02构造形迹与成因(几何学与运动学)
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又称滑劈理(slip cleavage) or 应变滑劈理(strain slip cleavage)
矿物定向排列 旋转定向
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重结晶新矿物定向
S2
S1
S1
发育折劈理的岩石分异 作用十分普遍。原均匀 分布的石英和云母构成 的岩石分异为富含石英 和富含云母的层交替出 现(S2) 图中分异折劈理(S2)。 早期面理(S1)可穿过分 异面理S2。实际上，富 云母层中的云母片并不 严格平行于分异层，而 是从原来平行于早期面 理方向已经向平行于新 面理方向旋转。
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A轴方向
A轴方向
石香肠构造，可进行线应变测量
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单个石香肠的长轴方向通常平行于有 关褶皱轴的方向。拉伸方向(a轴)垂直 于褶皱枢纽，故为b型褶皱
a
石英脉布丁构造， 可进行线应变测量
灰岩中的布丁构造， 单个布丁之间已被石 英脉充填
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窗棂构造(mullions)
概念：由强硬岩层组成的形似一排棂柱的半圆柱 状大型线理构造。棂柱体的边界可以是层理面或 原先存在的面，也可以是新生面如节理、劈理 等，也就是说窗棂构造是形成在一个面上，而不 是在一个层中，表面常被磨光并蒙有一层云母等 矿物薄膜。窗棂延长方向代表了应变椭球体的Y 轴，属b线理，但在地壳深部的塑性变形中延长方 向可与X平行，属a线理。 形成：与石香肠构造不同，是岩层受到顺层挤压强 烈缩短，强硬岩层形成一系列宽而圆的背形，其间 被尖而窄的向形所分开。主波长与强弱岩层间的粘 性差有关。
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次生构造
本课程讲授重点
第一节
原生沉积构造
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主要沉积构造
交错层理(cross bedding)：前积层理初始沉积时与 主要沉积面呈S形相交，由于顶面往往找到剥蚀， 所以通常与下沉积面以弧形相交。这在变形和变质 岩地区是十分有效的判别层序上下的标志。
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请判断是倒转还是正常层序？
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主要沉积构造
递变层理和浊积岩
Graded bedding and turbidite 递变层理：在碎屑岩中，岩层中的粒度大小往往有 一系统变化，一般自下而上由粗变细。这种递变层 理在浊流沉积中发育的最好。复理石是造山带中最 常见的变形岩石。递变层理和包马序列(Bouma Sequence)是判别岩层倒转和变形的重要标志。
大型A线理
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显微镜下的矿 物拉伸线理和 云母鱼构造
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香肠构造(boudinage)
在原先存在的比围岩 强硬的岩层在垂直层 理的挤压作用下被分 割成一系列彼此平行 的拉长体，亦称布丁 构造。布丁排列方向 平行于A轴方向，属a 线理；但单个布丁的 延长方向平行于B轴方 向，有的书中将之划 归b线理。线应变测量 的理想标志。
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λ2
λ3
λ1 λ2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
λ3
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λ1
石香肠应变状态： 当λ1>λ2 =1>λ3时， 形成一组石香肠 (A)；当λ1>λ2 >1>λ3时，应变处 于双向拉伸，形成 巧克力方盘式石香 肠构造 (chocolate block boudinage)(B)
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包马序列(Bouma Sequence)
主要沉积构造
A段－递变段：主要为粗碎屑，砂岩至细砾岩，除粒级 递变外不显示其它沉积构造，呈块状。多为正粒序， 偶见反粒序或其它。与下伏单元呈突变关系，多为侵 蚀间断面，常发育各种印模构造(sole marking)如槽 模、构模、重荷模等，有的可指示浊流流向。 B段－下部平行纹层段：比A段低一个级别的碎屑岩(如 细砂岩、粉砂岩)，突出特征是具水平纹理。若叠加在 A段上则连续过渡；若B段为底则与其它包马序列单元 呈突变接触关系。
第三节
线
理
Lineations
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概
念
线理(lineations)：岩石在变形过程 中出现的线状构造。不同类型的 线理具有不同的构造意义，因此 在构造研究中了解不同类型的线 理构造十分必要。
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自然界，往往只保存某一段或某几段。全部被保存的情 况非常少见，<7%.
