顯微構(gòu)造與組構(gòu)學(xué)（06）第六章 巖組分析工作方法.ppt

1、第六章 巖組分析工作方法,本 章 主 要 內(nèi) 容： 一、巖組分析的工作程序; 二、定向標(biāo)本的采集; 三、定向薄片的制備; 四、組構(gòu)要素的測量與統(tǒng)計; （附：組構(gòu)要素測量技術(shù)方法） 五、巖組圖的繪制。,一、巖組分析的工作程序,巖組分析的工作程序： 1、在野外地質(zhì)調(diào)研的基礎(chǔ)上確定重點研究的剖面或路線; 2、采集定向標(biāo)本（或樣品）; 3、切制定向薄片; 4、薄片觀察研究并進行組構(gòu)要素測量、統(tǒng)計; 5、編制巖組圖; 6、巖組解析。 7、在條件許可時還可以進行模擬實驗研究。,二、定向標(biāo)本的采集,（一）、概述 定向標(biāo)本采集要注意二個前提條件： 1、要有明確的采樣目的; 2、所采集的標(biāo)本在室內(nèi)能恢復(fù)其原始產(chǎn)

2、狀。 為此必須要解決以下三個問題： 在什么地點采集標(biāo)本（即確定采樣位置）; 采集什么樣的標(biāo)本（即確定采樣層位與巖性）; 如何進行標(biāo)本定向（即確走標(biāo)本定向方法）。,（二）、采樣位置（剖面）的確定,1、決定于專題研究的內(nèi)容 如研究褶皺成因：一般要求從褶皺一翼通過轉(zhuǎn)折端到另一翼 如研究斷裂：則要從遠離斷裂帶斷裂帶旁側(cè)斷裂帶內(nèi)部斷裂帶另一側(cè)。 如研究巖體侵位：則要從圍巖外接觸帶內(nèi)接觸帶巖體內(nèi)部的不同單元。 2、一般要求采樣剖面垂直于所研究的構(gòu)造帶,即沿著變化最大的剖面進行。 3、樣品要有系統(tǒng)性,而且要有“背景值”的標(biāo)本進行對比。,（三）、采樣的層位與巖性要求,1、標(biāo)本新鮮,能切制薄片,采樣點巖層未曾移

3、動; 2、所含礦物其優(yōu)選機制研究得較為清楚。 常用的礦物：石英、方解石、白云石、云母等。 其次是：角閃石、輝石、長石、橄欖石等。 3、礦物的粒度要適度,在光學(xué)顯微鏡下能測量并統(tǒng)計到一定的數(shù)量（一般一塊薄片中同種礦物有100粒以上） 。一般以中粒（0.05-0.1mm）較好, 其次為細粒,如太細或隱晶質(zhì),則用X-光衍射。 如果利用電子背散射儀（EBSD）進行組構(gòu)分析,則不但可以用于透明礦物,還可用于不透明礦物。礦物的粒度也可以更寬。 4、采樣層位在研究區(qū)內(nèi)分布較為穩(wěn)定,能采集到必要的樣品。,（四）、標(biāo)本定向方法,1、巖組座標(biāo)系統(tǒng) B.Sander將笛卡爾的直角座標(biāo)系統(tǒng)引入巖組學(xué),并對其座標(biāo)軸給予

4、新的涵義,稱為巖組（直角）座標(biāo)系統(tǒng)： a軸表示物質(zhì)運動方向或最大伸長方向; b軸稱“巖組主軸”,常是物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)軸或幾組結(jié)構(gòu)面的交線方向; c軸參考軸,一般表示運動面或ab面的法線方向; ab面代表運動面,具有成因意義; S面參考面,巖層中任何宏觀或微觀的面,無成因意義。,在采樣中確定巖組軸的方位時,要注意不同的構(gòu)造類型和不同的構(gòu)造部位中,其巖組軸方位是不同的,而且要注意巖組軸（a、b、c）與區(qū)域應(yīng)變軸（A、B、C）的區(qū)別。 例如： （1）彎褶皺ab/層面, b軸/樞紐（B）, a軸樞紐（B）; （2）剪褶皺ab/軸面（AB）, b軸/樞紐（B）, a軸樞紐（B）; （3）區(qū)域變質(zhì)ab/片理（千

