高级构造地质学课件7

纵向构造置换示意图
2。单剪变形场中的面状构造置换
• 非共轴递进变形 • 1）顺层剪切和‘顺层’面理的发育 • 2）不均匀剪切造成的褶叠层和‘顺层’的 轴面面理 • 3）强岩层的香肠化 • 4）强岩层的片内无根褶皱
李各庄大理岩中的顺层韧性剪切带
3 。纵向和横向构造置换的比较
纵向构造置换
构造体制 形成机制 面理产状特征 与原生层理关系 收缩构造 纵弯褶皱和压扁 陡倾面理带 切层的轴面面理，在紧 闭褶皱两翼两者平行 对原生层理的改造 新生成层构造破坏原有 层序 对岩层厚度的改造 岩层水平缩短，垂向加 厚，垂直劈理测量的视 厚度极大地增大，相似 的岩性组合多次重复
• 1）问题的提出 • 压溶作用的机制： • 为什么浅色矿物易溶，而层状硅酸盐和炭 质残留？
泥灰岩间隔劈理中的泥质富集（金石滩）
变质分异作用的机制？
为什么浅色矿物与暗色矿物会分别富集成条 带？ 1.包体或团块的变形； 2.局部融熔形成的条带状混合岩； 3.矿物分别集中。
暗色包体在韧性剪切带中变形成暗色条带
三、纵向和横向构造置换
• 1。 纵弯褶皱过程中的面状构造置换 • 共轴递进变形 • Coaxial progressive deformation
纵 向 构 造 置 换 模 式
• 1）在紧闭褶皱翼部，强岩层与λ3夹角大。 岩层一直处于顺层拉伸状态。 • 形成从斜列到平行的香肠构造或透镜体， 逐渐旋转到与轴面劈理平行。 • 2）在褶皱转折端，强岩层与λ3夹角很小， 岩层一直处于顺层挤压状态。形成对称 的M型小褶皱， • 随着变形量的逐渐增加，M型褶皱的波 幅越来越大，褶皱越来越紧闭，新生轴 面面理也越来越发育,并透入全部岩层。 • 强岩层在翼部被拉断，形成对称的无根 褶皱或并列的透镜体。
横向构造置换
伸展构造 近水平分层剪切 缓倾面理带 总体近顺层面理，为顺层 掩卧褶皱的轴面面理 新生成层构造局部使原生 层序多次重复，但原有大 套层序基本不变。 岩层厚度总体减薄，单层 厚度变化可很大，在水平 方向上可局部增大
4。 对顺层面理成因的几种不同的认识
埋深变质作用 大型平卧褶皱的轴面面理 大型缓倾逆冲型韧性剪切带 与伸展构造有关的顺层剪切
• 带状褶劈理Zonal crenulation cleavage • 分隔性褶劈理Discrete crenulation cleavage • 分异条带layering
• S3对S2面理的置换过程：
李伍片岩的多期片理
S2和石英脉褶皱的轴面片理S3
片内褶皱与轴面片理
S0 S1S2和S3的关系
5。 面理置换的识别 标志层的分布 透镜体的分布 无根勾状褶皱 转折端的层理与面理的关系
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
条带状斜长角闪岩和长英质糜棱岩（桐柏山）
黄、绿色条带状板岩的构造置换（金寨）
（黄 金、 寨绿 ）色 条 带 状 板 岩 的 构 造 置 换
恒山片麻岩中的角闪岩透镜体和条带
2）剪溶作用的基本假设
剪切作用引起矿物的晶格位 错密度增加，应变能的积 累，导致质点活动能量增 加，使其扩散速率增加， 而易发生迁移； 易发生滑移的矿物经滑移而 保持稳定， 解释了不同矿物的溶解行为
浅色矿物（石英、方解 石）在递进剪切带被 溶出，在递进伸缩变 形域富集，是变斑晶 的主要生长区； 层状硅酸盐和炭质在剪 切作用下是稳定的， 在剪切带相对富集， 形成深浅相间的条带。
换黄 （、 金绿 寨色 ）条 勾带 状状 片板 内岩 无的 根构 褶造 皱置
四、构造置换的物理化学过程
• 1。变形分解作用 • Deformation partitioning and porphyroblast rotation in metamorphic rocks:a radical reinterpretation（Bell ，1985） • 岩石在递进变形过程中，由于地质体结构 的不均一性（原生的或次生的）导致应变 的不均一性，因此岩石的变形可分解成递 进剪切变形和递进伸缩变形。
• 不论总体是纯剪或单剪（共轴还是非共 轴），一个不均一的地质体的变形总可 以分解为四种变形： • 1）无变形 • 2）以递进伸缩变形为主，形成裂隙，有 利于同构造结晶沉淀 • 3）递进伸缩加递进剪切 • 4) 递进剪切为主，使不稳定矿物被溶解 带出