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E D C B A
上
下
完整的包马序列（出现率一般5％）
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几种主要的劈理(cleavage)（二） 折劈理(crenulation cleavage):发育于有先存面理 （层状硅酸盐优选方位）的岩石中。先存面理 被褶皱成微型褶皱，对称或不对称。它由褶皱 的平行翼或平行于褶皱翼发育的微断层所确 定。发育于各种变质程度的含层状硅酸盐的岩 石中。
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无法识别原生面理与次生面理
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几种主要的劈理(cleavage)(一）
破劈理(fracture cleavage):岩石中一组密集 的破裂或微断层所组成的劈理，这些破裂 将岩石切割成一系列板状体或微劈石 (microlithons). 破裂面方向与岩石中矿物的 排列无关。多发育在浅变质岩到中级变质 岩中。形态上，破劈理与折劈理、剪节理 呈过渡关系。
第二节
面
理
FOLIATION
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面理(foliation)：变质岩中广泛发育的一
种面状构造, 有人用S (surface)表示。 原生，如层理等－S0 广 义
次生：在变形变质作用中形成的透入性的 面状构造, 包括劈理(cleavage)、片理 (schistosity)、片麻理(gneissosity). S1… 有时原生的和次生的面理难以区分
构造形迹与成因 －几何学与运动学
侯泉林（研究生院地学院）
E-mail: quhou@ 办公室：610 ;手机：13910023465
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构造行迹 原生沉积构造
对识别和解释沉积 后的构造现象和历 史十分重要：识别 新老层序，辨别原 生和次生构造，判 别变形强烈程度等
S2 S1 S1
偏光显微照片
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S2
宏观折劈理，破劈理 分析S1和S2
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宏观折劈理，破劈理 分析S1和S2
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基本类型 交面线理 劈理(面理)与层理的交线。往往平行 于圆柱状褶皱轴B的方向，故亦称为“b”线理。 研究交面线理的分布对于确定大型褶皱的构造 几何学非常有用，特别是大型构造不十分清楚 的地区。 拉伸线理 即“a”线理。平行于应变椭球体的长轴 (a)方向，常见的有：拉伸矿物及矿物集合体； 对称压力影；柔性层中拉伸的刚性体如拉伸黄铁 矿、圆形化石；拉伸砾石及鲕粒；布丁构造；杆 状窗棂构造等。(有人称后两者为b线理)
问题探讨：
面理、应变、机制
形成模式1：随着大尺度褶皱作用由小 褶纹改造而成(图示) 形成模式2：由原来平行分解剪应力面 的共轭或单组劈理发育而成(图示) 应变是面理发育的重要因素。面理与大 幅度应变有关，尽管目前对产生面理所 需要的最小应变量还没有统一认识。
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观察和研究
1.认真区分原生面理和次生面理； 2.辨别面理的类型和发育的岩性； 3.变形标志，进行运动学和应变测量分析：压 力影、退色斑、变形化石、变形颗粒、S-C面 理等； 4.确定发育序次，建立发育序列：S0, S1, S2, …; 5.观察面理与其它构造的关系，为区域构造分 析提供信息； 6.采制定向标本，为室内分析用
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包马序列(5－6个单元)
主要沉积构造
C段－变形纹层段：主要为粉砂岩和粉砂质泥岩。 特征构造：爬升层理；包卷层理和滑塌构造。由于 水流或重力滑塌作用，爬升层理会发生变形，甚至 形成倒转褶皱或小逆断层。褶皱倒向和断层逆冲方 向指示坡向(在没有等深线流改造的情况下)。 D段－上部平行纹层段：粉砂至粘土，水平纹层特 征与B段相似，但不出现侵蚀现象。 E段－泥质岩段：由粘土和粉砂质粘土组成，不显 任何沉积构造，与D段呈过渡关系。
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研究b线理能重塑构造几何学轴系;研究 a线理可以重塑构造运动学以及动力学 轴系。因此从某种意义上讲，特别是在 韧性剪切带中，研究a线理比b线理具有 更重要的意义。 重点介绍几种a线理
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A段底部的槽模，指示浊流方向
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滑塌构造
(slump structure)
顶 底
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A段底部的重 荷模(load casts)，指示层 序正常
平流岩简介 Contourite 大洋深处陆隆表面的大洋等深流对沉积物进行改 造后经成岩作用形成的岩石。往往在浊积岩的C 段表现比较明显。等深流沿坡流向，与顺坡的浊 流垂直。(参阅“闽西南前陆冲断带，p18-22)
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问题讨论： 由郑亚东教授作专题报告
伸展折劈理
Extensional crenulation cleavage
资料线索：北京大学郑亚东教授近几年 有关“伸展折劈理”方面的文章为线索
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拉伸矿物或集合体
在变形作用下岩石碎屑、砾石、鲕粒、矿物 颗粒或集合体被拉长且定向排列而显示的线 状构造。其延长方向即为应变椭球的长轴(X or λ1 or a轴)方向。亦称拉伸线理(stretching lineation).
