第六章 构造岩
08第六章-岩浆岩体的构造
第六章 岩浆岩体构造岩浆岩体构造包括岩浆岩体形成过程中所产生的各种构造，以及岩体形成后的各种变形构造，也包括在岩浆岩体形成过程中对围岩作用所引起的构造。
岩浆岩体的分布和产状不仅受早期构造的控制，而且还受同期构造运动的影响；侵入岩体和喷出岩体常具有独特的原生流动构造和原生破裂构造；岩浆岩体在变形过程中，还形成某些特殊的褶皱构造和断裂构造。
研究岩浆岩体构造不仅可以阐明岩浆岩发育区的构造特征及其发展历史,有助于揭示地壳运动的性质,而且能够通过岩浆岩区构造发育规律为寻找内生矿床指明方向,同时为水文工程建筑提供可靠的地质依据。
因此研究岩浆岩体构造具有重要的意义。
第一节 岩浆岩体的原生构造一、侵入岩体的原生构造侵入岩体的原生构造是指岩浆向上运移，侵入上覆围岩或喷溢地面并逐渐冷凝固结形成岩石的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：一是粘稠的含晶体(液态过程中结晶出来的晶体)的液态岩浆流动阶段，这时形成了原生流动构造；二是岩浆冷凝固化阶段，这时形成了原生破裂构造。
据最近研究表明，在这两个阶段之间，可划分出“岩浆塑性阶段”，这时形成“原生塑变构造”。
（一）侵入岩体的流动构造在岩浆流动过程中，由于岩浆内部某些先期结晶的矿物颗粒、析离体或落入岩浆内的围岩捕虏体等，受岩浆流动的影响而发生定向排列，从而形成原生流动构造。
侵入岩体的原生流动构造可分为线状流动构造和面状流动构造两种。
1．线状流动构造线状流动构造又称流线。
它是柱状、针状、板状等矿物，如角闪石、辉石，长石等的平行定向排列而形成的线状定向构造(图6一1)，也可以是由暗色矿物凝集而成的纺锤状析离体和长条状捕虏体等顺长轴定向平行排列而构成(图6一2)。
流线构造多发育于侵入岩体的边缘和顶部。
线状流动构造的形成过程和悬浮体所遵循的水动力学原理相似。
岩浆在流动过程中，由于不同部分流速不同，从而产生差异流动。
岩浆中已经结晶的矿物、析离体和捕虏体，悬浮在未凝固的岩浆液体中，随着岩浆的差异流动而在空间上形成定向平行排列。
第六章 断层
第六章断层1.什么叫断层、断层面、断层线、断盘?断层：断层是岩石受力发生破裂，两侧岩石沿破裂面发生明显位移的断裂构造。
断层面：断层的断裂滑动面，断层面可以是一个平面也可以是一个曲面，大型断层的断层面并不是一个单一的断裂面，往往是具有一定宽度的破碎带，简称断层带。
断层线：断层面与地表或地下某层面的交线称为断层线。
断盘是断层面两侧的岩层或岩体。
描述方法如：东盘、西盘；上升盘、下降盘。
2.什么是相当点、相当层?相当点：是指未断之前的一个点在断层位移后出现在两盘上的两个点。
相当层：指出现在断层两盘的同一地层。
3.断距和滑距各有哪些类型?各指什么?两相当点之间的距离是断层的真位移，称为总滑距。
总滑距的分量及再分量也都是真位移的分量，均以滑距称之。
依据相当层测算的断层位移是视位移，称为断距。
断距类型：地层断距：指断层两盘相当层层面之间的垂直距离。
铅直地层断距：指两盘相当层层面之间的铅直距离。
水平断距：指两盘相当层层面之间的水平距离。
滑距类型：水平滑距：总滑距的水平投影。
走向滑距：总滑距在断层面走向线上的分量。
倾斜滑距：总滑距在断层面倾斜线上的投影。
铅直滑距：也称断层落差，是总滑距的铅直分量。
倾向滑距：倾斜滑距的水平投影。
4.按形态、力学成因和组合关系，断层可分为哪些类型?各有何特征?1)按断层与有关构造的几何关系分类a)根据断层产状和所在岩层产状的关系分类：走向断层：断层走向与地层走向相同倾向断层：断层走向与地层倾向相同斜向断层：断层走向与地层走向斜交顺层断层：断层面与地层层面平行根据断层产状和岩层产状关系的断层分类示意图a-走向断层；b-倾向断层；c-斜向断层；d-顺层断层b)根据断层走向与褶皱轴向的关系分类：纵断层：断层走向与褶皱轴向平行横断层：断层走向与褶皱轴向垂直斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交F 1-纵断层；F2-横断层；F3-斜断层2)按断层两盘相对运动方向分类正断层：上盘相对下盘向下滑动的断层。
第六章岩浆岩体构造
侵入接触面的形态示意图
（a）平直的；（b）波状的；（c）港湾状的； （d）锯齿状的；（e）枝杈状的； （ f）浸染状的 1-花岗岩体；2-接触变质岩带；3-围岩
岩浆侵入体与围岩成侵入接触关系平面示意图
1-整合岩浆侵入体；2-不整合岩浆侵入体
利用岩浆侵入体与区域地质构造的关系 确定它的形成时代平面示意图
（二）岩浆喷出体形成时代的确定
岩浆喷出体形成的时代，是在下伏最新地层 时代之后，上覆最老地层之前。夹在地层之间厚 度比较稳定的、分布又较广泛的熔岩被或熔岩流， 往往是把它们当成一个地层单位看待，由地层顺 序来确定它们的地质时代。
二、岩浆岩体的次生断裂构造
岩浆岩体形成后，在应力作用下形成的断裂 称为次生断裂，包括次生节理和次生断层，其特 征和识别称志与一般节理断层的特征基本相同。
第三节 岩浆岩体的接触关系和形成时代
一、岩浆岩体接触关系的识别
岩浆岩体与围岩的接触关系，从成因上可以 分为侵入接触、沉积接触，喷出接触和断层接触 等四种类型。
