复习构造地质三.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第八章 岩浆岩体构造研究,1.,协调侵入岩体,(,整合侵入岩体,),：,岩床,岩浆,顺层面、片理面侵入,形成的一种,层状侵入体,。岩体与围岩的接触面平行或近平行围岩层面、片理面。岩床,规模不等,，厚度从几十厘米数十米。甚至可达数百米，侵入岩的成分几乎包括所有的岩性,(,酸性、中性、基性、超基性和碱性都有,),，但,以基性居多,。,第八章 岩浆岩体构造研究,1.,协调侵入岩体,(,整合侵入岩体,),：,岩盘,(,岩盖,),侵入于水平或近水平的岩层中的一种,形似上凸下平的似透镜状,侵入体。岩盘规模一般不大，直径数十米数百米不等。通常认为粘度较大的酸性岩和碱性岩因不易扩散容易形成岩盘，而粘度小的超基基性岩则容易形成岩床。,第八章 岩浆岩体构造研究,1.,协调侵入岩体,(,整合侵入岩体,),：,岩盘,(,岩盆,),侵入于水平或近水平的岩层中的一种,形似下凸上平的盆状侵入体,。岩盘规模一般较大，直径数百十公里数千公里不等。厚度达几百米数千米。通常认为其形成和产出,与构造盆地有关,，主要由基性、超基性岩和碱性岩构成。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,1.,协调侵入岩体,(,整合侵入岩体,),：,岩鞍,侵入于,褶皱转折端虚脱处,的一种,形似马鞍状,的侵入体。岩鞍在平面和剖面上均表现为马鞍状,(,新月形,),，是褶皱构造区代表性的侵入体。岩鞍规模不大，厚几厘米数十米。通常,与褶皱构造同时或稍晚侵入定位,。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,2.,不协调侵入岩体：,岩基,指侵入体占据,地表出露面积,100,km,2,的规模,巨大的,不协调侵入体。其,出露面积与岩体的剥蚀深度,有关。岩基顶部与围岩的接触面倾角较缓，两侧倾角较陡；两侧与围岩接触面一般产状向围岩,(,外,),方向倾斜。,第八章 岩浆岩体构造研究,2.,不协调侵入岩体：,岩基,岩基通常是由花岗岩和花岗闪长岩组成。,它往往沿大的,褶皱构造或复背斜构造的核部,侵入，这类侵入体的分布与区域构造线方向一致，因此，岩基的侵入与分布受区域构造所控制或制约。,第八章 岩浆岩体构造研究,2.,不协调侵入岩体：,岩株 指侵入体占据地表出露面积,100,km,2,的具一定规模的中小型不协调侵入体。,侵入体与围岩接触面一般较陡，形态相对岩基要复杂一些。在,剖面上多表现为蘑菇状。,多沿大断裂呈串珠状断续分布,，,定位于,两组断裂的交汇部位,。组,成岩株的岩浆岩有酸性岩、中性,岩和基性岩、超基性岩。,第八章 岩浆岩体构造研究,2.,不协调侵入岩体：,岩株,规模较小的岩株,(,10,km,2,),又被称为,岩枝,。岩株和岩枝既可以单独存在，也可以是组成岩基的一部分,(,一个分枝,),；岩枝,一般都是岩基或岩株的分枝。,因此，三者本质上并,不存在明显的差异，,只是规模大小的差别。,第八章 岩浆岩体构造研究,2.,不协调侵入岩体：,岩墙,一种明显截切围岩层理、片理等构造的板状或似板状侵入体。,长度从数表明数千米，甚至达数百公里；宽度从数厘米数十米，乃至数公里；向下延伸可达数千米。一般延伸长度大于延伸深度、大大的大于宽度。岩墙多为岩浆,沿节理充填形成,，组成岩墙的成分以基性、超基性岩为主。,喷出岩体的产状,喷出岩体产状根据喷出方式、熔岩性质和熔岩构造形态分,熔岩被、熔岩流、火山锥,熔岩被,(,熔岩盖,),是一种喷发规模大、熔岩展布面积广、厚度大，且厚度比较稳定的,扁平状,喷出岩体。其覆盖面积从数百,km2,上万,km2,，,厚度从数百米数千米。熔岩成分多为基性岩,(,玄武岩,),。分为裂隙式和中心式，前者规模大于后者。,第八章 岩浆岩体构造研究,（二）喷出岩体的产状,喷出岩体产状根据喷出方式、熔岩性质和熔岩构造形态分为：,熔岩被,(,熔岩盖,),是一种喷发规模大、熔岩展布面积广、厚度大，且厚度比较稳定的,扁平状,喷出岩体。其覆盖面积从数百,km,2,上万,km,2,，,厚度从数百米数千米。熔岩成分多为基性岩,(,玄武岩,),。分为裂隙式和中心式，前者规模大于后者。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,（二）,喷出岩体的产状,熔岩流,为一种成,带状展布,的熔岩体。一般局限在一个宽阔的河谷或低洼地带。熔岩流多由中心式火山喷发形成，规模较小，通常呈舌状形态分布，沿流动方向的长度比宽度和厚度要大得多。