構(gòu)造地質(zhì)學(xué)一四

第七章(二）線理

線理是巖石中發(fā)育的一般具有透入性的線狀構(gòu)造。根據(jù)成因，線理可分為原生線理和次生線理。前者是成巖過程中形成的線理，如巖漿巖中的流線;后者是指構(gòu)造變形中形成的線理。本章只討論次生線理。根據(jù)觀察的尺度，可將線理劃分為小型線理和大型線理，前者指露頭或手標本尺度上透入性線狀構(gòu)造，后者指大尺度上不一定具有透入性的線理。5/17/20231第一節(jié)小型線理

在強烈變形巖石中，常常彌漫著各種微型或小型的線理，其形態(tài)和成因各異，主要有以下幾種:一、拉伸線理拉伸線理是拉長的巖石碎屑、礫石、鮞粒、礦物顆?；蚣象w等平行排列而顯示的線狀構(gòu)造(圖7-1A)。它們是巖石組分變形時發(fā)生塑性拉長而形成的。其拉長的方向與應(yīng)變橢球體的最大主應(yīng)變軸－X軸方向一致。故為一種A(a)軸線理。另一種是由于剪切作用,使物質(zhì)發(fā)生輾滾而拉長,拉長方向垂直于物質(zhì)輾滾方向,這種拉伸線理為B(b)軸線理。A(a)軸線理垂直于褶皺軸,B(b)軸線理平行于褶皺軸。5/17/20232二、礦物生長線理礦物生長線理是由針狀、柱狀或板狀礦物順其長軸定向排列而成(圖7-1B)。礦物生長線理是巖石在變形和變質(zhì)作用中礦物在引張方向重結(jié)晶生長的結(jié)果。因而礦物及其纖維生長的方向往往指示巖石重結(jié)晶或塑性流動的拉伸方向。一般平行于應(yīng)變橢球體的長軸方向排列，故為一種A型線理。5/17/20233圖7-1線理的類型A.礦物集合體定向排列顯示出的拉伸線理;B.柱狀礦物平行排列W成的生長線理;C.面理揉皺形成的皺紋線理;D.交面線理(據(jù)和略改，1960)5/17/20234三、皺紋線理皺紋線理由先存面理上微細褶皺的樞紐平行排列而成(圖7-1C)。微細褶皺的波長和波幅常在數(shù)厘米以下，或僅以mm計。皺紋線理的方向與其所屬的同期褶皺的樞紐方向一致，垂直于運動面上物質(zhì)的運動方向，為B(b)軸線理。需要指出的是，某些面理上的X型極細微的皺紋線理，是X型微剪節(jié)理與面理交切的結(jié)果。四、交面線理交面線理是兩組面理相交或面理與層理相交形成的線理(圖7-1D)，常平行于同期褶皺的樞紐方向，為B(b)軸線理。5/17/20235第四節(jié)大型線理

變形或變質(zhì)巖石中常發(fā)育一些獨特形態(tài)的粗大線理，一般不具透入性，但在大尺度上觀察，也可看作是透入性的，主要有石香腸構(gòu)造、窗欞構(gòu)造、壓力影構(gòu)造等。一、石香腸構(gòu)造石香腸構(gòu)造又稱布丁構(gòu)造(boudinage)，是不同力學(xué)性質(zhì)互層的巖系受到垂直或近垂直巖層擠壓時形成的。軟弱層被壓向兩側(cè)塑性流動，夾在其中的強硬層不易塑性變形而被拉伸，以致拉斷，構(gòu)成斷面上形態(tài)各異、平面上呈平行排列的長條狀塊段，即石香腸。5/17/20236

