定向矿物组成，但前者柱状、片状矿物居多，后者以粒柱状矿物为主。
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4．当今流行分类
强调依据几何结构特征进行描述和分类
P68
5．劈理的应变意义
劈理与褶皱的关系：在强烈变形地区，绝大多数劈理与褶皱同期发育，劈理大致平行于褶皱轴面同时表明劈理产状通常垂直于最大压缩方向。
P69
劈理与褶皱及岩性组合关系：在强烈变形地区如变形介质具有软硬相兼或互层结构特征。此时，发育在强岩层中的劈理常形成向背斜核部收敛的扇形劈理；发育在弱岩层中的劈理常形成向背斜核部散开的反扇型劈理。
P70
劈理折射现象：是劈理发育特征与岩石力学性质相关的有力证据。通常在硬岩层中所见劈理为频率较低且产状与层面呈较大交角的破劈理（间隔劈理）；在软岩层中所见劈理为频度较高，且产状与层面呈较小交角的流劈理（连续劈理）。
P71
二、线理
本课件仅展示部分次生线理构造，因为它们是运动学分析的最常见或最重要标志。
1．石香肠构造：形成条件：①在均布载荷变形条件下，能干层遭受垂直挤压和水平拉伸作用，香肠体不能产生。
②在变形箱中，能干层遭受垂直挤压和水平不等伸作用，石香肠体得以产生。
③由此可见，静水压力作用不能形成石香肠，而褶皱作用可以促使石香肠构造形成。
均布载荷σ1≠σ2=σ3。
P72
2．杆状构造形成过程：B型线理，由岩层中夹薄层脉石英或石英经褶皱的辗滚作用而形成。
Q 0 10cm
P73
3．拉伸线理形成机理：a型线理 。由砾石、岩屑、鲕粒等经流动变形被定向拉长而形成。
P74
韧性剪切带 剪切带是指平面状或曲面状的强剪切应变带，其长度与宽度之比至少大于5：1。剪切带是地壳和岩石圈中广泛发育的主要构造类型之一。它们可以在不同层次、不同构造物理环境下发育，其尺度可从超显微的晶格位错到早三代或地盾内几十公里宽和上千公里长的韧性剪切。剪切带的研究不仅是造山带研究的重要组成部分，而且大大推动了对整个研究圈构造以及全球构造动力学的研究，是当代构造学和岩石学研究的热点和前缘之一。
剪切带的基本类型和概念 韧性剪切带的结构要素 韧性剪切带内的变形特征 韧性剪切带运动方向的确定
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一、剪切带的基本类型和概念
韧性剪切带是岩石是塑性状态下发生连续变形的狭窄高应变带。典型的韧性剪切带内变形状态从一壁穿过剪切带另一壁是连续的，不出现破裂和不连续面，带内变形和两盘的位移完全有岩石的塑性流动或晶体内部的变形来完成，并遵循不同的塑性或粘性蠕变律。因此，剪切带具有“似断非断、似褶非皱”的特征。
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根据剪切带的几何产状和运动方式，可将剪切划分为走滑（平移）型剪切带、推覆（逆冲）型剪切带和滑覆（振断）型剪切带等三种类型。
根据剪切发育的无理环境和变形机制的不同、又可将剪切带划分为（图5-1）：脆性剪切带（断层或断裂带）、脆—韧性过渡型剪切带和韧性剪切带。
A B C D 韧性剪切带的类型
A．脆性剪切带 B. 脆—韧性剪切带 C. 韧—脆性剪切带 D.韧性剪切带
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上述三种剪切带反映了它们的形成时岩石的力学性质的差异，也反映了地壳和岩石圈不同层次、不同物理环境和不同流变机质条件下岩石的硬变局部化特征。在空间和时间上，它们有着紧密的联系，则可以互相转换或过渡。
一条大型断裂带的双层结构模式
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二、韧性剪切带的结构要素
韧性剪切带有两个基本结构要素，其一为S面理，其二为C面理或糜棱面理。
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三、韧性剪切带内的变型特征
（1）a型褶皱和鞘褶皱：a型褶皱是褶皱轴与拉伸线理平行的褶皱，可以由剪切作用直接形成，或是由b型褶皱随着剪切变形的加剧改造而成，一般发育在剪切带的中心部位。鞘褶皱是a型褶皱的一种特殊类型，其褶皱轴与拉伸线理平行，形似剑鞘，常呈扁圆状或舌状，甚至圆筒状，多为不对称褶皱，原剪切方向拉的很长。
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（2）糜棱岩：韧性剪切带内的变形岩石一般形成糜棱岩系列。糜棱岩系列岩石的重要特征是具有流动构造，矿物经受了塑性变形，并由塑性变形导致明显的重结晶及强烈的优选方位。糜棱岩通常具有以下三个方面特点：①颗粒减小；②出现在狭窄的带内③出现强化面理（流动构造）和线理。随着糜棱岩化程度的增高可将糜棱岩进一步划分为粗糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩。随着片形后重结晶的增高，糜棱岩中的细小颗粒因重结晶而增大，并有一些新生矿物出现，使糜棱岩转变形成各种结晶片岩。机制以重结晶作用为主的糜棱岩可根据结晶程度和结晶颗粒的大小可分为千糜岩、构造片岩和构造片麻岩。
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四、韧性剪切带运动方向的确定
韧性剪切带的运动方向的确定标志主要有：被错开的岩脉或标志层（A）、不对称的褶皱（B）、壳褶皱（C）、S—C面理（D）、“云母鱼”构造（E）、旋转碎斑系（F、G）、不对称的压力影（H）、“多米诺骨牌”构造（I）、曲颈状构造（J）等。
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雷达卡
发表于 2010-11-13 21:16
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