熔岩表面比较平整，而底面随下伏地形变化起伏不平。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,（二）,喷出岩体的产状,火山锥,火山喷发物围绕火山通道,(,火山口,),堆积成的锥状体。它是一种中心式火山喷发的产物，其形态取决于火山通道,(,口,),喷发的猛烈程度,(,爆发指数,),和熔岩的物化性质。根据组成火山锥的,火山喷发物质成分的不同,，可将火山锥划分为,火山渣锥、火山碎屑锥、熔岩锥和复合锥,四类。,第八章 岩浆岩体构造研究,岩浆岩体产状受多种因素的影响（诸如,围岩的岩性和构造、岩浆的化学成分、物理性质及活动方式；还受古地理古构造环境的一定程度的制约,）其中，,围岩的性质和构造,特征起到主导的作用。岩体产状的构造控制包括,岩体形成前先存构造的控制、岩体形成时的构造变动的影响,和,岩体形成后构造活动的改造。,先存构造的控制主要是控制岩体的,分布,和在一定程度上控制岩体的,产状,和,形态,。,第八章 岩浆岩体构造研究,二、岩浆岩体的原生构造,岩浆岩体的,原生构造,：指岩浆从深部向上,运移,、,侵入,上覆围岩或,喷溢,到地面并逐渐,冷凝固结,形成岩石的整个过程中,所产生的构造。岩浆冷凝固结成为岩石一般经历两个阶段：粘稠的含晶体,(,液态过程中结晶出来的晶体,),的液态岩浆流动阶段，形成,原生流动构造,；冷凝固化阶段，形成,原生破裂构造,。,第八章 岩浆岩体构造研究,（一）,侵入岩体原生流动构造,原生流动构造,岩浆流动过程中，由于岩浆内部某些,先期结晶的矿物颗粒、析离体或捕虏体等,，受岩浆流动影响而发生的,定向排列,。可分为,原生线状流动构造,和,面状流动构造,两类。,第八章 岩浆岩体构造研究,1.,线状流动构造,又称之为,流线,，是由岩体中的,柱状、针状、板状,等矿物,(,如角闪石、辉石、长石等,),的定向排列形成的,线状定向构造,。也可以是由暗色矿物聚集成的纺锤状析离体或长条状俘虏体等顺长轴定向平行排列而构成。流线构造多发育在侵入岩体的,边缘部位和顶部。,线状流动构造形成符合水动力原理。岩浆在流动过程中由于岩体类各个部位流速的不同，从而产生,差异流动,。岩浆中已经结晶的矿物、析离体和俘虏体悬浮在未固结的液态岩浆中，随岩浆的差异流动而在空间上形成,定向平行排列,。因此，,流线的方向在一定程度上反映岩浆的相对流动方向，但并不能指示岩浆流动的绝对方向。,岩浆流动时还受围岩构造性质、区域应力等因素的制约。,第八章 岩浆岩体构造研究,2.,面状流动构造,又称之为,流面,，是由岩浆中的片状、板状、柱状等矿物,(,如云母、角闪石、长石等,),以及扁平状的析离体、俘虏体，在岩浆流动过程中顺流动方向平行排列形成的面状构造。,带状流动构造,也属于面状流动构造，它表现为不同成分的岩石相互成层。或是由于矿物分层集中形成的浅色与暗色岩石条带互层，犹如沉积岩中的层理，实际上是一种“假层理”。,面状构造的形成与岩浆的层流有关，发育在侵入岩体的边缘与顶部；反而在岩浆流动紊乱的侵入岩体的中心不利于流面的发育。这与岩体边缘流动的液态岩浆与固态的围岩之间的磨擦作用有关，两者不同的位态使得岩浆的差异,运动特别明显，致使岩浆流动面大致平行于,接触面。在岩浆向上流动过程中还产生向外,扩张空间的趋势，从而产生向四壁围岩的侧,向挤压，而且愈近接触带挤压愈强，在这种,挤压作用下，片状、板状矿物，析离体、俘,虏体等便垂直挤压力而平行接触面，达到最,稳定的位置。,因此，流面在岩体顶部相对较缓；而在,两侧相对较陡。,第八章 岩浆岩体构造研究,流面与流线的关系,流面和流线在岩体中发育程度并不相同，往往是流面发育时，流线则不显著；反之亦然。,流线只能反映岩浆的相对流动方向，,不能反映岩浆的流动面和侵入岩体与围岩的接触面形态。,流面只能反映接触面形态产状，,而不能指示岩浆流动方向,。,第八章 岩浆岩体构造研究,流面与流线的关系,如果流面和流线能同等发育，且流线发育在流面之上,，则可以利用,流面来判断岩体与围岩的接触面的形态和产状；还可以利用流线来确定岩浆的相对流动方向。,流线在流面上既可以是水平的，也可以是侧伏的，甚至是直立的。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,（二）,侵入岩体原生破裂构造,原生破裂构造,岩浆晚期冷凝阶段所形成的破裂。,原生破裂构造包括六类：,1,.,横节理,(,Q,节理,),节理面,垂直于流线,，故其产状随流线产状变化而变化。横节理具,张节理性质,，裂面粗糙、断面较陡。形成于冷凝早期阶段，因此常被残余岩浆或后期热液物质充填。一般认为横节理是岩浆流动导致的水平拉伸作用所形成。