在被拉斷的強硬層的間隔中，或由軟弱層呈褶皺楔入，或由變形過程中分泌出的物質(zhì)所充填。因此，石香腸構(gòu)造實際上是各種斷塊、裂隙與楔入褶皺或分泌物其充填的構(gòu)造組合。為了描述和測量石香腸構(gòu)造在剖面上及層面上的大小并標定其方位，必須從三度空間來進行其長度(b)、寬度(a)、厚度(c)以及橫間隔(T)和縱間隔(L)要素的觀察和測定(圖7－2)。5/17/20237圖7-2石香腸構(gòu)造的要素及反映的應(yīng)力方位(據(jù)馬杏垣，1965)a.石香腸的寬度;b.石香腸的長度;c.石香腸的厚度;L-縱間隔。T-縱間隔5/17/20238從石香腸構(gòu)造的形成可知，其長度指示了局部的中間應(yīng)變軸(Y軸)。故石香腸實際上可看作一種B型線理。石香腸的寬度指示拉伸方同(X軸)或局部的最小主應(yīng)力(σ3)方向;厚度指示壓縮方向(Z軸)或局部的最大主應(yīng)力(σ1)方向。石香腸構(gòu)造的三維空前形態(tài)一般不易觀察，所以對其橫斷面的描述較多，馬否垣曾按其橫斷面的形態(tài)劃分為矩形、梯形、藕節(jié)狀和不規(guī)則狀等幾種類型(圖7－3)。石香腸的橫斷面上形態(tài)的變化主要取決于兩個因素:①巖層之間的粘度差;②強硬層所受拉伸作用的強弱。5/17/20239錫礦山地區(qū)馬頸坳一帶C1d地層中發(fā)育的石香腸構(gòu)造(A.碳質(zhì)頁巖;B.灰?guī)r)AB5/17/202310當巖層間的粘度差很大，最強硬巖層在應(yīng)變很小時就出現(xiàn)張裂，進一步的拉伸使斷塊分離，則形成橫剖面上為矩形的石香腸(圖7－3A，圖7-4中第1層)。當巖層的粘度差為中等時，較強硬的巖層常常先發(fā)生明顯的變薄或細頸化，進而被剪裂而拉斷，形成菱形或透鏡狀的石香腸(圖7－3B、圖7－3C、圖7-4中第2、3層)。如果巖層中的粘度差很小，則相對強硬的巖層可能只發(fā)生腫縮，形成細頸相連的藕節(jié)狀石香腸(圖7-3C、圖7-4中第3層)。軟弱層的塑性流動使石香腸體的邊緣受到剪切改造，原為矩形的石香腸體可以變成桶狀和透鏡狀，端部成魚嘴狀(圖7－4)。5/17/202311圖7-3北京西山各種石香腸的形態(tài)(據(jù)馬杏垣,1965)A.矩形石香腸;B.菱形石香腸;C.藕節(jié)形石香腸5/17/202312圖7-4石香腸構(gòu)造的遞進發(fā)展圖示(據(jù)，1967)強巖層1、2、3和4，按強度遞減的順序排列，第四層與介質(zhì)的性質(zhì)相同;A-C代表變形的發(fā)展方向5/17/202313在石香腸化的巖石中，常見有石香腸體相對于圍巖的層理發(fā)生一定角度的偏轉(zhuǎn)甚至旋轉(zhuǎn)。這些現(xiàn)象可能是順石香腸的層理剪切作用的結(jié)果。但石香腸體的旋轉(zhuǎn)也可以由于強硬層的延長方向與應(yīng)變主軸斜交所致。旋轉(zhuǎn)石香腸體常以角度不對稱為特征，各石香腸體之間的楔褶皺也旋轉(zhuǎn)成一翼長一翼短的不對稱型式。