柱状张节理的横断面为六边形以外， 由于熔岩物质的不均一性等因素的影响， 其横断面有四边形、五边形或七边形等多 种形态。
柱 状 节 理
柱状节理形成的平面示意图
第二节 岩浆岩体的次生构造
一、岩浆岩体的褶皱构造
岩浆岩体形成后，由于构造运动使岩浆岩体 形态和产状发生变化，引起新的构造变形，从而 形成岩浆岩体的次生构造。
（三）喷出接触
岩浆溢出地表形成的熔岩被或熔岩流，覆盖 在先形成的岩层或岩体之上所形成的接触关系， 称为喷出接触。
（四）断层接触
岩浆岩体形成以后又受到断层破坏，使岩浆 岩体与围岩之间呈断层接触。
风化作用
3.1 风化壳剖面
以花岗闪长岩岩体发育的风化壳为例，按 照风化的性质和程度分层 Ⅰ 土壤 Ⅱ 残积层 Ⅲ 半风化岩石 Ⅳ 基岩（未风化岩石）
3.2 风化作用的阶段 移动性元素迁移序列
元素迁移序列 1. 强烈移失的 2. 易移失的 3.可移失的 3.可移失的 4.略可移失的 4.略可移失的 5.实际上不移失的 5.实际上不移失的 迁移序列的组成 I） Cl （Br, I）, S Ca, Na, Mg, K
按作用因素与作用性质的不同，分为： 按作用因素与作用性质的不同，分为： 物理风化 化学风化 生物风化
P114-117
1.物理风化作用 1.物理风化作用
岩石在外力影响下,机械地分裂成碎屑， 岩石在外力影响下,机械地分裂成碎屑，只改 变形状大小，不改变成分的过程。 变形状大小，不改变成分的过程。
主要包括以下4种方式： 主要包括以下 种方式： 种方式 矿物岩石的差异性胀缩 水的冻融变化产生的冰劈作用 盐分结晶的撑裂作用 层裂或卸荷作用
2.岩石特征 2.岩石特征
2.1 岩石成分 主要造岩矿物抵抗风化能力由小到大的次序 是： 橄榄石<钙长石 辉石<角闪石 钠长石<黑云 钙长石<辉石 角闪石<钠长石 橄榄石 钙长石 辉石 角闪石 钠长石 黑云 母<钾长石 白云母<粘土矿物 石英<铝、铁 钾长石<白云母 粘土矿物<石英 铝 钾长石 白云母 粘土矿物 石英 氧化物 方解石也属于易风化矿物。
3.4 元素的地质循环
风化过程中，某种元素一方面迁移淋失，另 一方面会在合适的条件下停留累积。 在风化壳发展演变中，各种元素不断迁移，并 由一种形态演变为另一种形态，这种过程叫 做元素的地质循环。
本章思考题
第六章-断层--§1--断层的几何要素--§2--断层分类
第一节 断层的几何要素
断层是岩石圈中顺破裂面发 生明显位移的一种断裂构造，断 层在自然界里发育广泛，是岩石 圈中最重要的地质构造类型。断 层的研究具有重要的理论意义和 实际意义。
第一节 断层的几何要素
断层、节理、劈理的区别
第一节 断层的几何要素
一、断层面和断层带
1．断面：岩石断开并籍以滑动的破裂面。 *1）由走向、倾向、倾角三要素确定。 2）非绝对平面。 3）断层带 一系列破裂面或次级断层组
第一节 断的几何要素
下盘
断层线 上盘
上升盘
下降盘
下降盘
上升盘
断层面
第一节 断层的几何要素
断盘（上盘）
断层线
断盘（下盘）
第一节 断层的几何要素
断盘（上盘）
断层线
断盘（下盘）
上盘 方家泉断层
第一节 断层的几何要素
三、断层的位移
断层相邻盘运动所产生的空间位置距离。断 盘的运动有两种类型:
直移(线)运动 断层运动轨迹为一条直线；两断 盘上未错动前的平行直线，运动后仍然平行；
成的带(同时形成、相互平行、性质相同)
4）与地面的交线称断层线。
断层面
断层线
第一节 断层的几何要素
二、断盘
——岩石断开之后，被分隔为两部分的 岩块。
1）断面直立：
按方位称谓——如走向南北，则称东 盘、西盘；如走向东西，则称北 盘、南盘； 2）断面倾斜：称上盘、称下盘
3）按运动方式：称上升盘、称下降盘
第二节 断层的分类
纵、横、斜断层
F1 F2
F1 F3
第二节 断层的分类
二、按断层两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层； 一般为陡倾角断面。
普通地质学第六章 变质作用与变质岩
粘土矿物 蛋白石 玉髓 海绿石 水铝石 褐铁矿 石膏 硬石膏 盐类矿物 有机碳质
红柱石 蓝晶石 硅线石 硅灰石 绿帘石 符山石 透闪石 透辉石 阳起石 硬绿泥石 蛇纹石 滑石 石墨 十字石 镁橄榄石 石榴石 刚玉
二、变质岩的结构
——指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态 以及颗粒之间的关系。常见的结构有： 千枚岩
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
具片理构造的变质岩
➢千枚状构造：岩石矿物颗粒细小且片里面上出现丝绢 光泽与细小细纹（千枚岩）
➢片状构造：矿物颗粒较粗肉眼可识别（片岩）
千枚岩
片岩
泥岩 片岩
片岩中矿物的定向排列（薄片）
（4）片麻状构造：组成岩石的矿物是以长石为主的 粒状矿物，还有部分平行定向排列的片状、柱状矿 物，后者在前者中成断续的带状分布。（片麻岩）
灰岩的接触
变质作用－ 形成矽卡岩
方解石－白云石 －镁橄榄石
钙硅石－石榴石－ 透辉石
碳酸盐大理石
方解石－蛇纹石 －绿泥石
温度降低
花岗岩侵入体