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,2.,纵节理,(,S,节理,),节理面,平行于流线,，故其产状也随流线产状变化而变化。纵节理具,张节理性质,，裂面粗糙、断面较陡。常发育在侵入岩体的顶部流线比较平缓的部位。其形成可能与侵入岩体沿自身的长轴方向发生的拉张作用有关。,第八章 岩浆岩体构造研究,3.,层节理,(,L,节理,),节理面,平行于流面,，产状比较平缓。,常发育在侵入岩体的顶部，与岩体顶部的接触面平行,，可以概略指示岩体顶部接触面的产状。其形成与侵入岩体垂直接触面方向上的冷凝收缩作用有关，故层节理亦属,张节理,。常有各种岩脉充填其中。,第八章 岩浆岩体构造研究,4.,斜节理,(,D,节理,),节理面,斜交于流面和流线,，常,呈共轭的两组,。节理面较平整光滑，并有擦痕发育。常切割横节理、纵节理，因此斜节理形成相对较晚。斜节理多集中在侵入体顶部，其形成侵入岩体上升挤压围岩作用产生的两组,共轭剪裂面,，进一步演化可以发育成正断层。,第八章 岩浆岩体构造研究,5.,边缘张节理,发育在侵入岩体的边缘接触带，并延伸到围岩之中，节理面向岩体中心倾斜，多呈雁列状排列。边缘张节理是由于向上流动的岩浆与已经冷凝的岩体之间出现,差异的上下剪切作用,，在边缘剪切应力场下，沿,最大张应力作用面,破裂而形成。,第八章 岩浆岩体构造研究,6.,边缘逆断层,与边缘张节理相似，也发育在侵入岩体的边缘接触带，也可延伸到围岩之中，,节理面向岩体中心倾斜，呈叠瓦状排列,。边缘逆断层是由于向上流动的岩浆与已经冷凝的岩体之间出现差异的上下剪切作用，在边缘剪切应力场下，沿两组共轭剪切面中,近水平一组最大剪应力作用面,破裂而形成。,第八章 岩浆岩体构造研究,原生破裂构造并不是所有侵入岩体或同一侵入岩体任何部位都普遍发育的，一般来说，,岩体的边缘部位比中心部位更发育。,原生破裂构造发育的空间方位,(,产状,),，除受岩体形态和原生流动构造产状控制外，还受岩浆侵入时区域构造应力场的影响；形成后的后期构造的改造，也要改变其性质和产状。,第八章 岩浆岩体构造研究,1.,喷出岩体流动构造,流纹构造,指由不同颜色的矿物或火山玻璃组成的微细层状色带。这种构造常出现在,流纹岩中或其它粘度较大的酸性、碱性岩中,，在中性、基性岩中很少见到。流纹构造,(,面,),指示熔岩流动面,(,流面,),产状，但不指示熔岩流动,(,流线,),方向。流纹构造形成是上、下层熔岩的差异流动作用和上覆熔岩对其下流动的熔岩产生的垂直于流纹面的挤压作用,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,流面与流线,与侵入岩体一样，喷出岩体中也发育流动面状和流动线状构造。喷出岩体中的,流面,由板状、片状矿物斑晶和火山灰流的晶屑定向排列组成。喷出岩体中的,流线,由针状、柱状矿物及火山灰的岩屑的定向排列组成。喷出岩体中的,流线构造也可以指示熔岩的相对流动方向；流面构造则指示熔岩表面形态及产状。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,绳状构造,熔岩表面呈,绳索状扭曲,的构造。常见于玄武岩流层面之上。是炽热塑性状态的熔岩的上部表面薄壳受下部熔浆流动影响而发生的,拖拉和卷曲,。,绳状构造所在的面代表熔岩的顶面,；,弧形突出的方向指示熔岩流动的方向。,第八章 岩浆岩体构造研究,（,4,气孔构造和杏仁构造,熔浆自火山通道向外流出时，随温度和压力的降低，其中所含气体逃逸、冷却后在岩石中留下的空洞,气孔构造,；当这些气孔被次生矿物,(,如沸石、玉髓、碳酸盐矿物等,),充填便形成,杏仁构造,。,气孔,杏仁,第八章 岩浆岩体构造研究,气孔构造和杏仁构造的形态,气孔和杏仁的形态多种多样,圆状、椭圆状、管状、蝌蚪状、云朵状，倒滴水状、串珠状和不规则状等等,第八章 岩浆岩体构造研究,根据气孔构造和杏仁构造判断顶底,：,气孔和杏仁在浮岩和火山渣最为发育；,在熔岩表面和底面附近相对集中，集中带大致平行熔岩层面,。一般,底部小而相对少；顶部大而多,。顶底部气孔和杏仁形态不尽相同，根据气孔的分布和形态可以判断熔岩层面位置、顶底面、熔岩喷发次数，岩浆流动方向等,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,2.,喷出岩体的原生破裂构造,枕状构造,为,水下基性熔岩,具有的一种原生构造。单个岩块形似“枕头”状而故名，岩枕形态呈底面平坦，顶部上凸呈表面浑圆的圆状或椭圆状。由,玻璃质的外壳和显晶质的内核,构成。