石香腸構(gòu)造的三維空間的變化反映不同的應(yīng)變狀態(tài)，當應(yīng)變處于單向拉伸的平面應(yīng)變時(即λ1＞λ2＝1＞λ3)，則強硬層只發(fā)育一組石香腸(圖7-5A)。當應(yīng)變處于雙向拉伸時(即λ1＞λ2＞1＞＞λ3)，強硬層將向兩個方向張裂形成“巧克力方盤”式石香腸構(gòu)造(圖7-5B)。5/17/202314圖7-5石香腸構(gòu)造(據(jù)修改，1963)A.長條狀石香腸構(gòu)造;B.兩個方向拉伸產(chǎn)生的“巧克力方盤”石香腸構(gòu)造5/17/202315二、窗欞構(gòu)造

窗欞構(gòu)造是強硬層組成的形似一排欞柱的半圓柱狀大型線狀構(gòu)造。欞柱表面有時被磨光，并蒙上一層云母等礦物薄膜，其上常有與其延伸方向一致的溝槽或凸起，并常被與之直交的橫節(jié)理所切割。窗欞構(gòu)造常沿著強弱巖層相鄰的強硬層的界面出現(xiàn)(圖7-6和圖7-7)。一系列寬而圓的背形被尖而窄的向形所分開，形成嵌入式“褶皺”。軟弱層總是以尖而窄的向形嵌入強硬層，強硬層面呈圓拱狀的背形突向軟弱層，從而鑄成一系列圓柱形的腫縮式窗欞構(gòu)造。5/17/202316圖7-6砂巖層和板巖層接觸面上的窗欞構(gòu)造(據(jù)A.Pilger等,1957)圖7-7北京大灰廠奧陶系白云巖卷曲形成的窗欞構(gòu)造(宋姚生據(jù)照片素描，1978)5/17/202317實驗證明，窗欞構(gòu)造是巖層受到順層強烈縮短引起縱彎失穩(wěn)形成的。實驗還證實窗欞構(gòu)造的主波長與強弱巖層之間的粘性差有關(guān)。此外，也有人把外貌與一排欞柱相似的褶皺構(gòu)造稱為褶皺式窗欞構(gòu)造。窗欞構(gòu)造與石香腸構(gòu)造不同。前者反映了平行層理的縮短，而石香腸構(gòu)造則反映了垂直層理的壓縮。但窗欞柱的方向與香腸體的長軸一樣，都代表了應(yīng)變橢球體的Y軸，故亦為一種B型線理。5/17/202318三、桿狀構(gòu)造桿狀構(gòu)造是由石英等單礦物組成的比較細小的棒狀體。桿狀體常產(chǎn)出于變質(zhì)巖內(nèi)小褶皺的轉(zhuǎn)折端。桿狀體的長度一般較小，從數(shù)厘米至十數(shù)厘米。與窗欞構(gòu)造的主要不同在于多數(shù)桿狀體是由變形過程中同構(gòu)造分泌物質(zhì)所組成。最典型的桿狀構(gòu)造是石英棒組成的桿狀構(gòu)造(圖7-8)。石英棒的物質(zhì)來源于硅質(zhì)巖石，在變質(zhì)過程中分泌出來并集中于褶皺轉(zhuǎn)折端低壓帶，以石英脈形式產(chǎn)出。也有一些石英棒是先存的石英細脈隨著圍巖的褶皺輾滾而成。此外，斷層作用造成的低壓空間也有利于石英、方解石的沉淀，因輾滾而形成石英棒、方解石棒，產(chǎn)出于斷裂帶中。5/17/202319圖7-8硅質(zhì)片巖中的石英棒(Q)(據(jù)G.WilsOn，1961)

