構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-第5章-劈理節(jié)理與線理-西北大學(xué)-國家級精品課程

1、西北大學(xué)國家級精品課程,構(gòu)造地質(zhì)學(xué),西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系,第5章 劈理、節(jié)理與線理,背景圖片為北愛爾蘭玄武巖中的柱狀節(jié)理,本章主要內(nèi)容,一、劈理 1. 劈理的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與分類 2. 劈理的成因 3. 面理置換二、節(jié)理 張節(jié)理與剪節(jié)理的概念與特點(diǎn)三、線理 1. 小型線理與大型線理的主要類型 2. 線理的成因,背景圖片為大別山佛子嶺水庫東側(cè)佛子嶺群中的劈理,一、劈理,一、劈

2、理,劈理是一種將巖石按一定方向分割成平行密集的薄片或薄板的次生面狀構(gòu)造。,安徽霍山縣諸佛庵長英質(zhì)片麻巖中的劈理,,1．劈理的結(jié)構(gòu),域結(jié)構(gòu)：巖石中劈理域和微劈石相間平行排列。,劈理域是由層狀硅酸鹽或不溶殘余物質(zhì)富集成的平行或交織狀薄條帶或薄膜。微劈石是夾于劈理域間的窄的平板狀或透鏡狀的巖片，亦稱透鏡域。,,一、劈理,2．劈理的分類,（1）結(jié)構(gòu)與成因分類（傳統(tǒng)分類） 把劈理分為流劈理、破劈理和滑劈理。,流劈理：泛指巖石在變

3、質(zhì)固態(tài)流變過程中新生的平行面狀構(gòu)造，是巖石內(nèi)部組分發(fā)生壓扁、拉長、旋轉(zhuǎn)和重結(jié)晶作用的產(chǎn)物。,,一、劈理,破劈理是指巖石中一組密集的剪破裂面，裂面定向與巖石中礦物的排列無關(guān)。,破劈理,長石綠泥石砂巖,請注意：微劈石的寬度與巖性有關(guān),,一、劈理 2．劈理的分類 (1)結(jié)構(gòu)與成因分類,安徽省巢湖鳳凰山鵝頭崖逆斷層下盤五通組（D3w）石英砂巖中的破劈理,,,S0,S1,,一、劈理 2．劈理的分類 (1)結(jié)構(gòu)與成因分類,滑劈理：或應(yīng)變滑劈、

4、褶劈理，發(fā)育于先存面理的巖石中，是一組切過先存面理的差異性平行滑動面?；瑒用鎸?shí)為滑動帶，構(gòu)成劈理域。一般把巖石形成時的原始面理（層理）標(biāo)定為S0，把第一期變形過程中形成的面理（劈理）標(biāo)定為S1，把第n期變形過程中形成的面理標(biāo)定為Sn?；碇辽賾?yīng)該是S2。,,一、劈理 2．劈理的分類 (1)結(jié)構(gòu)與成因分類,,,S1,S2,龍門山鈣質(zhì)片巖中的滑劈理（S2）,,一、劈理 2．劈理的分類 (1)結(jié)構(gòu)與成因分類,,一、劈理 2．劈

5、理的分類 (1)結(jié)構(gòu)與成因分類,,,S1,S2,新疆阿克陶縣奧依塔克元古界鈣質(zhì)片巖中的劈理,由于微劈石中先存面理一般均發(fā)生彎曲而形成各式各樣的揉皺，因而稱褶劈理。,褶劈理（S2）示意圖,,,一、劈理 2．劈理的分類 (1)結(jié)構(gòu)與成因分類,（2）劈理的結(jié)構(gòu)形態(tài)分類 根據(jù)劈理化巖石內(nèi)劈理域及其特征能識別的尺度，把劈理分為連續(xù)劈理與不連續(xù)劈理。 連續(xù)劈理：凡巖石中礦物均勻分布，全部定向，或劈理域?qū)挾葮O小，以