枕状构造内部可见放射状节理，以及含量从内向外减少的气孔。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,枕状构造,当数层岩枕相叠时，枕状构造的底部形态为下部岩枕顶面的铸模，与顶部形态具有明显的差异，故可根据其特征来,判别熔岩的顶、底面,。枕状熔岩的上述特征反映喷溢岩浆是在水下快速冷却形成的，而且枕状熔岩的岩石类型基本上是细碧,(,角斑,),岩，因此，它是一种,代表海底火山喷发的产物。,第八章 岩浆岩体构造研究,（,2,）,柱状节理构造,是玄武岩中常见的一种原生破裂构造，由若干不同产状的节理垂直于熔岩流动面,(,层面,),，将岩石切割成无数个垂直“层理”的多边,(,六边,),柱状体，形如柱体而故名。柱状构造多发育在产状平缓的玄武岩中，典型实例是峨眉山金顶上的金刚嘴柱状构造。,第八章 岩浆岩体构造研究,柱状节理,的形成是,岩浆冷凝收缩,的结果。在熔岩冷凝面上，,熔岩围绕若干个中心冷凝收缩,，从而在两个相邻冷凝中心之间的方向上产生拉张应力，在这种拉张应力作用下便形成一系列,垂直于层面的柱状,(,张,),节理,。从理论上讲，一个冷凝面上各向相等的张应力解除是通过,三组彼此呈,120,交角的无数规则张节理的形成而实现,，因此，柱状张节理大多数是六边形柱体。但由于熔岩性质的不均匀性等其它因素的影响，其断面还有四边形、五边形和七边形等多种形态。,第八章 岩浆岩体构造研究,构造地质学,三、岩浆岩体的次生构造,岩体中的次生构造是指岩体形成后在地壳构造运动作用下产生的形态、产状变化和新的构造变形。（一）岩浆岩体褶皱构造特征 总体来看，岩浆岩体中的褶皱是,很不发育,的，尤其是在侵入岩体中，这是因为岩体中“层理”既不发育，而且也不连续，缺乏形成褶皱的基本条件。在侵入岩体中某些流面和破裂面相对发育的地段也可以发育一些规模不大的开阔平缓的褶皱，岩体中的褶皱是通过这些流面和破裂面的弯曲而呈现出来的。由于这些构造面及其所划分的层不具有新老层序关系，所形成的褶皱只有两种基本类型,背形,和,向形,。,第八章 岩浆岩体构造研究,（一）,岩浆岩体褶皱构造特征 在喷出岩体中，由于喷出岩体的总体产状与其上下沉积地层近于平行，当受后期构造运动作用，可以随上下沉积岩层一同褶皱。褶皱主要通过喷出岩体与围岩的接触面的弯曲而显示出来。这类褶皱形态可以比较紧闭，而且具有新老层序关系，褶皱类型为,背斜,和,向斜,。并且可以反映区域构造特征,(,如构造线方位、构造力和构造应力场作用的方式方向等,),。典型实例是峨眉山的挖断山背斜和桂花场向斜，二叠系峨眉山玄武岩随上下沉积地层一同褶皱，组成了背、向斜的两翼。,第八章 岩浆岩体构造研究,（二）岩浆岩体次生断裂构造特征,岩浆岩体的,次生断裂,(,断层和节理,),构造,是岩体形成后，在构造应力作用下产生的破裂构造。是岩浆岩体中的,最主要的构造型式,，其构造特征及识别标志与产生在层状岩层中的断层基本相同。但由于岩浆岩的岩石力学性质与沉积岩存在明显的差异，因此，它具有一些,特殊的特征,：,第八章 岩浆岩体构造研究,1.,岩浆岩体,岩性均一,，,纵向上差异小,，,缺乏,沉积岩中断裂所具有的明显,对比标志,(,如岩层的错动、重复、缺失等现象,),，确定起来相对困难，,很容易忽视而误以为岩浆岩发育区的构造简单。但通过错断岩脉、相带的分析，仍然可以确定断裂的存在、断距和滑距；,2.,岩浆岩的,岩性强度,相对较,大,、,脆性程度,相对较,高,，在强烈构造应力作用下容易,产生机械破碎,和,动力变质,，从而形成各种类型的,构造岩,和低温构造,动力变质带,。,3.,如果在中深构造层次，岩体受构造力作用，矿物变形容易出现,光性异常,；或细粒化形成,糜棱岩带,而显示,韧性变形,。,4.,岩浆岩体,(,尤其是花岗岩体,),是比较均一的、连续的、坚硬的块状地质体，因此在岩体中常常发育,共轭,(,网格状,),断裂组合,，形成的,断裂面,往往平直，断裂走向和倾向都比较,稳定,。,第八章 岩浆岩体构造研究,四、岩浆岩体构造的观察和研究,岩浆岩体的观察和研究内容主要包括：,岩体产状的恢复；,岩体原生构造和次生构造的观察；,岩体与围岩的接触关系研究；,岩体形成时代的确定；,岩体相带的划分和剥蚀深度的确定；,岩体构造与矿产分布的关系 等等,第八章 岩浆岩体构造研究,2.,岩体形成时代确定,岩体形成时代确定具有重要的理论和实践意义,指导普查找矿和鉴定构造运动时代、期次；当前确定岩体时代的方法主要有,同位素测年和地质年代法,，这里仅介绍后者：,（,1,）根据接触关系,如前所述，当岩体与围岩为：,侵入,接触,岩体形成,晚,于围岩；,沉积,接触,岩体形成,早,于围岩；,断层,接触,岩体形成,早,于断层。