2.接触交代变质作用——除温 度以外，来自岩浆的挥发性物 质（气水热液）与围岩发生交 代作用，使岩石发生复杂的化 学变化，并产生新的矿物。最 典型的代表是：酸性岩浆与碳 酸盐岩石接触交代，形成矽卡 岩，并且常形成矽卡岩矿床 （某些金属矿物沉淀）。
第六章 变质作用
与 变质岩
变质作用概念
变质作用概述 变质作用影响因素
变质作用后原岩物质
变质岩的特征 成分的变化
变质作用类型
常见变质岩
第一节 变质作用概述
一、变质作用概念
变质作用——地壳中已经形成的岩石在基本上 处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性 流体的作用，发生岩石结构、构造和物质成分变 化的地质作用。
《岩石学》课件第六章超基性岩
（5）矿物成分
橄榄石：斑晶和基质中都可以出现，具有世代关系“斑晶（地幔捕虏 晶）—基质”。斑晶常熔蚀呈浑圆形，基质中自形较好。易发 生蛇纹石化。
镁铝榴石：仅以斑晶（地幔捕虏晶）出现，常溶蚀成圆形。含量高、个体 大、颜色深的岩石常常含有金刚石。
上覆沉积岩为典型的放射虫硅质岩、薄层页岩和少量有孔虫灰岩， 也可以呈夹层产出。
四、地质分布与矿产、岩石组合与蛇绿岩套
1. 地质分布 超基性侵入岩属稀少岩类，并且主要是橄榄岩，规模小，多为小型
一个发育完整的蛇绿岩套，从底部向上岩石产出： (1)超镁铁质杂岩：由方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和纯橄榄岩组成，通常
具有变质构造 (有时称构造岩)，蛇纹石化后成为蛇纹岩。 (2)辉长岩质杂岩：通常具堆晶结构，普遍包含堆晶橄榄岩和辉石岩，
且比超镁铁质杂岩较少变形。 (3) 席状岩墙杂岩。 (4) 枕状熔岩，蚀变后成为细碧岩石。
金云母：斑晶和基质中都可以出现，具有世代关系“斑晶—基质”。斑 晶常熔蚀，具有暗化边。基质中自形较好。含量高的岩石常常 不含有金刚石。
以及尖晶石、钛铁矿、铬铁矿、磷灰石、锆石和碳酸盐矿物、含水的 硅酸盐矿物等。
2.产状和产地
金伯利岩多呈岩筒（管）、岩墙（脉）产出。 我国山东、辽宁、湖北和贵州的一些地区有产出，并在山东等处找 到了金刚石原生矿。 国外著名的产地有南非的金伯利，苏联的雅库特，加拿大的魁北克 等。
第七章 超基性岩类
超基性岩和超镁铁（质）岩是两个不同的概念，超基性岩是以SiO2 含量为依据命名，超镁铁（质）岩是以富铁镁矿物而命名。 超基性岩都是超镁铁（质）岩，但是，绝大多数超镁铁（质）岩才是超 基性岩。如某些超镁铁（质）岩（辉石岩、角闪石岩等），几乎不含长 石，且常与橄榄岩等密切共生，SiO2属基性岩范畴，一般也归入超基性 岩类中讨论。
构造地质学06第六章 劈理和线理
原来岩石的可劈开性
源于三个方面： ①层状硅酸盐集中定向排列 ②颗粒压扁拉长定向排列 ③存在组分分异条带
构成“潜在薄 弱面”！
劈理域和微劈石疏密相间，平行排列而显示一 种纹理，沿其造成了岩石的可劈性。 可劈性与岩石的矿物颗粒大小、定向以及矿物 分异条带宽窄等有关。如岩石颗粒越细，劈开 性越强，岩石薄片越薄；反之越厚。
（二)劈理的形成机制
关于劈理的形成机制看法不一，劈理研究历史比较长， 在其形成机制上，存在有不同看法，概括起来：
一）机械旋转 1856年索尔比(H•C•Surby)做实验而提 出的。强调岩石受力后，岩石中的板 状、长条状矿物要发生旋转，随应力 的加大而优选方位越来越明显。
但这种成因不能解释劈理域中的云母 为何富集，而且也不能解释劈理域中 扁圆状或透镜状石英的存在。
根据变质作用的强弱程度，矿物颗 粒重结晶的大小给于不同的名称，即 板劈理（板岩）、片理（片岩）和片 麻理（片麻岩）。
①板劈理—发育于富 泥质的低级变质岩中， 矿物颗粒＜0.5mm, 具 有良好可劈性。在显微 尺度下，劈理域是由云 母或绿泥石等层状硅酸 盐富集或薄膜或薄层。 微劈石是由富石英、长 石等矿物的集合体组成， 呈透镜状。
总的来讲，不能把劈理的形成机制看成可以 用一种能够解释那么简单，实际上，形成过程 可能是比较复杂的，它是多种作用过程的结果。
五、劈理的观测方法
（一）区分劈理和层理方法 寻找变余层理（S0)：层理的识别标志 （二）观察测量劈理和层理产状
（三）劈理与层理几何关系的构造意义
1．确定顶底 面。（地层面 向）符合层序 率的情况下， 层理与劈理倾 向相同： 劈 理倾角＞地层 倾角，正常层 位；反之，倒 转层序。
X
Z
XY
工程地质学_第6章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
2、结构体特征及性质
(1)特征 可用其规模、形态及其产状进行描述 a.按不同级别结构面对岩岩体的切割，可将结构体划分为 4级。 Ⅰ级结构体——地质体或称断块体 Ⅱ级结构体——岩块 Ⅲ级结构体——块体 Ⅳ级结构体——山体
b.基本形状有柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。一般 来说其稳定程度，板状结构体比柱状、块状的差。而楔状的比 菱形及锥状的差. c.产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴方向表示，平卧 的板状结构体比竖直的板状结构体对岩体稳定性的影响要大— 些.