5、枚理、板理）, b軸/褶紋線理（或交面線理）; （4）斷層ab/斷層面, a軸/擦痕線理, b軸/階步陡坎。,不同的構(gòu)造類型和不同的構(gòu)造部位中巖組軸方位,左：A區(qū)域變質(zhì)面理上見b線理; B彎褶皺上的層面。,右：彎褶皺中不同構(gòu)造部位 上的巖組軸。,c,a,b,巖組軸與應(yīng)變橢球體主軸的關(guān)系,a純剪切; b簡單剪切,2、定向面的選擇,定向面一般選取與研究內(nèi)容關(guān)系最密切的構(gòu)造面,或是礦物優(yōu)選定向的結(jié)構(gòu)面。 不同的專題,其選取的定向面也有所不同。 最通常所選取定向面的順序是：層面(或片理面)節(jié)理面自由面; 如研究斷裂構(gòu)造,則選取順序是：斷層面節(jié)理面自由面; 如研究巖體構(gòu)造,則選取順序是：接觸面單元或巖相

6、界面（或流面）節(jié)理面自由面。,3、標(biāo)本定向標(biāo)記方法,（1）組構(gòu)定向法（以巖組座標(biāo)系統(tǒng)定向） 在野外露頭上,先根據(jù)小構(gòu)造確定不同組構(gòu)軸的方位,標(biāo)記在定向面上,并測定組構(gòu)軸方位產(chǎn)狀,再將標(biāo)本敲下。,（2）地理定向法（以地理座標(biāo)系統(tǒng)定向）,在定向面,先測量出該面產(chǎn)狀,再將其走向線和真傾斜線標(biāo)上,再將標(biāo)本敲下。如果在上層面定向不方便,也可在下層面定向,但標(biāo)記應(yīng)有區(qū)別或注明。如該定向面產(chǎn)狀很平緩接近水平,則只要在定向面上標(biāo)上正北方位, 再將標(biāo)本敲下。,上述兩種定向方法各有優(yōu)缺點、組構(gòu)定向法有利于日后巖組解析,但確定組構(gòu)軸不容易;地理定向法則定向及室內(nèi)恢復(fù)標(biāo)本產(chǎn)狀都十分方便,但組構(gòu)解析中確定組構(gòu)類型時,則

7、往往帶有推斷性成分。故野外定向時往往綜合應(yīng)用。,4、采集定向標(biāo)本的注意事項,（1）不要匆匆忙忙打標(biāo)本,一定要先進行露頭詳細觀察,研究各種地質(zhì)現(xiàn)象、小構(gòu)造特征及其相互關(guān)系,組構(gòu)要素的產(chǎn)狀等。 （2）要區(qū)分定向面是朝上還是朝下,并要用不同的標(biāo)記方法標(biāo)明,以免日后在室內(nèi)恢復(fù)標(biāo)本產(chǎn)狀時出錯。 （3）采標(biāo)本時一定要記錄采樣點坐標(biāo)位置、標(biāo)圖,標(biāo)本編號、詳細記錄,必要時素描與一照相。,三、定向薄片的制備 （一）、組構(gòu)定向薄片 1、組構(gòu)軸切制 薄片上要標(biāo)上巖組軸或標(biāo)上組構(gòu)片名稱。 （1）b片-b軸切制,又稱（ac片）或（010片）,最為常用,當(dāng)a、b、c三個軸方向均很清晰時,則要在b片中標(biāo)上ac軸的方向,如果

8、在b切面中無法確定ac軸時,則將該切面的上方標(biāo)上; （2）a片-a軸切制,又稱（bc片）多作補充之用; （3）c片-c軸切制,又稱（ab片）較少用。,2、ab面切制 薄片上要標(biāo)上切面的上方（插圖） 當(dāng)ab面發(fā)育而線理不太清晰時使用,而且往往同時ab面的走向線切制,此種薄片類似b片。,（二）、水平定向薄片（地理定向薄片）,水平定向薄片（地理定向薄片）是最常用的定向薄片。,N,（三）、兩種定向薄片的比較 1、組構(gòu)定向薄片 （1）只適用于組構(gòu)軸明顯的標(biāo)本。 （2）優(yōu)點：從巖組圖上能反映出優(yōu)選方位與組構(gòu)軸的關(guān)系,巖組解析時容易進行優(yōu)選機制解析及確定組構(gòu)類型,運動學(xué)分析較方便。 （3）缺點：不能看出優(yōu)選