,第八章 岩浆岩体构造研究,（,2,）根据岩体特征对比,当岩体侵入到某些尚不能确定的“哑”地层,(,如古老地层、无化石地层,),中，或上覆沉积接触地层已经被剥蚀殆尽，无法利用接触关系来确定岩体形成时代，这时，只有,通过相邻的某些已知时代的岩体进行对比以推测岩体的时代,。对比内容包括原生的结构、构造、矿物成分、矿产、副矿物及其组合、化学成分、微量元素等等，也就是,确定它们的同源性，建立同源岩浆演化的单元超单元系列，根据单元超单元岩体的形成规律确定岩体形成时期，因为同源岩浆演化形成的单元超单元系列基本是同期或同构造期的,。,第八章 岩浆岩体构造研究,（,3,）根据与区域构造运动关系,岩浆活动是构造运动的一种表现形式，岩浆作用总是伴随某一时代的构造运动而产生的。如果,搞清楚控制岩体形成的地质构造的时代，则岩体形成时代也基本确定下来,。野外研究中，要注意岩体与构造的空间几何关系和切割关系，据此即可较准确的确定岩体形成时代。,第八章 岩浆岩体构造研究,（,4,）根据相互穿插关系,在岩体广泛分布区，往往存在,多期侵入的复式岩杂体,，可以根据复式岩体中,相邻两期岩体的相互穿插切割关系确定它们的生成顺序,，其标志是：,具有,冷凝边,的岩体为晚期岩体具有,烘烤边和热接触变质,的岩体为早期岩体；,被,切割,或被穿插的岩体为早期岩体；,具有平行于两岩体接触面的,流动构造,的岩体为较晚期形 成的岩体；,具有,另一岩体成分的俘虏体,的岩体为晚期岩体。,研究岩体形成的先后顺序，对了解一个地区构造岩浆活动演化和构造变动史，以及有针对性找矿都有重要的意义。,一、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,（二）变质岩层的成层构造,（三）叠加褶皱,（四）韧性断层,二、变质岩区的构造解析,（一）变质岩区构造解析的内容和步骤,（二）变质岩区构造解析基础,地质制图,（三）变质岩区构造数据收集与分析,（四）区域构造模式的建立,第九章 变质岩区构造研究,变质岩是三大岩类之一，在自然界有着广泛的分布，特别是前寒武纪区域变质岩，其出露面积几乎占大陆的,17,。其中蕴藏着十分丰富的矿产资源，如铁、铜、金、铀、磷等矿产储量的,2/3,以上都赋存在区域变质岩中，而且多为大型特大型矿床。因此，鉴定区域变质岩的古构造型式，研究各级构造对矿床、矿带的控制以指导矿产预测、勘查和评价，成为变质岩区构造研究的一个重要任务；另一方面，地球科学中的许多重大问题，例如：岩石圈的结构分层和流变性质、深层岩石的构造变动、大陆莫霍面的性质、造山带的结构活动过程与动力学、早期地壳的构成和演化等等，当代地球科学的前沿课题以及岩石学、地球化学和地层学的许多新概念、新内容都同变质岩区研究有着十分密切的关系。所以，变质岩区的构造研究已成为当代地质构造研究工作者特别关注的课题，也是近年来构造地质学领域内发展最快的分枝学科之一。,第九章 变质岩区构造研究,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：,变质岩区，尤其是古老的深变质杂岩区的构造比沉积岩及火山岩区的构造简单得多，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质岩区构造主体的面貌；,另一种观点认为,：变质岩区的构造不但形态、方位极其多样，而且往往是多期变形的产物，它的形成和演化比沉积岩和岩浆岩区的构造复杂得多，这种观点是目前的主流认识。变质岩区构造之所以复杂，主要是它的形成和演化经历了长,(,多,),期的地质历史进程和各种构造热事件，在每一次构造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第九章 变质岩区构造研究,一、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：,1.,新生变质构造广泛出露,在构造热事件过程中，由于变质和变形的共同作用，强烈地改造了原岩的构造面貌，并且在变质固态流动过程中产生一系列新生的面状和线状构造,(,如劈理、片理和线理等,),，因此在变质岩石中出现残余,(,变余,),构造与新生构造共存。,残余构造,(,变余构造,),原生构造或变质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；,新生构造,(,变质构造,),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：,排列和分布的规律性,新生构造作为一种强烈变形的产物，空间的排列和分布的规律性往往比原生构造的规律性更明显，从而在一定的区段内具有统计上的优选方位，而且构造变形的分布和强度常常比较均匀。