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面理既可以平行于λ1λ2应变面，如 颗粒压扁; 又可以平行于剪切位移 面(C),但随着应变量的增加都倾向 于平行λ1λ2. 机制--所有使不等轴颗粒或其集合 体变为优选定向排列的机制,就是在 岩石的任一点上形成垂直或近于垂 直于最大缩短轴的面状构造：机械 旋转；动态重结晶；压溶作用；晶 体塑性变形
矿物定向排列 旋转定向
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重结晶新矿物定向
S2
S1
S1
发育折劈理的岩石分异 作用十分普遍。原均匀 分布的石英和云母构成 的岩石分异为富含石英 和富含云母的层交替出 现(S2) 图中分异折劈理(S2)。 早期面理(S1)可穿过分 异面理S2。实际上，富 云母层中的云母片并不 严格平行于分异层，而 是从原来平行于早期面 理方向已经向平行于新 面理方向旋转。
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A轴方向
A轴方向
石香肠构造，可进行线应变测量
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单个石香肠的长轴方向通常平行于有 关褶皱轴的方向。拉伸方向(a轴)垂直 于褶皱枢纽，故为b型褶皱
a
石英脉布丁构造， 可进行线应变测量
灰岩中的布丁构造， 单个布丁之间已被石 英脉充填
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窗棂构造(mullions)
概念：由强硬岩层组成的形似一排棂柱的半圆柱 状大型线理构造。棂柱体的边界可以是层理面或 原先存在的面，也可以是新生面如节理、劈理 等，也就是说窗棂构造是形成在一个面上，而不 是在一个层中，表面常被磨光并蒙有一层云母等 矿物薄膜。窗棂延长方向代表了应变椭球体的Y 轴，属b线理，但在地壳深部的塑性变形中延长方 向可与X平行，属a线理。 形成：与石香肠构造不同，是岩层受到顺层挤压强 烈缩短，强硬岩层形成一系列宽而圆的背形，其间 被尖而窄的向形所分开。主波长与强弱岩层间的粘 性差有关。
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次生构造
本课程讲授重点
第一节
原生沉积构造
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主要沉积构造
交错层理(cross bedding)：前积层理初始沉积时与 主要沉积面呈S形相交，由于顶面往往找到剥蚀， 所以通常与下沉积面以弧形相交。这在变形和变质 岩地区是十分有效的判别层序上下的标志。
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请判断是倒转还是正常层序？
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主要沉积构造
递变层理和浊积岩
Graded bedding and turbidite 递变层理：在碎屑岩中，岩层中的粒度大小往往有 一系统变化，一般自下而上由粗变细。这种递变层 理在浊流沉积中发育的最好。复理石是造山带中最 常见的变形岩石。递变层理和包马序列(Bouma Sequence)是判别岩层倒转和变形的重要标志。
大型A线理
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显微镜下的矿 物拉伸线理和 云母鱼构造
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香肠构造(boudinage)
在原先存在的比围岩 强硬的岩层在垂直层 理的挤压作用下被分 割成一系列彼此平行 的拉长体，亦称布丁 构造。布丁排列方向 平行于A轴方向，属a 线理；但单个布丁的 延长方向平行于B轴方 向，有的书中将之划 归b线理。线应变测量 的理想标志。
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λ2
λ3
λ1 λ2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
λ3
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λ1
石香肠应变状态： 当λ1>λ2 =1>λ3时， 形成一组石香肠 (A)；当λ1>λ2 >1>λ3时，应变处 于双向拉伸，形成 巧克力方盘式石香 肠构造 (chocolate block boudinage)(B)
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包马序列(Bouma Sequence)
主要沉积构造
A段－递变段：主要为粗碎屑，砂岩至细砾岩，除粒级 递变外不显示其它沉积构造，呈块状。多为正粒序， 偶见反粒序或其它。与下伏单元呈突变关系，多为侵 蚀间断面，常发育各种印模构造(sole marking)如槽 模、构模、重荷模等，有的可指示浊流流向。 B段－下部平行纹层段：比A段低一个级别的碎屑岩(如 细砂岩、粉砂岩)，突出特征是具水平纹理。若叠加在 A段上则连续过渡；若B段为底则与其它包马序列单元 呈突变接触关系。
第三节
线
理
Lineations
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概
念
线理(lineations)：岩石在变形过程 中出现的线状构造。不同类型的 线理具有不同的构造意义，因此 在构造研究中了解不同类型的线 理构造十分必要。
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自然界，往往只保存某一段或某几段。全部被保存的情 况非常少见，<7%.