5/17/202320四、逐鉛筆殿構(gòu)造鉛筆摸構(gòu)造甜是輕陰微變成質(zhì)的班泥質(zhì)丑或粉古砂質(zhì)騎巖石油中常騎見的慨使巖魚石劈豎成鉛久筆狀必長條簡的一做種線艇狀構(gòu)托造。版根據(jù)沿鉛筆息構(gòu)造曬的形喂成作醋用，賠可分毅為兩熟類:合①劈鞏理與見層理賊交切額的結(jié)登果或解剪切藏面與身層理匯交切儀的結(jié)懶果;紐奉②成殲巖壓州實與悶順層盜擠壓愈變形夾共同鍬作用響的結(jié)當果。(1)悲交切面綢的鉛筆茶構(gòu)造通常硬是透趴入性唐劈理邪面或粗剪切誘面與寨層面攪相交箱而成償。交衰面的教鉛筆部構(gòu)造席常具解有較龜規(guī)則叫的斷稱面形蟻狀，傲平行答于同鞠期褶賢皺的終褶軸禍。5/困3/決20定2321(2)頃壓實與怠變形共菠同作用亮下形成嚴的鉛筆較構(gòu)造其形成衫過程如殼下:初哭始泥質(zhì)燈和粉砂農(nóng)質(zhì)沉積重物在垂厲直層面舌的壓實翁作用下滾，隨著港沉積物打的壓實竭和孔隙釘水的排銜逸，引慨起原始責沉積物六的體積藏損失，握形成單強軸旋轉(zhuǎn)照扁球體港型的應(yīng)番變(圖犁7-9寄A)。聚在其后趨的構(gòu)造秧變形中扇，由于蔬平行層銀理的壓喬縮及沿虎垂直方潑向的拉阻伸，使劈燕巖石變難形成單境軸旋轉(zhuǎn)憲長球體啞型，其裁應(yīng)變橢矩球體的恢軸值X閑＞Y＝漲Z。這脹時，片劑狀、柱是狀和針頸狀礦物幕發(fā)生旋寄轉(zhuǎn)，順講X軸方干向定向倉排列，撲致使巖鵝石順X即軸方向走易于劈彎開。巖獲石可破爛裂成大堵小不一鼓的碎條治，稱作初鉛筆構(gòu)棒造(圖庫7-9礙C)。招這種鉛稈筆構(gòu)造姨最主要設(shè)的特征村是沒有桃面狀構(gòu)謙造要素就，橫截搭面常呈么不規(guī)則定的多邊恨形或弧育形(圖興7-1只0)，擦其長軸樂雖平行張于巖石墓中有限捕應(yīng)變橢存球體的型X軸方閱向，但驅(qū)是又平咐行于區(qū)非域構(gòu)造呈變形的守B軸方畜向(圖累7-9獎C)。5/3旬/20竹2322圖7-粥9鉛企筆構(gòu)造識的發(fā)展刪階段及洽應(yīng)變狀騰態(tài)示意垃圖(上圖乞)(據(jù)，霸198違3)A.頁螞巖的初退始壓實貓階段B廈.早期罰變形階遍段;C紐奉.鉛筆淺構(gòu)造階滋段，D眾.為構(gòu)生造應(yīng)變蓋軸圖7-獲10女鉛筆構(gòu)視造(據(jù)，遲198武1)(下駱圖)5/促3/筆20短2323五、怨壓力闊影構(gòu)允造壓力塑影構(gòu)漆造是摩礦物跟生長欣線理縱的另適一種土表現(xiàn)鬼，常即產(chǎn)出懇于低午級變戀質(zhì)巖界中。痛壓力附影構(gòu)縮慧造由款巖石己中相岸對剛雜性的換物體沸及其尾兩側(cè)房誠(嚴或四揭周)披在變倉形中申發(fā)育上的同鄉(xiāng)豐構(gòu)造炕纖維柴狀結(jié)蓋晶礦米物組厚成菊(圖努7-受11貸)。點巖石像中作但為相端對剛永性的圓物體膝的有夜黃鐵芽礦、蜓磁鐵鏟礦、唐還有星化石建、礫改石、防巖屑棋和變寶斑晶掀等。下變形訊一般劍不強止，只泳出現(xiàn)怖微破主裂、美波狀督消光想、變縫形紋偶等。德核心忌物體偷兩側(cè)梳的結(jié)偉晶纖記維常立由石戀英、筐方解叨石、勢云母漂或綠逝泥石顛等礦犧物組臂成便。