,新生构造与变形岩石的矿物内部粒子排列的 一致性,即新生的构造变形与岩石内部的微观行为一致，变质变形作用不但改变了岩石的外貌,(,位置、方位、形象,),，而且还直接影响到了岩石和矿物的内部,岩石内部矿物的组构和组成矿物的原子、分子结构发生明显的变化。导致新生面状、线状构造与变形矿物内部粒子排列的一致性，同时也导致新生面状、线状构造与其同期形成或紧跟着形成的矿物共生组合之间存在着变质与变形现象的依存关系。,第九章 变质岩区构造研究,2.,韧性变形的主导性,地壳较深处的部位的岩石在高温高压的变质变形情况下，岩石力学行为转变为韧性，因此，变质岩石中的构造在不同深度,(,层次,),有着与之相适应的变形构造。,第九章 变质岩区构造研究,2.,韧性变形的主导性,在流劈理上限以下的的深构造层次里，岩层层理已经丧失了主运动面,(,褶皱滑动面,),的作用，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“折叠层”构造。,第九章 变质岩区构造研究,2.,韧性变形的主导性,在流劈理上限以下的的更深构造层次里，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成的流动肠状褶皱。,第九章 变质岩区构造研究,2.,韧性变形的主导性,在流劈理上限以下的的更深构造层次里，断裂表现为韧性剪切带,出现在变质岩区中的狭窄的高应变片理带、变晶糜棱岩带、顺层滑脱剪切带等。,第九章 变质岩区构造研究,3.,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，前寒武纪的古老变质岩，至今已经历了十几亿甚至二、三十亿年的漫长地质历史，经受过多期不同程度的变质和变形的改造。即使在年轻的造山带中的变质岩，也常常因为在一个大的构造旋回中受多次构造变形的影响，造成不同世代、不同格局和不同样式的构造相互叠加，形成复杂的交叉干扰图象。,第九章 变质岩区构造研究,右图是一幅两期构造变形作用的变质岩区构造图，可见轴向,NW,褶皱叠加在轴向,NE,的紧闭褶皱之上的特征,晚期,NW,向褶皱的片理掩蔽了早期,NE,向褶皱，在晚期,NW,向褶皱不太强烈的西部，仍保留早期,NE,向构造的本来形象。,4.,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),在太古代深变质岩系中的主要构造型式是花岗片麻岩穹隆或片麻岩穹隆，,形成这种构造是在地壳演化早期的构造环境,(,地壳薄、地温高、地热梯度大,),下，地壳内大量深源物质的上升引起。穹隆的平面形态呈浑圆状椭圆状，规模比较大，直径数十数百公里，穹隆外缘外倾且平缓；穹隆内部包含着非常复杂的多期构造。,2),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，构造作用往往先于变质作用。尽管构造形态和方位有时也很复杂，但当排除构造的叠加干扰后，即可清楚地看到，同一次构造应力场形成的褶皱及其与之伴生的面理和线理在形态和方位上都具有明显的规律性。,总之，,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特别注意。,第九章 变质岩区构造研究,（二）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,双重构造,的变质岩层褶皱来讲，它除了以,原生成层构造,(,如层理,),作为变形面以外；也可以以,次生面理,(,劈理、片理,),作为变形面产生褶皱。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与普通沉积岩层褶皱存在很大的差异。,第九章 变质岩区构造研究,变质成层构造的认识,变质岩区中有许多成层构造，它包括经不完全变质改造的,变余成层构造,(,变余层理,),；以及诸如板劈理、千枚理、片理、片麻理等变质构造，对后者的形成,究竟,是继承原生层理,发育起来的还是通过构,造置换新产生,的，认识上存在较大的差异。,“继承”,观点认为：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重结晶形成。因此面理与层理一致，称为,顺层面理,。,“置换新生”,观点认为：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。