变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路 堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对 工程及地下洞体稳定也有影响
对岩体稳定影响很大．在上述许 多岩体破坏过程中．大都有构造结 构面的配合作用．此外常造成边坡 及地下工程的塌方、冒顶
在天然及人工边坡上造成危害， 有时对坝基，坝肩及浅埋隧洞等工 程亦有影响，但一般在施工中予以 清基处理
侧壁的起伏程度
结构面粗糙
结构面的粗糙度可用粗糙度系数(JRC)表示: 它可以
增加结构面的摩擦角．进而提高了岩体的强度。据结构面 的粗糙程度可将粗糙度系数（JRC）分为10级。在实际工作 中，可用剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面、然后与标 准剖面进行比较，即可求得结构面的粗糙度系数(JRC).
e. 结构面的张开度
层状结构 （Ⅱ1）
与围岩接触面可具 接触面延伸较 熔合及破坏两种不 远，比较稳定而 同的特征。原生节 原生节理往往短 理一般为张裂面， 小密集 较粗糙不平 结构面光滑平 片理短小，分布 直．片理在岩层深 变质 1.片理 产状与岩层或 极密．片岩软弱 部往往闭合成隐蔽 构造方向一致 夹层延展较远， 结构面，片岩、软 结构面 2.片岩软 弱夹层 具固定层次 弱夹层、岩片状矿 物．呈鳞片状 张性断裂不平整， 1.节理（X型节理， 张性断裂较短小, 常具次生充填．呈 张节理） 产状与构造线 剪切断裂延展较 锯齿状，剪切断裂 2.断层（正断层，逆 呈一定关系， 远，压性断裂规 较平直．具羽状裂 构造结构面 断层，走滑断层） 层间带动与岩 模巨大．但有时 晾，压性断层具多 3.层间错动带 层一致 为横断层切割成 种构造岩，成带状 4.羽状裂隙劈理 不连续状 分布，往往含断层 泥、糜棱岩 1.卸荷裂隙 2.风化裂隙 次生结构面 3.风化夹层 4.泥化夹层 5.次生夹泥 分布上往往呈不 连续状，透镜 受地形及原结 一般为泥质物充 体，延展性差， 构面控制 填，水理性质很差 且主要在地表风 化带内发育
第六章超基性岩
“玢岩”名称。
(5)分类表中酸性岩和中性岩石英含量分界为20%，该数值是石英的相 对含量(即石英、斜长石和碱性长石加起来重算为100%的含量)，
并非石英的实际含量。
(三)、岩浆岩的相及结构
根据相和结构，通常将岩浆岩分为：
喷出岩： a.熔 岩；b.火山碎屑岩；c.次火山岩。 侵入岩： a.浅成岩；b.中—深成岩；c.深成岩。
2.产状和产地
金伯利岩多呈岩筒（管）、岩墙（脉）产出。
我国辽宁、山东、湖北和贵州等地有产出，在山东首次找到了金 刚石原生矿。 国外著名的产地有南非的金伯利，苏联的雅库特，加拿大的魁北 克等。
3.岩石成因
是由地下150～200km地幔岩石——石榴石橄榄岩，在含有H2O、 CO2条件下，部分熔融，形成少量岩浆，其内含有石榴石、橄榄石、金 刚石等捕虏晶体，沿裂隙带侵入形成浅成相或超浅成相岩石，或沿火 山通道活动，形成火山口相。是自然界起源最深的岩浆。
4.次生变化
常见的次生变化有蛇纹石化、碳酸盐化、绿泥石化等。 （1）蛇纹石化 超基性岩中的橄榄石、辉石被蛇纹石交代的作用，以及形成滑石、 菱镁矿、透闪石等。若交代强烈，形成蛇纹岩——绿色、黑色，滑感、 硬度低、油脂光泽等。
2Mg2SiO4+3H2O——H4Mg3Si2O9+Mg(OH)2
橄榄石 橄榄石 辉石 蛇纹石 蛇纹石 水镁石 蛇纹石 菱镁矿
（2）分布在环状超基性-基性杂岩体中心，又称阿拉斯加型(Alaska-type) 环状杂岩体。 特点：
产于构造活动区，如造山带，沿构造线方向成群分布。平面上近 圆形、椭圆形或不规则的环状，中心为超基性岩石，向外变为基性岩 石，呈环状。如阿拉斯加环状杂岩体，由中心向边缘依次为纯橄榄岩、 二辉橄榄岩、角闪辉石岩和各种辉长岩，围岩具热接触变质带。
第六章 第二节 油气成藏模式
第二节油气藏形成模式溱潼凹陷是一个典型的南断北超的箕状凹陷。
自南向北划分为断阶带、深凹带、斜坡带三个构造带。
其中斜坡带又可分为内斜坡带、坡垒带、外斜坡带(图1-2)。
由于不同构造单元构造运动的不均衡性，导致油气聚集、分布特征存在十分明显的差别。
一、断阶带油气藏形成模式（一）断阶带构造特征溱潼凹陷断阶带西南起姜小庄，东北至小凡庄，全长约60公里。
溱潼凹陷是在新生代拉张背景下形成的箕状凹陷，断裂系统十分发育。
边界大断层断距1000～2000m，剖面上表现为同沉积断层，边界大断层的持续活动派生了一系列同向北掉的次级正断层，形成二阶或三阶结构，次级正断层断距小于500m。
断裂走向大都以北东东向为主，少部分为北东向。
在纵向上断开阜三段或阜一段，甚至泰一段，其侧向就自然被阜四段、阜二段、泰二段界岩，这类断层可以较好地控制油气的分区、侧向运移和聚集，亦称为控油断层。
根据阶状结构的发育特征，可分成东段、中段和西段。
目前已发现的油田主要分布于断阶带中段，纵向上包含了泰州组、阜一段、阜三段、戴一段、戴二段、垛一段等凹陷内主要储集层段。
断阶带东段次级断层不甚发育，主要为一阶结构。
主干断层下降盘发育有次一级羽状断裂，组成数个墙角状断块构造。
在此段已发现溪南庄油田、红庄油（气）田。
