构造地质学——变质岩区构造研究
工程地质知识：变质岩区建立构造变形环境分析.doc
工程地质知识：变质岩区建立构造变形环境分析
变质岩区构造之所以不同于沉积岩区构造，主要在于它是一种与变质环境有关的产物。
因此，构造环境的分析有其特定的意义，在变质岩区构造环境分析中尤其重要。
在变质环境分析中，常常使用变质相的概念（特定变质环境中岩石的矿物共生组合）。
同样，在构造环境分析中也可以引进（变形）相的概念：特定变形环境中岩石构造变形行为、变形样式和变形组合等。
变形相的研究，可以帮助恢复变形时的物化环境、构造层次、构造叠加和构造演化等。
影响岩石变形环境的因素包括：温度、压力、地化溶液、应力、和应变速率等等。
这些因素都是岩石变形习性的函数。
同类岩石变形表现为粘性流动或塑性流动、韧性剪切或脆性破坏，都与其所处的变形环境密切相关。
不同变形环境必然造就不同变形相的构造。
反之，同类岩石在相同的变形环境中以相同方式变形，也必然产生同一形变相的构造组合。
这样，就可以根据已知构造式样的研究，去推断隐伏的、具有相同环境中生成的构造，分析这些构造的变形环境。
变质岩的构造分析ppt课件
构造地质学野外基本工作方法
•
主要是露头观测，从中小构造露头尺度入
手，通过区域地质调查及填图的基本手段，确
定构造。
• 野外构造地质工作的内容：
• 构造类型划分及形态特征描述；
• 采集各种构造要素的数据和信息；
• 厘定力学性质，分析成因机制；
• 查明空间上的组合关系和时间上的发育顺序；
• 阐明构造变形背景和重塑变形演化历史。
构造形体的解析 构造位态的解析 构造式样的解析 构造变形量的解析
构造运动学分析
• 构造变形方式的解析 • 构造运动方向的确定 • 递进应变状态的解析 • 均匀与非均匀变形 • 共轴与非共轴 • 变形路径的解析
• 构造动力学分析－阐明产生构造的力、 应力及力学过程，描述引起变形的应力 的相对大小和方位，建立起一个地区的 构造应力场。
岩石的变形习性 构造变形的物化环境
构造的演化和重建
构造叠加或复合 构造置换 构造得失 构造重建 构造变形分解作用 构造变形的融合作用 构造变形的混杂作用
构造组合
构造要素的组合 构造事件的组合 构造建造的组合
构造解析的内容与方法
构造解析的基本研究路线
构造几何分析
构造几何分析是研究构造空间形态、 分布范围、排列方式及发育状况的方法。
构造解析基础－地质制图
• 变质岩地区地质制图的原则
•
先构造，后地层；地层与构造工作
并举。
• 变质岩区制图步骤
•
填绘构造岩性图；
•
编制和填绘形面图
•
选择关键地段深入进行构造研究
•
测制地质剖面和全面建立地层系统
构造数据的收集和分析
• 均匀布点 • 划分构造均匀区段并分区进行统计 • 方位图解的解释和对比
奇石中的地质现象——变质岩的结构和构造
奇⽯中的地质现象——变质岩的结构和构造前⾯给⼤家介绍了沉积岩和⽕成岩的结构和构造形成的奇⽯现象，本篇给⼤家介绍有关变质岩结构和构造对于奇⽯形成的影响。
变质岩：地壳中原有的岩浆岩、变质岩或沉积岩，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，当其处在⾼温、⾼压及其他化学因素作⽤下，使原来岩⽯的成分、结构和构造发⽣⼀系列变化，所形成的新的岩⽯称为变质岩。
这种改变岩⽯性质的作⽤，称为变质作⽤。
⼀、引起变质作⽤的因素引起变质作⽤的因素有温度、压⼒及化学活动性流体。
变质温度的基本来源包括地壳深处的⾼温、岩浆及地壳岩⽯断裂错动产⽣的⾼温等。
引起岩⽯变质的压⼒包括上覆岩⽯重量引起的静压⼒、侵⼊于岩体空隙中的流体所形成的压⼒，以及地壳运动或岩浆活动产⽣的定向压⼒。
化学活动性流体则是以岩浆、H2O、CO2为主，并含有其它⼀些易挥发、易流动的物质。
变质作⽤与温度及压⼒的相关关系⼆、变质作⽤的类型根据变质作⽤的地质成因和变质作⽤因素，将变质作⽤分为下列⼏种类型。
1、接触变质作⽤指发⽣在侵⼊岩与围岩之间的接触带上，并主要由温度和挥发性物质所引起的变质作⽤。
可分为热接触变质作⽤和接触交代变质作⽤两类。
（1）接触热变质作⽤：引起变质的主要因素是温度。