许多埋藏很深的沉积岩并未发生片理化；相反在具有成层构造的变质岩层里，顺层的平卧褶皱及其轴面劈理、片理和变质分异条带广泛发育，顺层韧性剪切带普遍存在，以及相应产生的石香肠构造、构造透镜体、窗棂构造及杆状构造等等，都说明变质岩层构造是构造热事件的产物。,所谓的顺层面理，实质上可能是早期紧闭褶皱的轴面面理，也可能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。,第九章 变质岩区构造研究,2.,构造置换,构造置换,岩石的一种构造,(,既可以是原生构造，也可以是次生构造,),在经过递进变形之后，被另一种构造所代替,(,取代,),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,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。,第九章 变质岩区构造研究,层理的置换通过三个变形阶段完成：,早期阶段：,原始层理,S,0,作为运动面，在递进的褶皱过程中发生弯曲，并越来越紧闭；进而产生近于平行褶皱轴面的,劈理或片理,。但此时层理仍然基本保持着连续性，只显示初步或部分的置换。,第九章 变质岩区构造研究,中期阶段：,随挤压的加强，两翼层理,(,S,0,),的产状与新生的褶皱轴面的劈理或片理,(,S,1,),之间的夹角越来越小，强硬岩层被拉断,发生石香肠化和片内褶皱,。此时原始层理的,连续性已逐渐丧失,，新生的平行面状构造已开始取得主导地位。,第九章 变质岩区构造研究,层理的置换通过三个变形阶段完成：,晚期阶段：,完全的置换使层理,(,S,0,),全部破坏并消失，,原有的岩性单位与新生面理,(,S,1,),几乎完全平行，,造成了貌似均一的面理或层带，给人以区域性正常沉积序列的假象，使真正的原生地层层序无法确定。,第九章 变质岩区构造研究,层理的置换通过三个变形阶段完成：,构造的置换过程，实质上就是新生构造使岩层“均一化”的过程，一次重大的全面构造置换，意味着地壳经历了一次重大的构造热事件。在多期变形变质作用地区，当早期构造置换结束，后一次构造热事件又会出现新生的面状构造置换。,构造多期置换的现象是古老变质岩构造变形的一大特点。,在一个大的构造变形旋回中，一般都显示了一个从全面置换到部分置换再到局部置换的递减过程。随变质岩构造的韧性递减，置换程度也相应降低。,第九章 变质岩区构造研究,3.,变质岩区地层系统的双重概念 地层系统,指成层岩系的生成顺序。,在变质岩发育区，由于“残余”和“新生”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统两个不同的范畴。,第九章 变质岩区构造研究,3.,变质岩区地层系统的双重概念,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，是浅变质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，一般要求建立沉积地层系统，并划分与未变质沉积岩区相同的地层单位,(,元,),，也就是以,S,0,作为研究的起点,(,参照,),以层理为界面，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造热作用影响，其地层的形态、内部结构和厚度、相变与未变质变形前的地层系统肯定存在一定的差异。,褶皱变质地层系统,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，只能按新生成层构造所分割的不同构造岩性单元来组建地层。新生褶皱变质地层系统中的各构造岩石单元，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,。它并不具有地层学的生成先后的关系，只有片理、片麻理褶皱中的上下关系。,第九章 变质岩区构造研究,（三）,叠加褶皱,叠加褶皱,已经褶皱的岩层再弯曲而形成的褶皱。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键，也是建立变质岩层层序的重要手段。,1.,叠加褶皱的露头型式,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。