6、致于只能借助顯微鏡才能分辨劈理域和微劈石的劈理。又進(jìn)一步分為板劈理、千枚理和片理。前述的流劈理即屬于連續(xù)劈理。 不連續(xù)劈理：劈理域在巖石中具有明顯間隔，用肉眼就能直接鑒別劈理域和微劈石的劈理。又進(jìn)一步分為褶劈理和間隔劈理。前述的破劈理和滑劈理就屬于不連續(xù)劈理。,,一、劈理 2．劈理的分類 (2)結(jié)構(gòu)與形態(tài)分類,3．劈理的成因,機(jī)械旋轉(zhuǎn)：片狀、板狀礦物在應(yīng)力作用下的旋轉(zhuǎn)造成定向，形成劈理域。重結(jié)晶：片狀、板狀礦物在應(yīng)力

7、作用下的定向重結(jié)晶造成定向，形成劈理域。壓溶作用：在垂直最大壓縮方向的顆粒邊界上被溶解出的物質(zhì)向低應(yīng)力區(qū)遷移和堆積。晶體塑性變形：變形巖石中礦物顆粒通過晶體塑性變形作用， 促使扁平狀或長條狀顆粒沿著應(yīng)變橢球體XY主應(yīng)變面平行排列，獲得晶體優(yōu)選方位，從而構(gòu)成了巖石中連續(xù)的面理或流劈理。,,一、劈理,秦皇島地區(qū)寒武系張夏組鮞狀灰?guī)r中的縫合線,,一、劈理 3. 劈理的成因,壓溶作用能較好地解釋板劈理、褶劈理和破劈理的形成過程。,,,,

8、,,,S1,S2 (褶劈理),S1,(先存流劈理),壓溶作用對褶劈理成因的解釋,縮短量10％,30％,50％,60％,,一、劈理 3. 劈理的成因,4．面理置換,在巖石的變形過程中，新形成的面理取代先存面理的現(xiàn)象。新形成的面理往往是劈理，而先存面理可以,新疆阿克陶縣克孜勒塔格J1砂巖中的面理置換,,原生層理(S0),,破劈理(S1),是劈理（如流劈理），也可以是層理。,,一、劈理,二、節(jié)理,節(jié)理是巖石中沒有明顯位移的裂隙。,1．節(jié)

9、理的分類（1）根據(jù)節(jié)理與巖層產(chǎn)狀或伴生褶皺的相互關(guān)系分類,（2）根據(jù)節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)分類,根據(jù)形成節(jié)理時的力學(xué)性質(zhì)可以把節(jié)理分為剪節(jié)理和張節(jié)理。這是相對重要的分類方案。,新疆烏恰縣庫孜貢蘇河K1砂巖中的X形共軛剪節(jié)理,,二、節(jié)理 1．節(jié)理的分類,剪節(jié)理的特點(diǎn)：,①節(jié)理面產(chǎn)狀較穩(wěn)定， 沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn)；②節(jié)理面較平直光滑，有時具有因剪切滑動而留下的擦痕；③發(fā)育于礫巖和砂巖等巖石中的剪節(jié)理一般切穿礫石；④典型的剪節(jié)理常呈共軛

10、“X”型節(jié)理系；⑤主剪裂面由羽狀微裂面組成，羽狀微裂面與主剪裂面的交角一般為10°~15°,相當(dāng)于巖石內(nèi)摩擦角的一半，其銳角指示本盤錯動方向。該特征常用于應(yīng)力分析。,,二、節(jié)理 1．節(jié)理的分類 （2）根據(jù)節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)分類,張節(jié)理是由張應(yīng)力產(chǎn)生的破裂面。特點(diǎn)：,①產(chǎn)狀不太穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)；②節(jié)理面粗糙不平，無擦痕； ③常繞過礫石和粗砂粒；④節(jié)理面多開口，常被礦脈充填； ⑤多條張節(jié)理呈不規(guī)則樹枝