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E D C B A
上
下
完整的包马序列（出现率一般5％）
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几种主要的劈理(cleavage)（二） 折劈理(crenulation cleavage):发育于有先存面理 （层状硅酸盐优选方位）的岩石中。先存面理 被褶皱成微型褶皱，对称或不对称。它由褶皱 的平行翼或平行于褶皱翼发育的微断层所确 定。发育于各种变质程度的含层状硅酸盐的岩 石中。
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无法识别原生面理与次生面理
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几种主要的劈理(cleavage)(一）
破劈理(fracture cleavage):岩石中一组密集 的破裂或微断层所组成的劈理，这些破裂 将岩石切割成一系列板状体或微劈石 (microlithons). 破裂面方向与岩石中矿物的 排列无关。多发育在浅变质岩到中级变质 岩中。形态上，破劈理与折劈理、剪节理 呈过渡关系。
第二节
面
理
FOLIATION
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面理(foliation)：变质岩中广泛发育的一
种面状构造, 有人用S (surface)表示。 原生，如层理等－S0 广 义
次生：在变形变质作用中形成的透入性的 面状构造, 包括劈理(cleavage)、片理 (schistosity)、片麻理(gneissosity). S1… 有时原生的和次生的面理难以区分
构造形迹与成因 －几何学与运动学
侯泉林（研究生院地学院）
E-mail: quhou@ 办公室：610 ;手机：13910023465
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构造行迹 原生沉积构造
对识别和解释沉积 后的构造现象和历 史十分重要：识别 新老层序，辨别原 生和次生构造，判 别变形强烈程度等
S2 S1 S1
偏光显微照片
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S2
宏观折劈理，破劈理 分析S1和S2
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宏观折劈理，破劈理 分析S1和S2
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基本类型 交面线理 劈理(面理)与层理的交线。往往平行 于圆柱状褶皱轴B的方向，故亦称为“b”线理。 研究交面线理的分布对于确定大型褶皱的构造 几何学非常有用，特别是大型构造不十分清楚 的地区。 拉伸线理 即“a”线理。平行于应变椭球体的长轴 (a)方向，常见的有：拉伸矿物及矿物集合体； 对称压力影；柔性层中拉伸的刚性体如拉伸黄铁 矿、圆形化石；拉伸砾石及鲕粒；布丁构造；杆 状窗棂构造等。(有人称后两者为b线理)
问题探讨：
面理、应变、机制
形成模式1：随着大尺度褶皱作用由小 褶纹改造而成(图示) 形成模式2：由原来平行分解剪应力面 的共轭或单组劈理发育而成(图示) 应变是面理发育的重要因素。面理与大 幅度应变有关，尽管目前对产生面理所 需要的最小应变量还没有统一认识。
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观察和研究
1.认真区分原生面理和次生面理； 2.辨别面理的类型和发育的岩性； 3.变形标志，进行运动学和应变测量分析：压 力影、退色斑、变形化石、变形颗粒、S-C面 理等； 4.确定发育序次，建立发育序列：S0, S1, S2, …; 5.观察面理与其它构造的关系，为区域构造分 析提供信息； 6.采制定向标本，为室内分析用
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包马序列(5－6个单元)
主要沉积构造
C段－变形纹层段：主要为粉砂岩和粉砂质泥岩。 特征构造：爬升层理；包卷层理和滑塌构造。由于 水流或重力滑塌作用，爬升层理会发生变形，甚至 形成倒转褶皱或小逆断层。褶皱倒向和断层逆冲方 向指示坡向(在没有等深线流改造的情况下)。 D段－上部平行纹层段：粉砂至粘土，水平纹层特 征与B段相似，但不出现侵蚀现象。 E段－泥质岩段：由粘土和粉砂质粘土组成，不显 任何沉积构造，与D段呈过渡关系。
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研究b线理能重塑构造几何学轴系;研究 a线理可以重塑构造运动学以及动力学 轴系。因此从某种意义上讲，特别是在 韧性剪切带中，研究a线理比b线理具有 更重要的意义。 重点介绍几种a线理
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A段底部的槽模，指示浊流方向
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滑塌构造
(slump structure)
顶 底
PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建
A段底部的重 荷模(load casts)，指示层 序正常
平流岩简介 Contourite 大洋深处陆隆表面的大洋等深流对沉积物进行改 造后经成岩作用形成的岩石。往往在浊积岩的C 段表现比较明显。等深流沿坡流向，与顺坡的浊 流垂直。(参阅“闽西南前陆冲断带，p18-22)
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问题讨论： 由郑亚东教授作专题报告
伸展折劈理
Extensional crenulation cleavage
资料线索：北京大学郑亚东教授近几年 有关“伸展折劈理”方面的文章为线索
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拉伸矿物或集合体
在变形作用下岩石碎屑、砾石、鲕粒、矿物 颗粒或集合体被拉长且定向排列而显示的线 状构造。其延长方向即为应变椭球的长轴(X or λ1 or a轴)方向。亦称拉伸线理(stretching lineation).
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面理既可以平行于λ1λ2应变面，如 颗粒压扁; 又可以平行于剪切位移 面(C),但随着应变量的增加都倾向 于平行λ1λ2. 机制--所有使不等轴颗粒或其集合 体变为优选定向排列的机制,就是在 岩石的任一点上形成垂直或近于垂 直于最大缩短轴的面状构造：机械 旋转；动态重结晶；压溶作用；晶 体塑性变形