中段是断阶带最复杂的断块，因次级断层的发育造成二阶～三阶的阶状结构，沿次级断裂派生出来的断层极为发育，由此形成多个局部构造，目前已发现草舍、陶思庄、角墩子、储家楼、洲城、祝庄、淤溪等7个油田。
西段是断阶带上工作程度最底的段，主要为三阶结构。
边界大断层及一系列次级断层的发育是控制断阶油气富集的主要因素。
由于边界断裂的持续活动，产生了储家楼、时堰、俞垛、大凡庄、港口等一系列生油次凹，这些次凹是提供油源的主要场所；长期处于活动状态的边界大断层及其派生的次一级断层（特别是Ⅰ、Ⅱ号大断层后期活动），给深凹中生成的油气及压力封闭层的异常高压一个良好的排泄通道，因此这些断层成为油气运移的主要通道，特别是在二阶结构断阶中，由于Ⅱ号断层后期（一般与生油运距关键时间吻合）断距加大活动性增加，更接近生油深凹，因此，其油气运移通道作用更加明显。
第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
构造结构面——区域性活动断裂 区域性活动断裂 构造结构面
构造结构面 ——
断层
断层面
3、次生结构面（浅、表生结构面） 次生结构面（ 表生结构面）
沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的， 沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理 面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。 岩浆（火成）结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构 岩浆（火成）结构面： 面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆 包括岩浆岩体与围岩的接触面、 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 岩之间的接触面和原生冷凝节理等。 变质结构面：在变质过程中形成， 变质结构面：在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶 结构面，像片理、片麻理。 结构面，像片理、片麻理。
Ⅳ级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、 层及较发育的片理、劈理面等。 层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界 破坏岩体的完整性， 面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质 及应力分布状态。 及应力分布状态。 Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和 级结构面主要控制着岩体的结构、 物理力学性质，数量多且具随机性， 物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具 统计规律，需用统计方法进行研究。 统计方法进行研究 统计规律，需用统计方法进行研究。 又称微结构面。常包含在岩块内， Ⅴ级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。 岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。
自然科学知识文库岩石系列：构造岩
自然科学知识岩石系列——
构造岩
科技是人类区别于动物的重要文明之一，
是人类对自然规律研究和利用的学科。
本文提供对自然界岩石
“构造岩”
的解读，以供大家了解。
构造岩
据Sander(1912)、(1918)，指由动力变质作用形成的岩石，它受到物质非分子差异运动的作用，重结晶作用可发生，也可不发生。
构造岩包括构造碎屑岩、构造塑变岩和构造变晶岩，也就是说，包括所有的构造碎屑岩石，例如糜棱岩、千枚岩、具Becke结晶片理的岩石及非分子差异运动被变晶叠加的岩石。
根据表示差异运动类型的定向性质，构造岩划分为两类：S构造岩和B构造岩。
S构造岩的特点是沿着一个面滑动，因而引起片理发育，片状矿物如云母等即平行片理分布。
B构造岩即带状构造岩，其中的滑动是沿着相交于B轴的两个面进行。
以前，Sander把具压碎结构的糜棱岩质岩石都算作构造岩，此种岩石由沉积成因的结晶片岩形成，局部又受到重结晶作用。
〔1〕本名称指组构能反映变形过程的任何岩石。
构造岩的组构能清楚地显示配位(coordinated)几何特征，而此特征表明岩石形成时是呈连续性固态流动的(тurner and Weiss，1963)。
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构造岩分类——精选推荐
构造岩分类狭义同义词为断层岩，根据其形成机制可分为碎裂岩和糜棱岩两大系列。
碎裂岩系列按碎块大小及碎基含量划分为碎裂岩化岩、初碎裂岩、碎裂岩和超碎裂岩。
断层泥是一种未固结的超碎裂岩。
糜棱岩系列根据其细粒化程度由低到高可划分为糜棱岩化岩石、初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩和变晶糜棱岩等---《地球科学大辞典》基础科学卷一、碎裂岩具有碎裂结构或碎斑结构的岩石称为碎裂岩。