11、狀或鋸齒狀、共軛雁列狀及放射狀、同心圓狀； ⑥尾端變化極不規(guī)則。,,,北京周口店奧陶系白云巖中沿共軛剪切帶形成的兩組雁列張節(jié)理,,二、節(jié)理 1．節(jié)理的分類 （2）根據(jù)節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)分類,2．發(fā)育在巖漿巖中的柱狀節(jié)理,柱狀節(jié)理與熔巖流面垂直，巖柱體橫斷面多呈六邊,,形，也有呈五邊形、四邊形者。其成因一般認(rèn)為與熔巖流冷縮有關(guān)。 柱狀節(jié)理主要發(fā)育在玄武巖中。福建漳州也有很好的柱狀節(jié)理,美國加利福尼亞玄武巖中的柱狀節(jié)

12、理右下方小圖是巖柱體橫斷面,,二、節(jié)理,河北省撫寧縣張巖子閃長玢巖中的柱狀節(jié)理,,二、節(jié)理 2．發(fā)育在巖漿巖中的柱狀節(jié)理,三、線理,線理是巖石中發(fā)育的一般具有透入性的線狀構(gòu)造。,礦物集合體定向排列顯示出的拉伸線理,柱狀礦物平行排列而成的生長線理,面理揉皺形成的皺紋線理,交面線理,線理的分類,,三、線理,1. 線理的類型（1）成因分類① 原生線理: 成巖過程中形成的線理。,夏威夷Kilauea的熔巖流,,三、線理,② 次生線理

13、：構(gòu)造變形過程中形成的線理，如拉伸線理、皺紋線理。,龍門山正河地區(qū)西康群中的桿狀構(gòu)造,,三、線理 1．線理的類型 （1）成因分類,（2）線理的形態(tài)分類 ①小型線理：露頭或手標(biāo)本上具有透入性的線狀構(gòu)造，包括拉伸線理、礦物生長線理、皺紋線理、交面線理等。 ②大型線理：大中尺度上不一定具有透入性的線理，包括石香腸構(gòu)造、窗欞構(gòu)造、鉛筆構(gòu)造、桿狀構(gòu)造等。,,三、線理 1．線理的類型,大別霍山縣諸佛庵長英質(zhì)片麻巖中的石香腸構(gòu)造,石香腸

14、構(gòu)造的遞進(jìn)發(fā)展圖示強(qiáng)硬層1、2、3和4的強(qiáng)度按順序遞減，第4層與介質(zhì)的性質(zhì)相同。A?C代表變形的發(fā)展方向。,巖石強(qiáng)度的差異對線理構(gòu)造的影響－－以石香腸構(gòu)造為例,河北省撫寧縣山神廟奧陶系灰?guī)r中的擦痕,河南省盧氏縣石槽溝北黑云斜長變粒巖的兩組皺紋線理,大別霍山縣諸佛庵長英質(zhì)片麻巖中的石香腸構(gòu)造,石香腸構(gòu)造的遞進(jìn)發(fā)展圖示強(qiáng)硬層1、2、3和4的強(qiáng)度按順序遞減，第4層與介質(zhì)的性質(zhì)相同。A?C代表變形的發(fā)展方向。,巖石強(qiáng)度的差異對線理構(gòu)造的影響

15、－－以石香腸構(gòu)造為例,(3)線理的運(yùn)動學(xué)分類,① A型線理：線理延伸方向與物質(zhì)運(yùn)動方向平行的線理，如擦痕和拉伸線理。② B型線理：線理延伸方向與物質(zhì)運(yùn)動方向垂直的線理，如皺紋線理、桿狀構(gòu)造等。,,三、線理 1．線理的類型,2. 線理的疊加,河南省盧氏縣石槽溝北黑云斜長變粒巖的兩組線理,思考題,1. 劈理按成因可以分為哪幾種類型？2. 如何利用層間劈理確定地層層序和背向斜的位置？3. 劈理與褶皺、斷層有哪些相互關(guān)系？4. 線理