岩⽯受热后发⽣矿物的重结晶、脱⽔、脱炭以及物质的重新组合，形成新矿物与变晶结构。
（2）接触交代变质作⽤：引起变质的因素除温度以外，从岩浆中分异出来的挥发性物质所产⽣的交代作⽤同样具有重要意义。
故岩⽯的化学成分有显著变化，产⽣⼤量新矿物。
形成的岩⽯有⼤理岩、矽卡岩等。
2、区域变质作⽤这是在⼴⼤范围内发⽣、并由温度、压⼒以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作⽤。
例如，粘⼟质岩⽯可变为⽚岩和⽚⿇岩，区域变质岩的岩性，在很⼤范围内是⽐较均匀⼀致的。
3、混合岩化作⽤是指原有的区域变质岩体与岩浆状的流体互相混合交代⽽形成新岩⽯（混合岩）的作⽤。
流体的来源可能是原来的变质岩体局部熔融产⽣的酸性岩浆，也可能是地壳深部富含K、Na、Si的热液引起的再⽣岩浆。
工程地质知识：对变质岩区的构造的认识的观点.doc
工程地质知识：对变质岩区的构造的认识的观点
一种观点认为：变质岩区，尤其是古老的深变质杂岩区的构造比沉积岩及火山岩区的构造简单得多，构造型式多为平缓褶皱或巨型单斜构造。
而露头上所见到的复杂多样的小型褶皱并不代表变质岩区构造主体的面貌。
另一种观点认为：变质岩区的构造不但形态、方位极其多样，而且往往是多期变形的产物，它的形成和演化比沉积岩和岩浆岩区的构造复杂得多，这种观点是目前的主流认识。
变质岩区构造之所以复杂，主要是它的形成和演化经历了长（多）期的地质历史进程和各种构造－热事件，在每一次构造－热事件过程中都产生了一系列新生的与变质作用有关的构造。
变质岩的构造分析
变质岩的构造分析变质岩是一种岩石类型，是在高温高压条件下经历了岩石圈内部作用而形成的。
变质作用是一种非接触的过程，通过改变岩石的微观结构和成分来改变其物质性质和岩性。
变质岩可以通过构造分析来了解其形成和变质作用的过程。
构造分析是地质学中的一种研究方法，通过研究岩石的构造特征、构造体系和变形历史来推断岩石的形成环境和变质作用的影响。
在进行构造分析时，需要关注以下几个方面：1.构造特征：包括岩石的岩性、岩层的层理、构造节理、褶皱、断层等特征。
通过观察和测量这些构造特征，可以了解岩石的构造变形历史和形成过程。
2.构造体系：指构成岩石的矿物和岩屑之间的关系和排列方式。
通过研究构造体系，可以了解岩石的组成和成因类型，进而推断变质作用的影响。
3.变形历史：研究岩石的变形历史可以了解岩石内部的变形过程和构造环境。
通过测量和分析岩石的层理、褶皱、断层等构造特征，可以推断岩石的变形序列和变质作用的时间和强度。
在进行构造分析时，需要采用一系列的研究方法和技术，包括：1.野外地质调查：通过野外地质调查，可以观察岩石的构造特征和构造体系，收集变质岩的野外数据。
通过野外采样和测量，可以获取变质岩的宏观和微观构造信息。
2.显微镜观察：通过显微镜观察岩石薄片，可以观察岩石的微观构造特征，包括矿物的形态、晶体结构和变形构造等。
通过显微镜观察，可以了解变质岩的矿物组成和形成过程。
3.地球化学分析：通过对变质岩中的矿物和次生矿物的地球化学分析，可以了解岩石的成分和环境条件。
常用的地球化学分析方法包括岩石薄片的扫描电镜、X射线荧光分析、电子探针微区分析等。
通过对变质岩的构造分析，可以了解其形成和变质作用的过程，进而推断岩石圈内部的构造和变质力学。
构造分析是地质学和岩石学的重要研究方法，对于认识地壳演化和资源勘探具有重要的意义。
变质岩 第5讲-变质岩的结构与构造
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
五）变晶结构的图片
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
五）变晶结构的图片
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
五）变晶结构的图片
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-交代结构
二）交代结构的类型