兰姆赛,(,J.G.Ramsay),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干扰型式：,第九章 变质岩区构造研究,第,型,第二期滑褶皱,“横跨”,叠加于第一期水平直立褶皱之上，其差异滑动方向,(,a,2,),与第一期褶皱轴面平行，,b,2,与早期褶皱轴,(,B,1,),成大角度相交，造成第一期褶皱的变形面重复变形，形成“穹盆构造”,在两期背形叠加处形成穹隆；两期向形叠加处形成构造盆地。,第九章 变质岩区构造研究,第,型,第一期褶皱为平卧褶皱，第二期滑褶皱轴向与第一期褶皱轴向,(,B,1,),成大角度相交，但第二期褶皱的运动方向,(,a,2,),与第一期褶皱的轴面垂直。结果造成第一期褶皱轴面和两翼沿,a,2,方向差异性滑动而被,重褶,成一系列背形和向形。同时，第一期褶皱的枢纽也随之上拱和下凹。,第九章 变质岩区构造研究,第,型,第二期滑褶皱“,共轴,”叠加与第一期斜卧或平卧褶皱之上，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波状弯曲，这种叠加褶皱在平行褶皱轴的切面,(,平面和平行轴向的剖面,),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。,第九章 变质岩区构造研究,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,(,形态,),也是非常复杂的，因为它受以下因素的影响：,早期褶皱的形态,(,产状,),；晚期褶皱的叠加方向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；褶皱叠加的次数,;,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。,重褶现象,在褶皱的同一切面,(,剖面和平面,),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，使褶皱呈钩状。在褶皱范围内出现双重褶皱要素。,第九章 变质岩区构造研究,（四）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塑性流动形成的强烈变形带。与脆性断层区别在于，韧性断层,(,剪切带,),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。韧性断层,(,剪切带,),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剪切滑移。有关内容已在断层中作过详细介绍。,第九章 变质岩区构造研究,（五）,变质岩系间的不整合,经历长期多期构造变形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，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蔽而缺乏元古代以后不整合的特征。,1.,变质岩系间不整合特征类型,存在两种角度不整合：,一为沉积盖层与变质基底之间的不整合，它是易于识别的；二为发育于变质岩系内部，分割不同变质构造层之间的不整合,.,第九章 变质岩区构造研究,2.,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，常常可以圈出花岗片麻岩基底隆起的轮廓；,第九章 变质岩区构造研究,2.,变质岩系内部的不整合特征,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混合岩化。一般来讲，结晶岩的导热性比沉积岩和火山岩大，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岩化带。,第九章 变质岩区构造研究,3.,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，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岩系之间变形变质的序列对比,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、变形变质、混合岩化、岩浆活动，以至于成矿作用等方面都是不同的。,第九章 变质岩区构造研究,二、变质岩区的构造解析,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的方法。,第九章 变质岩区构造研究,内容步骤：,1.,构造的几何解析；,2.,构造的样式分析；,3.,构造变形相分析；,4.,构造序列分析；,5.,构造的力学分析；,