5/偷3/濕20議2324在應(yīng)力副作用下叼，這些流相對剛率性的物粘體在變遙形時將錘引起局竭部的不霸均勻應(yīng)遼變，使拒其周圍庸的韌性斃基質(zhì)從乞相對剛盛性的物誤體表面津拉開，艘形成低藍壓引張洞區(qū)，為趟礦物提捏供了生享長的場盼所。在奧壓溶作號用下，淡基質(zhì)中凈易溶物守質(zhì)從礦降物界面膨上發(fā)生鉛溶解，臭并從受版壓邊界映向低壓咸引張區(qū)盈運移，坡沿著最挖大拉伸百方向(通X軸)折生長成姜纖維狀俘的影中鍛礦物。墓纖維的鼠生長方感向隨著申變形過奇程中最幫大拉伸埋軸方向錄的變化迅而變化駝。因此幸，相對犧剛性的導(dǎo)物體兩闖側(cè)的影憐中礦物指的不同慚形狀反伯映了不植同的應(yīng)樣變狀態(tài)崇在擠壓短變形或庸純剪變吉形中，濕相對剛殃性的物尋體兩側(cè)炮的結(jié)晶溝纖維常出呈對稱慣狀(劃圖7-世11A蓄、B)艙。5/治3/粒20東2325圖7折-1膊1辦不桃同類醋型的違壓力島影(據(jù)A妄.Ni燒col所as，勺198嫩7)A.豈垂直匪核心枕礦鉤哥表面迷的石兩英纖部維;B.垂晚直核心謹?shù)V物表剛面生長度的四組事石英纖革維;C.棋單斜隆對稱鍬的石星英纖韻維5/嶺3/斷20潔2326在單刷剪作菠用下私，隨畜著非兇共軸帳的遞凡進變導(dǎo)形;昆最大江主應(yīng)跟變軸木(封X軸盞)發(fā)亂生偏貝轉(zhuǎn)。滔因此隱，相掘?qū)偘胄缘臋谖矬w母兩側(cè)徹的結(jié)媽晶纖伸維呈唇現(xiàn)出讀單斜免對稱受的形跪狀。圣對黃莊鐵礦槐晶體敘進行地旋轉(zhuǎn)蘆變形約模擬晴實驗嫂結(jié)果左表明掠不對忘稱的急影中泡礦物顆的結(jié)早晶纖裹維生申長情攪況隨銜著剪耗切應(yīng)侮變量鴨的大闊小呈雨有規(guī)榜律的振變化犬。因挎此，吼通過炕對壓漂力影脈構(gòu)造石中礦弱物結(jié)豎晶纖半維生啟長方漿向的名測定傭，可齊以確異定變安形的追主應(yīng)脂變軸揉方位轉(zhuǎn)及其貍變化材。5/3只/20肺2327第三秧節(jié)惜線寺理的敬觀察災(zāi)與研劍究在變古形巖丹石中額，除倡了次顫生的餅線狀穴構(gòu)造樓外;誘，還喉可能吃殘存觸原生掠的線涼狀構(gòu)最造，刷如礫蛋石的抵原生賓定向更排列渠、巖則漿巖螺的流江線等皺。因笨此，憂在野健外地哥質(zhì)觀捏察中拳，首刻先要暗區(qū)分劫原生算線理議和次抱生線易理。活在區(qū)羊分兩榆者時塘，除尖在單貴個露斷頭上技注意尼研究惜線理楚的主占要特即征外喇，還灘要在女更大大范圍裕內(nèi)研圾究它蒙們展識布規(guī)脊律及糖其與裳其他于構(gòu)造著的關(guān)宵系，談這樣則才能畏查明洪真成今因，結(jié)區(qū)分捷兩類專線理榆。5/3管/20放2328確定了廚次生線鞋理后，拉還要根害據(jù)其基激本特征蘆確定線家理的類怪型。線芝理在空裙間方位栗的確定撕是識別錄線理類蹈型和確碧定它與鮮所屬大摟構(gòu)造幾走何關(guān)系食的關(guān)鍵許。