边缘交代结构：交代作用仅在矿物边部进行，使矿 物边缘界线复杂化，多为港湾状、蚕食状。边缘的成分与 核心成分不同，边部所含包裹物及杂质明显减少。例如， 交代蚕食结构、交代残留结构、交代净边结构等。
成分特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
三）变晶结构类型
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
三）变晶结构类型
按变晶的自形程度划分
☆自形变晶结构
☆半自形变晶结构
☆它形变晶结构
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
变晶结构中矿物自形程度的不同，取决于矿物在固
态下的结晶能力-即形成自形晶面的能力。按结晶力大
小可以排出变质矿物的序列，就称为变晶系。
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质岩中常见结构 变质标型结构的类型-变晶结构
一般说来，矿物的密度越大，摩尔体积越小，结晶力越 强。但结晶力也受原岩成分及变质因素的影响而变化。因此， 在不同的变质原岩中同一矿物在变晶系中的位置稍有差异。
成分特征
1. 变质岩的结构特征
变质地质课件之区域变质岩
（4）岩石无片理，变余结构构造发育，原生的 沉积、火山或火山碎屑结构等结构，原生的层 理、气孔等构造保留完好，外貌上与未遭受变 质的 原岩很难区分 （5）由于温度很低，通常缺乏与埋藏变质相关 的岩浆活动 （6）命名：由于埋藏变质岩的变余结构构造非 常发育，一般用“变质××岩”命名
埋藏变质岩的主要类型
（Miyashiro, 1961, 1973, 1994）。双变质带广泛作为 地质历史中弧—沟系统的证据
大陆碰撞带
大陆碰撞带变质作用以十分复杂的多期区域变质，可
出现各种P/T比类型及其叠加为特征。这是由碰撞带
复杂的构造演化历史决定的。详细解释这个复杂的构 造史十分困难，因而颇见分歧，特别是对古生代和更 老的碰撞带尤为如此
白云母（Ms）和伊利石（Ill）粉末X-射线强衍射峰（引自 Mason，1990） 由于伊利石中有一些不同间距层，峰较宽。伊利石结晶度数表 示该增宽效应
葡萄石—绿纤石相（P-P） 岩石结晶程度比沸石相稍高，有时可有微弱的片理。 矿物成分以变质火山岩、硬砂岩中浊沸石（Lm）消 失，绿纤石（Pu）出现，变质泥质岩和长英质岩石中 黑硬绿泥石（Stp）出现为特征。
中P/T和低 P/T 区域变质岩
中P/T和低P/T区域变质岩不仅有类似的构造背景（岛弧带、
大陆碰撞带、大陆拉张带和前寒式纪结晶基底），往往共存于 同一构造背景之中，而且均具有Z→P-P→GS→EA→A→Ｇ的
变质相系列，只是低P/T相系列中EA发育较差。此外，在同一 个变质相的不同P/T类型岩石中，除泥质变质岩随P/T比变化
地体之中。它们包括所有4个P/T比类型：
很低P/T埋藏变质是洋底变质的很低温部分，发育在扩张的洋中脊，可以在
诸如塞浦路斯Troodos等蛇绿岩系中识别出来
构造地质学 09章-变质岩构造研究
由于不整合常常渐变过渡为退变质带，或被片理化、构造
断裂以及混合岩化带所掩蔽，确定不整合往往依赖于不同 岩系之间变形－变质的序列对比-变质建造组合、变形特征、 岩浆活动史等方面对比。然后结合不整合的特定标志，把 两个构造层具体划分开来。一般来说，不同构造层在构造
扰图象。
2018/11/3
《构造地质学》-李强
9
构造型式与岩石变形时代的密切性
变质岩区大型构造型式与地壳演化进程密切相关，不同 地壳发展阶段的变质岩构造型式各自有着独特的构造样式： 1) 在太古代深变质岩系中的主要构造型式是花岗-片麻岩 穹隆或片麻岩穹隆。
2) 在元古代及其之后的造山带中的变质构造，却以狭长
2018/11/3Biblioteka 《构造地质学》-李强3
一、 变质岩区构造的基本特点
（一）变质岩区构造有如下几个特点： 新生变质构造广泛出露 在变质岩石中出现残余(变余)构造与新生构造共存。 残余构造(变余构造)：原生构造或变质-变形前期构造经变质和 变形作用改造后，仍然残存其原来特征的构造； 新生构造(变质构造)：在变质和变形作用下新产生的构造 新生变质构造具有两个特点：