• 共轴递进变形下总体为非均匀压扁作用 的变形分解模型
3）变薄的褶皱翼的硬岩层明 显香肠化。新生面理逐渐 透入整个褶皱岩层。寄生 褶皱向片内无根褶皱过渡。 原生岩层已丧失连续完整 性 4）片内褶皱被进一步压扁， 或成平行片理的压扁透镜 体。 S0完全被S1所置换。 强岩层的残余透镜体与基 质的岩性界面（假S0 ）与 新生面理S1平行。
二 种 类 型 的 岩 性 界 面
高级构造地质学 第七章
构造置换 Structural transposition (主要参考：傅昭仁，蔡学林。 1996 , 变质岩区构造地质学）
一、引言
1。定义：构造置换是岩石的一种构造在经 过递进变形过程后，被另一种构造所代 替的现象。最常见的是面状构造的置换。 不仅可将原有的平行层理构造转换到 与褶皱轴面或韧性剪切带相平行的位置； 而且可将原来块状的岩石经变形分解作 用成为具有新生面理的层状岩石。 2。研究意义：对构造置换作用的认识在变 质岩区构造研究的重要性。变形面的性 质：S0、S1、S2…
4.关于褶劈理的成因
Crenulation cleavage 1) 褶劈理的构造意义： 两种解释 应变滑劈理或滑劈理， ∥剪切面。 褶皱的轴面劈理，∥压 扁面（AB）
褶劈理类型
带状褶劈理 分隔褶劈理
2)选择性压溶在褶劈理形成中的作用。 变质条带的成因
七、多期面理置换的一般特征
• S2对S1面理的一般置换过程： • S1面理透入性的连续劈理：板理或片理 • S2面理：褶劈理
S0 S1和S2的关系
云母石英片岩中S2和S3的关系
褶劈（片）理S3与S2
小结
• 构造置换作用的认识在变质岩区构造研究 的重要性。 • 变形面的性质：S0、S1、S2… • 构造置换作用的识别标志 • 构造置换作用的机制
劈理面的形态和错开
2)压溶作用说
• 劈理分布型式与有限应变型式的一致性， 劈理面∥XY面；
劈理面上没有滑动痕迹； 劈理两边标志物不相对应； 劈理中富集难溶矿物。
压溶与剪切的不同结果
3.关于板劈理的成因
• 1) 矿物的定向排列是 由塑性流动所形成的 （流劈理） • 2)流劈理形成的 March模式：机械旋 转 • 3)重结晶作用 • 4) 域构造的成因， 压溶作用的构造意义
共 轭 脆 性 剪 切 带 模 式
共 轭 韧 性 剪 切 带 模 式
花 岗 岩 中 的 韧 性 剪 切 带
Shear zones in an alpinised Hercynian granite
(Ramsay and Allison,1979)
• 非共轴递进变形下引 起的变形分解模型
剪切带的末端的应变型式
剪切带的扩展与联合
北京西山下寒武统豹皮灰岩中的变形分解， 变形成纹带白云质灰岩（碳酸盐糜棱岩）中 残留透镜状原岩
条 带 状 、 纹 带 状 碳 酸 盐 糜 棱 岩
中条山 辉长岩变为片麻状斜长角闪岩
辉长岩变形分解为绿片岩（中条山）
2. 剪溶作用 shear Controlled dissolution
五、劈理的成因机制
1 劈理的域构造： 劈理域（薄膜域）由层状 硅酸盐或不溶残余富集 成的平行或交织状的薄 带或薄膜。矿物具定向 组构。 微劈石域（透镜域）夹于 劈理域间的透镜状或平 板状岩片，原岩的矿物 成分和组构基（破劈 理） 标志纹层被错开 错开方向的规律性 层间劈理的剪切模式 存在问题：
板岩的构造置换（威尔士）
板岩中的构造置换
北 京 置西 换山 无鲕 根状 勾灰 状岩 褶中 皱的 构 造
大理岩中片理对层理的置换,中条山
中条山透辉石大理岩中的构造置换
二、面状构造的置换
• Turner和Weiss（1963，变质构造岩的构造分 析）的经典模式
层理被面理的置换
1)层理（S0）发生相似褶 皱，小褶皱的包络面代 表层理的总方位 2）褶皱的不对称性加强， 陡翼变薄，弱岩层轴面 劈理化，新生面理（S1） 局部置换原生面理。
• 3）在褶皱翼部向转折端过渡区段。岩层先 被压缩，强岩层形成不对称的S或Z型的小 褶皱，弱岩层发育劈理。 • 随着递进的缩短，岩层总体被动旋转，使 褶皱的包络面与λ3夹角增大，岩层总体受 到顺层的伸展，褶皱被去褶皱或香肠化， 形成不对称的无根勾状褶皱或片内褶皱。 强岩层透镜体化可形成斜列的透镜体。