碎裂岩是原岩在较强的应力作用下破碎而形成。
其粒化作用仅发生在矿物颗粒的边缘，而尚未达到糜棱阶段，因而颗粒间的相对位移不大，原岩的特征尚部分被保存下来。
据此可以判断原岩的性质。
碎裂岩是由脆性破裂、剪切和研磨作用而产生的一种固结的细粒岩石。
广泛分布于地壳浅层断层带内，呈带状延伸。
碎裂岩由碎斑和基质组成。
碎斑是原岩碎裂的角砾或矿物的碎粒，基质主要是原岩的微细碎砾，又称碎基，其粒径小于2毫米。
在某些碎裂岩中，还可能有外源物质和由于蚀变而形成的新矿物。
碎斑的形状与断层带的力学性质以及原岩的物理性质有关。
一般来说，张性断层带中，碎斑多呈棱角状;压性断层带中，碎斑多为透镜状，也可能有不同程度的圆化。
由同一次断层活动产生的碎裂岩中，同成分的碎斑形状可能相似。
碎斑内部具有微破裂，也可出现轻度塑性变形的光学应变效应，如波状消光、变形纹、变形带、膝折带、机械双晶及其弯曲等。
碎裂岩一般具有碎斑结构、碎粒结构，块状构造和带状构造，球对称组构或低密度的优选方位。
按碎斑与基质的含量比例，可将碎裂岩分为:初碎裂岩，基质占10~50%;碎裂岩，基质占50~90%，主要粒级在0.5~1.0毫米之间;超碎裂岩，基质为90~100%，主要粒级小于0.1毫米。
碎裂岩可由各种岩石破碎而成，但主要在刚性岩石中发育，以长英质岩石中尤为常见。
矿物除产生裂缝和机械破碎外，常发生晶面、解理面、双晶结合面的弯曲，云母等片、柱状矿物弯曲扭折，石英呈压扁凸镜状并被细粒的碎基围绕等现象。
碎裂岩中还可见到少量新生矿物的出现，如绢云母、绿泥石、绿帘石、方解石等。
构造岩
构造岩简介构造岩tectonite由于变形作用使岩石的结构和构造，甚至矿物成分发生变化，形成一种组构、矿物成分与原岩不同的新类型岩石，称之为构造岩。
结构结构要素能反映岩石变形特征的所有变形岩石。
按组构特征及其形成过程中物质运动的性质，构造岩可划分为两个基本类型：①S构造岩。
以面型(S面)组构要素为特征的岩石。
S面泛指由颗粒边界的优选方位或由矿物形成的成分层而显现的一些面状构造。
在S构造岩形成过程中，沿S面发生剪切滑动，其运动型式具有单斜对称性，并导致矿物晶格或形态定向排列，产生某种组构。
以脆性破裂和剪切为特征的面型构造岩又称为SF构造岩。
②B构造岩。
以线型(线理）组构要素为特征的岩石。
B代表变形主轴(变形椭球体的中轴）或旋转轴。
据此，B构造岩又划分为两个亚类：一是非旋转型B构造岩。
B轴是两组共轭剪切面的交线和内部旋转轴，剪切运动沿两组剪切面进行，产生具斜方对称的组构；二是旋转型B构造岩，又称R构造岩，B轴是一外部旋转轴，组构要素环绕B轴发生外部旋转，形成环带型组构。
由于构造变动的复杂性，自然界中常见的是一些复合的构造岩，如S+B，S+R，S+B+R等。
成因分类依据断裂带中岩石的结构构造、碎裂程度、重结晶强度和新生矿物等不同特点,以及它们所表现出的力学性质差异,本文提出了一个构造岩的结构成因分类命名的新方案。
将构造岩分为三大基本类型和八大岩类:(一)脆性形变构造岩,包括:1.初裂岩类,主要分为压裂岩、扭裂岩和张裂岩。
2.构造角砾岩类,分为张性角砾岩、压性角砾岩和扭性角砾岩。
3.碎裂岩类,可细分为碎裂岩、碎斑岩、碎粒岩和碎粉岩。
(二)脆-塑性形变构造岩,包括:4.糜棱岩类,又分为粒化岩、粗糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩。
5.玻状岩,可分为玻质糜棱岩、玻状岩和变余玻状岩。
(三)塑性形变构造岩,包括:6.千糜岩类,可细分为硬板岩、千糜岩、变晶糜棱岩和片糜岩。
7.构造片岩类,分为构造片岩和构造片麻岩。
8.构造混合岩类,可分为混合岩化动力变质岩、眼球状混合岩、条痕状混合岩、条带状混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩。
地质学院《构造岩的分类及矿物变形行为》课件
• （一）碎裂岩类
• 成因上以脆性变形为主，一般无明显的定向 构造，岩石以具碎裂结构、块状构造为特征， 碎斑中常见微裂隙等脆性破裂，重结晶作用 弱。
• 按碎基的含量可进一步分为构造角砾岩 （碎 基<50％）、碎裂岩（碎基50-90％）和断层 泥（超碎裂岩）（基质>90％）。
•（二）构造岩研究历史 （一）第一阶段（十九世纪下半叶）主要事件：
➢杰罗夫（Kjerulf），1880，首次提出碎裂和碎裂结构 ➢拉普沃斯（Lapworth ，1885），首次提出糜棱岩的概 念 ➢索比（Sorby），1857，引入地质学研究 最初人们普遍认为构造岩是脆性变形的产物，破裂起主 导作用，故称其为碎裂岩或断裂构造岩等，并按碎裂程 度的不同，将其划分为断层角砾岩一碎裂岩一糜棱岩系 列，这种认识持续了将近一个世纪。
➢这样，人们改变了对构造岩的认识，将构造岩划分为 碎裂岩系列和糜棱岩系列。前者以脆性变形为主导， 后者以塑性变形为主，它们分别代表了地壳浅部断层带 和较深部剪切带的产物。
二、构造岩的分类及其特征
对于构造岩的类型划分，目前较流行的方案 主要有两类：
一类是以结构为主的分类方案，以（Sibson， 1977；Takayi，1982）为代表；
构造岩的基本特征
（据Sinbson，1977；Higgins，1971；钟增球，郭宝罗，1991综合）