9、組構(gòu)的地理方位。 2、水平定向薄片 （1） 適用面廣,只要地理方位定向的標(biāo)本均可。 （2）優(yōu)點：從巖組圖上能反映出優(yōu)選方位與地理座標(biāo)的關(guān)系,動力學(xué)分析比較方便,可將巖組圖直接落在地質(zhì)平面圖上。 （3） 缺點：優(yōu)選方位與組構(gòu)軸關(guān)系不易判別。,四、組構(gòu)要素的測量與統(tǒng)計,（一）、有關(guān)組構(gòu)與組構(gòu)要素的概念 1、組構(gòu)： B.Sander給下的定義：“組構(gòu)是指集合體（地質(zhì)體、巖石、金屬）中幾何性和物理性構(gòu)造的內(nèi)部排列關(guān)系”。 2、巖石組構(gòu)（簡稱巖組）： 是指巖石中幾何性和物理性構(gòu)造的內(nèi)部排列關(guān)系。 幾何性構(gòu)造巖石組成部分某種幾何形態(tài)的空間排列規(guī)律性。又稱“形式組構(gòu)或形態(tài)組構(gòu)”。如礫石、晶粒等幾何形態(tài)的空間

10、排列規(guī)律。 物理性構(gòu)造-巖石組成部分物理、力學(xué)性質(zhì)各向異性的空間排列規(guī)律性。又稱“物理組構(gòu)或機能組構(gòu)”。如礦物的晶格構(gòu)造、磁性、壓電性因各向異性而顯示的空間排列規(guī)律。,3、組構(gòu)要素,是指組成組構(gòu)的每一個構(gòu)造單元（或組成部分）。如一根光軸、一個晶粒、一個解理面等。組構(gòu)要素有多種分類方法,如： （1）按組構(gòu)要素的規(guī)模可分為： 宏觀組構(gòu)要素肉眼可見的組構(gòu)要素。 微觀組構(gòu)要素顯微鏡下才能分辨的組構(gòu)要素。 （2）按組構(gòu)要素的形態(tài)可分為： 面狀組構(gòu)要素 兩向伸長的組構(gòu)要素。 線狀組構(gòu)要素 一向伸長的組構(gòu)要素。 （3）按組構(gòu)要素的性質(zhì)可分為： 幾何性組構(gòu)要素 是指由幾何形態(tài)表現(xiàn)出的組構(gòu)要素。如礫石和晶粒的形

11、態(tài)。 物理性組構(gòu)要素-是指由物理性質(zhì)表現(xiàn)出的組構(gòu)要素。如光軸、磁性、介電性等等。,組構(gòu)要素有兩個顯著的特性：,（1）方向性-組構(gòu)要素是一種向量,但不是矢量。 （2）透入性又稱貫穿性,即組構(gòu)要素在所研究的尺度范圍內(nèi)是均勻分布的。,（4）亞組構(gòu)的概念,亞組構(gòu)-是指某一種組構(gòu)要素的空間排列規(guī)律性。 例如云母石英片巖的組構(gòu),可以有下列亞組構(gòu)： 云母（001）解理優(yōu)選方位亞組構(gòu); 石英0001優(yōu)選方位亞組構(gòu); 石英顆粒長軸優(yōu)選方位亞組構(gòu)等。 所有亞組構(gòu)的總和稱為全組構(gòu)。,（二）、組構(gòu)分析的技術(shù)方法,組構(gòu)分析中組構(gòu)要素的測量是很關(guān)鍵的一環(huán),主要的技術(shù)方法有如下幾種： 1、費德洛夫法 這是一種傳統(tǒng)的方法,是

12、利用偏光顯微鏡費氏臺進行測量統(tǒng)計,適用于中中細粒透明礦物。這種方法的優(yōu)點是設(shè)備條件要求不高,也是當(dāng)前進行組構(gòu)分析的主流。 2、X-射線衍射 適用于細粒隱晶質(zhì)礦物。,3、電子背散射衍射（EBSD） （electron backscatter diffraction） 這是一種新的技術(shù)方法,是在掃描電鏡（SEM）加上一個電子背散射衍射（EBSD）儀進行, 其優(yōu)點是：可小到1 微米的顆粒;精確到1 度的角度誤差; 速度達到0.11秒探測一個點; 一個薄片或一個礦物顆粒,可以精確成圖; 可以將確定組構(gòu)的優(yōu)選方位與結(jié)晶軸或晶面的關(guān)系;精細的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造分析; 可適用于各種粒度和透明、不透明礦物。該是今后的發(fā)展方向,有取代費氏臺法之趨勢。 4、其它方法 如中子衍射 、磁性組構(gòu)分析等等。,用費氏臺測量制作的巖組圖,等面積下半球投影。等密級分別為2,4,6,-16; 1-4-7-16;1-5-9-29%。S頁理面，L線理。測量石英顆粒數(shù)分別為16