測量陡線理產(chǎn)爪狀也同擱測量其儉他線狀冷構(gòu)造的永產(chǎn)狀一彼樣，量蔽度其指勁向、傾匪伏角、句側(cè)伏向璃和側(cè)伏住角。值得注傻意的是德，測量毅線理產(chǎn)前狀時，遙切忌把肝任意露考頭面上扔見到的拋相互平晉行的跡五線當作刊線理。煉線理只敏有在面甚理面上尋的線狀紫跡線才六是真正累的線理若。如圖崇7-1務(wù)2，只必是在面愈理面(梨S1)上殼看到慕的拉魄長礦歪物集努合體為的定勢向排教列，兆才是灶真正鋪的線徑理，疤其他卡切面愉上的麥線狀齒方向集或“貴長軸渴”定巖向排悄列，備都不扭是真禮正的牢線理粱。因遷此，言線理賴的測釀量一連定要周在與祥其伴教生的幻玉面理榜上進去行。5/3殘/20屠2329圖7秋-1口2拉顫長的圍礫石禍所顯腎示的余線理(據(jù)E夏.Cl昂oos套，19醫(yī)46,鼠改編)只有在繭面理S1面上，板才能看畜到礫石迷的最長貧軸，其永他斷面負上看到饑的都是決視伸長凝軸5/3示/20廚2330線理女還是特構(gòu)造袍運動奪學(xué)的伏重要跌標志氣之一踏。它蛇們既相能夠賀指示炒構(gòu)造唯變形揀中巖黑石物握質(zhì)的順運動挖方向掙，又邊能用脊于分冒析構(gòu)敞造變財形場架內(nèi)巖骨石的上有限環(huán)應(yīng)變孩狀態(tài)朝。一昆般地哀，在穩(wěn)擠壓家、拉舊伸和繳壓扁討等情惠況下禿，構(gòu)編造變時形中雀運動快學(xué)坐旦標系籃a、達b、雞c軸據(jù)(鋒圖7扎-1季3)竭的方那位與炸應(yīng)變閉橢球明體的測主應(yīng)排變軸友X、供Y、冠Z軸忙(或移A、口B、會C軸虹)的陜方位逝一一勺對應(yīng)糾，互膛為一哄致。業(yè)在這狹種情酸況下訊形成窮的拉型伸線偶理、睡礦物相生長槳線理堤等的販方位巧既能軟代表非變形薦巖石兩中物追質(zhì)的嘴運動辮方向懲，又棋能代摟表巖館石有棒限應(yīng)充變橢惠球體舉的最宜大主奏應(yīng)變杜軸-多-X亂軸的萬方位霧;而謠石香次腸、湊窗欞托構(gòu)造牙和皺略紋線什理等費的方績位則怕代表避了巖把石有霜限應(yīng)黃變橢稠球體優(yōu)的中撿間應(yīng)籌變主雅軸－搶Y軸左的方疲位。5/緒3/休20把2331圖7-驢13哭運動好面的坐捎標系(據(jù)，察196虧7)a.遷在運暑動面裝ab綁上，舞平行產(chǎn)運動療方向b.齊在安運動宿面上能，垂馬直于災(zāi)a軸圖7因-1蟲4縮慧單鞭剪作纖用下的倆運動樸學(xué)坐裹標系(A)未和應(yīng)變棕橢球的允主應(yīng)變緒軸(B溫)5/3厭/20山2332但在簡耀單剪切賺變形中樸兩者并孔不完全蛙一致。跪因單剪弓變形中州剪切面縫是運動勸面(劃圖7-更14A父)，其扎上的剪適切方向隙為a軸降,b軸閘位于a爛b面上訓(xùn)，與a真軸垂直雞，而單活剪變形否是旋轉(zhuǎn)釋變形，哈最大主朗應(yīng)變軸決--X恢軸(或械A(chǔ)軸)瞇和最小酬主應(yīng)變序軸Z軸數(shù)(或C箱軸)隨造著變形栗的進行紛而發(fā)生須旋轉(zhuǎn)，仍與運動鬧軸a軸吵和c軸協(xié)的方向咸完全不炊同。只碼有中間朗主應(yīng)變仙軸Y軸島不變，藥