以脆性变形为主——碎裂岩系列
以塑性变形为主——糜棱岩系列
➢ 1）岩石无定向或具略定向；
➢ 1）具明显的面理（往往有线理）；
➢
2）具碎裂结构或玻璃质碎屑结构， 微破裂发育，无或少有重结晶作用；
➢
2）糜棱结构或变余糜棱结构；
➢X射线的发明并应用于构造岩石学研究 ➢Turner F J．(1948)：《变质岩矿物和构造演变》 ➢Foirbairn H W．(1949)：《变形岩石的构造岩石学》 标志着《构造岩石学》的诞生和系统化，形成一个独立 的学科
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该分类在我国影响大，应用也广，但也存 在不少问题，如 未充分注意到以晶粒生长为主的结晶作用，未考虑构造岩的变 质程度等。 后来，许多人在此基础上进行了进一步的修改和 完善，如甘盛飞(1994)提出的以细、中、粗粒为描述性分类及 以低、中、高温为成因性分类，钟增球等(1994)根据构造岩的 变质级提出的分类(见图6-1)，何绍勋等(1996)在Sibson等人分 类方案的基础上增加了以晶粒生长为主的构造片岩、糜棱片岩、 变余糜棱岩系列的分类(表6-2)等，
岩石具糜棱结构，基质含量10~／o~50％，碎斑仍占多数。其基质定向 性明显，动态重结晶颗粒增多，S-C面理清楚。残斑可出现破裂及各种具 塑性-半塑性变形特征的显微构造，如长石双晶扭折、云母褶曲、方解石 机械e双晶、石英的带状消光及扭折带、亚晶粒化及重结晶等，石英常发 育核幔构造。岩石中出现成分分异，并形成较多的新生矿物。
3、玻化岩结构和组成
由玻璃基质和碎斑两部分：玻基部分可呈流动构造＼条带状 构造或碎粉状构造，还可见球状、树枝状微晶结构，气孔和 杏仁构造，球粒构造等。有时可见局部结晶，这些结晶质可 能是玻化岩形成过程中保留下来的，也可能是玻璃质脱化而 成的。碎斑大小不等，但多在0．2mm以下，呈浑圆状或不 规则状。其成分依原岩的不同而不同，可以是长石、石英或 其它矿物，含量一般较少。 碎斑结构的产生主要是因为形成玻化岩时时间短，以及碎屑 矿物成分、变形形态和熔体成分的影响等，一般达不到全岩 熔融，使玻化岩保存有母岩的岩屑和晶屑，而形成碎斑结构。
四、碎裂岩系列
脆 性 断 层 带 内 构 造 岩 分 类
（1）断层角砾岩
未固结
（2）断层泥(碎块含量＜30％）
（1）碎裂岩 （2）断层角砾岩（＞1mm）
固结
（3）微角砾岩（碎块＜1mm) （4）断层泥(<0.02mm)
（5）地震岩
（6）构造片岩
断层泥
• 人们在摩擦实验中发现断层泥的存在对断层的 粘滑特征有很大的影响，断层泥在断层运动中 起着重要的作用。 • 断层泥是断层反复运动时两侧岩石破碎形成的， 断层泥中粘土的含量与生成时间有关，时间越 长，粘土含量越多。断层泥的成分主要为粘土 矿物，如蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等 混合物，以及一些石英、长石、方解石碎屑等， 其组成与断层母岩有关。此外，炭质成分增加， 其颜色发暗。 • 利用断层泥中矿物组合来推测断层形成时的温 度、压力状态。
特征性组 构
理和宏观不对称流变构造， 显 微构造具有花岗变晶结构、 三 边平衡结构、 复晶石英条带和 膨胀剪切裂隙和愈合裂隙
片状变晶结构、显微破裂、 晶内变形组构、云母鱼、核 －幔结构、应变影
以特征性同构造矿物组合命 岩石分类 矽线石榴钾长构造片麻岩等
为糜棱岩化岩石（＜10％） 以片状矿物组合命名，如白 云母绢云石英构造片岩、绿 泥阳起构造片岩等 棱岩（50～90％）和超糜棱 岩（＞90％）
名，如二辉斜长构造片麻岩、 初糜棱岩（10～50％） 、糜
S、L 组构
L＞＞S，典型 L 构造岩；S＝ L，SL 构造岩
S＝L， SL 构造岩
S＝L，SL 构造岩；S＞＞ L， 典型 S 构造岩
三、糜棱岩系列
糜棱岩(mylonite)最早是由Lapworth于1885年描述苏格兰高地 莫因断层中的岩石时首先提出来的。他认为糜棱岩是一种细粒 的具强烈页理化的岩石，是在脆性破碎和研磨作用下形成的， 不伴有组分的重结晶作用。 后来Christie(1960)虽然发现莫因断层中的糜棱岩普遍发育重结 晶现象，但却没有打破糜棱岩为脆性变形产物的观点，认为是 后构造重结晶所致。直到70年代，人们对糜棱岩的显微构造、 组构等特征及成因机制等才有了新的认识。到1981年在美国召 开了一次国际会议，对糜棱岩的显微构造、变形机制、形成条 件及命名原则等广泛地进行了讨论，普遍认为糜棱岩的三个基 本特征是： ①粒度减小； ②出现在较窄的带内；③具增强的页理和线理。
糜棱岩中按其碎斑和基质的含量、性质及结构等，可分为糜棱岩化岩石、 初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩及千糜岩等。
1．糜棱岩化岩石
·
岩石初具糜棱结构，基质含量<10％，碎斑约占大多数，可见定向拉长 现象，略具定向排列。常见的显微构造有：波状消光、双晶弯曲及扭折 等，在残斑边缘也可见· 少量重结晶。
2．初糜棱岩
pseudotachytite
