第 9 章变质岩区构造研究

构造地质学 第9章变质岩区构造研究

第9章变质岩区构造研究 主要内容 1、变质岩区构造的基本特征 2、构造置换 3、构造的叠加 4、劈理和线理 5、变质岩区的构造解析

变质作用是各种岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩)基本上在固态下受到内动力地质作用，发生矿物成分和 结构、构造的变化而变成一种新岩石的过程。经变质作用形成的岩石变质岩原岩变质岩岩浆岩正变质岩沉积岩负变质岩变质作用

根据变质作用不同划分为五类： • 1)接触变质岩 • 2)气—液变质岩 • 3)动力变质岩 • 4)区域变质岩 • 5)混合岩

变质岩是三大岩类之一。高温高压环境下的变形使得变质岩区构造具有许多不同于沉积岩区的特点变质岩是三大岩类之一。高温高压环境下的变形使得变质岩区构造具有许多不同于沉积岩区的特点 • 变质岩区构造研究有助于深部地壳和上地幔结构、深层构造活动以及地壳和大陆演化等重大地球科学问题的研究，对变质岩区矿产资源勘探和开发也具有重要意义

构造层次：特定变形幕中，由于构造环境的差异，导致岩石变形具有一定的层次性。构造层次：特定变形幕中，由于构造环境的差异，导致岩石变形具有一定的层次性。地壳深部，岩石物理性质随着深度的增加和温、压的增高发生变化。同期构造在不同深度表现出分带的特点，各带具有不同的构造特征表构造层次浅构造层次流劈理上限深构造层次片麻理上限深熔花岗岩

1. 区域变质期构造是深构造层次的产物。 • 岩石变形以固态流变型式与变质作用相互交织，断裂主要为韧性断层 • 2. 广泛出现新生的变质构造，特点： • 1) 排列和分布上更具规律性 • 2) 内部结构更具一致性

3. 多期变形变质作用的改造

4. 构造型式与岩石变形时代关系密切 • a) 太古代主要型式为花岗片麻岩穹窿 • b) 元古代以后以狭长的浅变质褶皱带为主

1.构造置换：岩石的一种构造在经过递进变形后被别一种构造所代替的现象。1.构造置换：岩石的一种构造在经过递进变形后被别一种构造所代替的现象。 • 主要指面理的置换。早期中期 D.晚期

层理在褶皱发展过程中常被新生轴面劈理或片理置换 。 • 先存面理(原生或次生面理)被后期面理置换，往往造成变质岩区构造简单的假象

构造叠加包括褶皱、断裂、面、线理的叠加，以褶皱叠加最为典型 • 构造叠加可以是不同构造旋回或同一旋回不同构造幕的叠加，也可以是同一期递进变形过程中由于增量应变方位和性质改变而造成的叠加

1. 叠加褶皱：一套岩层在已经发生褶皱的背景下，再次发生褶皱而形成的一种复杂的构造现象 • 三种基本干扰型式 • 按叠加褶皱方位的不同可概括为9种干扰型式

叠加褶皱第一型

1 型叠加褶皱露头

叠加褶皱第二型

叠加褶皱第三型

3. 叠加褶皱的露头标志： • 1）重褶皱现象 • 2）新生构造有规律弯曲 • 3）两组不同类型，不同方位的面理和线理有规律交切 • 4）陡倾伏或倾竖褶皱广泛发育

变质岩的层状构造： • 强烈多次变形变质岩区往往表现出简单的“层”状构造 • 变质岩系中的板劈理、片理和片麻理，一般是通过构造置换而新生的面状构造 • 在变质岩区鉴别新生面理，识别和恢复原生层理对于正确认识构造特征和发育历史具有重要的意义

劈理、线理的概念，劈理域、微劈石域 • 劈理的结构分类： • 连续劈理：板劈理、千枚理、片理、片麻理 • 不连续劈理：褶劈理、间隔劈理 • 变形岩石中的小型线理：拉伸线理、矿物生长线理、皱纹线理、交面线理 • 变形岩石中的大型线理：石香肠构造、窗棂构造、铅笔构造、杆状构造

1、主要研究内容 • 1)构造几何学 • 2)构造样式 • 3)构造序列 • 4)构造力学

1)几何学分析的主要任务：确定和恢复构造的三维空间形态和方位1)几何学分析的主要任务：确定和恢复构造的三维空间形态和方位 • 构造形态 • 根据变质岩区构造填图规范，结合研究区特点进行详细的地质填图 • 构造方位 • 在典型区段通过构造要素测定及相互关系研究，结合极射赤平投影和数理统计进行分析