• 它们以形状不规则的单脉或网状及多期穿插 分布于断层带中，与围岩呈侵入关系并有明 确的边界。脉体主要由暗色非晶质或隐晶质 玻璃基质组成，内有树枝状或球状微晶结构。 基质中含有大量母岩的岩屑和晶屑，主要为 石英，其次是少量长石;碎屑有熔蚀现象。另 外还有气孔、杏仁、球粒、冷凝边和流动等 构造。
断层泥
碎裂岩特征
构造角砾岩类
一般是指断裂带中的岩石，由于断层两盘的相对运动， 或引张、挤压和扭错过程中，发生脆性变形而使岩块 坠碎、挤碎或搓碎发生位移后，又被胶结所形成的具 角砾状构造的岩石。也称断裂角砾岩。 这类岩石在野外就可以正确的定名，因为其中的 “角砾”是肉眼能够分辨清楚的。目前多采用斯普瑞 ((Spry, 1969)的规定。＞5mm为砾级，5-1mm为细砾 级，< 1mm为显微砾级，＞ l0cm的砾径，可称为巨砾。
pseudotachytite
假玄武玻璃特征及其研究现状
• ①19世纪初到70年代以野外产状及显微镜观察为主 的描述阶段; • ②70年代到90年代初期对假玄武玻璃的形成条件进 行模拟计算，并利用电子显微镜观察其微细结构的 电算和电镜阶段; • ③从80年代末至今，对假玄武玻璃形成的力学和化 学机制进行实验模拟的成因实验研究阶段(孙岩等， 1998)。
糜棱岩类 中深部－中浅部构造层次 角闪岩相－绿片岩相 水溶液和熔体 位错蠕变、粒间滑移、溶解 蠕变，局部脆性破裂 典型糜棱组构、晶内变形组 构（变形纹、变形条带、亚 晶粒） 、核－幔结构、残斑 系、应变影、剪切阶步 依据基质含量进行分类，分
构造片岩类 中浅部构造层次 绿片岩相 水溶液 溶解蠕变、位错蠕变、新矿 物化、脆性破裂
4、假玄武玻璃的类型
• 大量假玄武玻璃的TEM . SEM研究发现，假玄 武玻璃的基质多由非常细粒的微小晶体组成。 传统显微镜下被鉴定为玻璃质的基质，电镜下 除少部分确为玻璃质基质外，大部分为微小晶 体的集合体。这些微晶体(microlite)常常呈现出 由快速冷凝形成的各种形状，如针状残骸状、 树枝状、球体状等。所观察到的微晶体主要包 括石英、长石、黑云母、角闪石、 辉石、石榴子石、钦铁矿、磁铁矿、尖晶石等 矿物。
3．糜棱岩，基质50％～90％，以动态重结晶为主， 残斑少且小。流动构造明显，不仅具纹层状透入性面理；而且常发育明显 的矿物线理。残斑和基质常构成不对称碎斑系，初糜棱岩中所具有的各种 显微构造更为发育。长英质糜棱岩中长石常为残斑，边部也可见动态重结 晶颗粒，形成长石的核幔构造。而石英大部分已重结晶构成基质，并围绕 残斑呈纹层状分布，显示明显的流动构造。长英质糜棱岩可发育成十分典 型的S-C面理，成分分异明显。
其变形过程是：当初始破裂发生时，岩石先形成粗大碎块， 而没有熔融现象；随后，磨碎作用使碎块粒度逐渐减小，引 起碎块表面积(能)急剧增加(可达3000多倍)；当磨碎作用达到 临界应变速率时，由破裂和弹性应变产生的热量超过系统散 发的热量，熔融作用开始发生。由此，他认为磨碎是熔融的 必要前提，二者是玻化岩形成过程中的不同阶段。
第六章 构造岩
•一、构造岩研究历史
1、定义：由于变形作用使岩石的结构和构造，甚至矿物成分发生变化， 形成一种组构、矿物成分与原岩不同的新类型岩石，称之为构造岩 (tectonite)
2、研究历史：有关构造岩研究已有100多年的历史， 最初人们普遍认为 构造 岩是脆性变形的产物，破裂起主导作用，故称其为碎裂岩或断裂 构造岩等，并按碎裂程度的不同，将其划分为断层角砾岩一碎裂岩一糜 棱岩系列，这种认识持续了将近一个世纪。 本世纪70年代以来，随着对地壳较深层次的变形及其有关岩石的深 入研究，岩石变形实 验的不断完善，金属物理学理论的逐步引入和透 射电子显微术的兴起，人们对构造岩尤其 是对糜棱岩的研究，才有了 突破性的进展。结合岩石变形实验及对天然变形岩石的观察研 究，人 们发现构造岩中的糜棱岩并不是脆性破碎后经强烈研磨而成的产物。这 样，人们改 变了对构造岩的认识，将构造岩划分为碎裂岩系列和糜棱 岩系列。前者以脆性变形为主导， 后者以塑性变形为主，它们分别代 表了地壳浅部断层带和较深部剪切带的产物。
pseudotachytite
• 它们以形状不规则的单脉或网状及多期穿插 分布于断层带中，与围岩呈侵入关系并有明 确的边界。脉体主要由暗色非晶质或隐晶质 玻璃基质组成，内有树枝状或球状微晶结构。 基质中含有大量母岩的岩屑和晶屑，主要为 石英，其次是少量长石;碎屑有熔蚀现象。另 外还有气孔、杏仁、球粒、冷凝边和流动等 构造。
2、成因分类： Wise (1984)以 应变速率和恢复 速率分别为纵、 横坐标的分类图 (图6-2)也常常被 引用。
类 型 构造层次 变质级别 流体 主导变形 机制
构造片麻岩类 深部构造层次 麻粒岩相－高角闪岩相 以熔体、富 CO2 流体发育 熔体增强颗粒流动、扩散迁 移、膨胀破裂，局部有位错蠕 变 条纹、条带状构造、强直片麻
二、构造岩的分类及其特征
对于构造岩的类型划分，目前较流行的方案主要有两类： 一类是以结构为主的分类方案，以（Sibson，1977； Takayi，1982）为代表； 另一类方案是按成因机制（wise1984；王嘉阴，1978； 孙岩1985）。
1、结构分类方案： 这 种分类法主要考虑了构造岩的结构因素（ 1977年， Sibson ），如：①固结与未固结；②紊乱组构与面理化组构； ③碎斑的大小与基质的含量；④重结晶程度等。
pseudotachytite
熔蚀 长石 碎斑
构造片岩
五、玻化岩（假玄武玻璃）
1、定义：