2)构造样式(Tectonic Style)：一群具有成因联系的构造的总体几何特征，类似于建筑中的风格的概念 • 构造样式是进行构造分析，建立构造演化序列的重要基础之一 • 构造样式的分析主要通过褶皱几何形态的相似性，并对比其他构造要素的总体特征，通过综合分析来确定

3)构造序列 构造序列复杂的变质岩区一般经历了多次变形。不同时期的构造群按其发育顺序构成一个完整系列构造序列分析 • 构造的叠加、置换、继承和新生 • 恢复三度空间构造形象、查明构造样式、主次构造的组合关系，进行构造配套 • 确立主期构造，筛分并恢复前期构造和后期构造 • 典型区段研究基础上的综合分析 • 各种尺度构造相结合

4)构造力学分析 目的：重建不地质历史时期的变形场和构造应力场 • 变质岩构造是高温高压条件下形成的，因此必须考虑高温条件下岩石蠕变的意义，对于在弹性力学基础上建立的许多准则在此条件下已不完全适用，使用时必须仔细分析

2、地质填图 • 填图是变质岩区构造研究的重要方法和手段 • 明确填图目的，填制专题构造图 • 选取典型区域，以先构造、后地层的步骤来进行

3) 构造数据采集 • 构造数据采集步骤 • 均匀布置采点 • 构造要素测量 • 面构造和线构造 • 数量与质量 • 数据处理 • 手工作图或计算机程序处理 • 极射赤平投影图解判读：人为侧重与天然侧重

4)构造建模 • 要在野外研究基础上，综合分析各种构造现象，结合区域大地构造背景建立能阐明地壳演化和指导矿产勘探的构造模式

主要概念(7+9) • 构造层次、构造置换、叠加褶皱 • 劈理、线理、劈理域、微劈石域 • 劈理的结构分类： • 连续劈理：板劈理、千枚理、片理、片麻理 • 不连续劈理：褶劈理、间隔劈理 • 变形岩石中的大型线理：石香肠构造、窗棂构造、铅笔构造、杆状构造

第十章表生构造及撞击构造 • 自学：

第一章：构造地质学、地质构造、构造尺度 构造地质学的研究内容、研究方法第二章：沉积岩层的原生构造及产状概念：沉积岩层、原生构造、层理、产状、走向、倾向、倾角、视倾角、V字形法则，整合、不整合知识点：层理的基本类型：平行、波状、斜层理层理的识别方法能够确定原生岩层顶底面的原生构造不整合的形成过程及地质意义倾斜岩层露头规律(V字形法则) 不整合存在的标志

第3章地质构造分析的力学基础(非重点) • 重要术语： • 附加内力、应力、应变、正应力、剪应力、应力椭球体 • 应力场、构造应力场、应力集中 • 均匀变形、非均匀变形、应变、线应变、剪应变、简单剪切、纯剪切 • 强度极限、弹性极限、应变椭球体、递进变形、蠕变、松驰 • 知识关联： • 物体变形方式、岩石变形阶段、库伦剪切破裂准则、 • 影响岩石力学性质与岩石变形的因素

第四章褶皱 • 重要概念： • 褶皱、背斜和向斜、背形和向形、圆柱状褶皱 • 平行褶皱、相似褶皱；同沉积褶皱、底辟构造 • 隔档式褶皱、隔槽式褶皱、复背斜、复向斜 • 纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、剪切褶皱作用、柔流褶皱作用 • 关联知识 • 褶皱的几何要素 • 褶皱形态的描述(剖面、平面) • 理卡德褶皱分类、兰姆赛褶皱分类 • 纵弯褶皱作用形成机制及褶皱方式 • 褶皱形成时代的确定

第五章 • 概念：节理、剪节理、张节理、节理组、节理系、雁列式节理、缝合线构造、主节理 • 知识点： • 剪节理主要特征 • 张节理的主要特征 • 节理分期的依据：错开、限制、互切 • 节理野外观测的内容

第六章断层 1、概念：断层、断层带、断盘、滑距、断距、地层断距、铅直断距、水平断距、正断层、逆断层、平移断层、顺层断层、牵引构造、擦痕、阶步、同沉积断层、韧性断层、地堑、地垒、拉分盆地 2、知识点： • 断层与有关构造的几何关系分类 • 正断层(逆断层)特点及组合形式、平移断层特点 • 断层的形成机制(安德森模式) • 断层的识别标志 • 断层活动时间的确定

第 9 章 变质岩区构造研究