2018/11/3
《构造地质学》-李强
21
2018/11/3
《构造地质学》-李强
22
第Ⅱ型
第一期褶皱为平卧褶皱，第 二期滑褶皱轴向与第一期褶 皱轴向(B1)成大角度相交， 但第二期褶皱的运动方向(a2) 与第一期褶皱的轴面垂直。 结果造成第一期褶皱轴面和 两翼沿a2方向差异性滑动而 被重褶成一系列背形和向形。 同时，第一期褶皱的枢纽也 随之上拱和下凹。
2018/11/3
《构造地质学》-李强
12
2. 构造置换 构造置换-岩石的一种先存构造在经过递进变形之后，被 另一种构造所代替(取代)的现象。 在变形地质体的演化过程中，最常见和最重要的是面状 构造的置换，线状构造也随之相应发生置换。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/10/20
3
在地壳深部，岩石 物理性质随着深度 的增加和温、压的 增高发生变化。同 期构造在不同深度 表现出随深度分带 的特点，各带具有 不同的构造特征
表构造层次 浅构造层次 流劈理上限 深构造层次
片麻理上限 深熔花岗岩
2020/10/20
4
第9章 变质岩区构造研究
内容：
1. 变质岩区构造的基本特征 2. 构造置换 3. 叠加褶皱 4. 变质岩区的构造解析
地质填图 构造数据采集 建立构造模式
2020/10/20
24
构造几何学
构造几何学分析的主要任务：确定和恢复构造的 三维空间形态和方位
构造形态 根据变质岩区构造填图规范，结合研究区特
点进行详细的地质填图 构造方位
在典型区段通过构造要素测定及相互关系研 究，结合赤平投影和数理统计进行分析
2020/10/20
a) 太古代主要型式为花岗片麻岩窟窿 b) 元古代以后以狭长的浅变质褶皱带为主
2020/10/20
9
第9章 变质岩区构造研究
内容：
1. 变质岩区构造的基本特征 2. 构造置换 3. 叠加褶皱 4. 变质岩区的构造解析
1. 构造置换：岩石 的一种构造在经过 递进变形后被别一 种构造所代替的现 象。 主要指面理的置 换。
2020/10/20
28
8.3.2 地质填图
填图是变质岩区构造研究的重要方法和手段
明确填图目的，填制专题构造图 选取典型区域，以先构造、后地层的步骤来进行
2020/10/20
29
构造数据采集
构造数据采集步骤
均匀布置采点 构造要素测量
面构造和线构造 数量与质量 数据处理 手工作图或计算机程序处理 极射赤平投影图解判读：人为侧重与天然侧重
1. 区域变质期构造是深构造层次的产物。
岩石变形以固态流变型式与变质作用相互交织， 断裂主要为韧性断层
2. 广泛出现新生的变质构造，特点：
1) 排列和分布上更具规律性 2) 内部结构更具一致性
2020/10/20
6
7
2020/10/20
8
4. 构造型式与岩石变形时代关系密切
25
构造样式
Tectonic Style 一群具有成因联系的构造的总体几何特
征，类似于建筑中的风格的概念 构造样式是进行构造分析，建立构造演
化序列的重要基础之一 构造样式的分析主要通过褶皱几何形态
的相似性，并对比其他构造要素的总体 特征，通过综合分析来确定
2020/10/20
26
构造序列
构造序列：复杂变形变质岩区一般经历了多 次变形。不同时期的构造群按其发育顺序构 成一个完整系列
构造序列分析
构造的叠加、置换、继承和新生 恢复三度空间构造形象、查明构造样式、主次构 造的组合关系，进行构造配套 确立主期构造，筛分并恢复前期构造和后期构造 典型区段研究基础上的综合分析 各种尺度构造相结合
2020/10/20
27
构造力学
构造力学分析的目的 重建不地质历史时期的变形场和构造应力场
变质岩构造是在高温高压条件下形成的，因此必 须考虑高温条件下岩石蠕变的意义，对于在弹性 力学基础上建立的许多准则在此条件下已不完全 适用，使用时必须仔细分析
2. 叠加褶皱的露头标志： 1）重褶皱现象 2）新生构造有规律弯曲 3）两组不同类型，不同方位的面理和线理有规律 交切 4）陡倾伏或倾竖褶皱广泛发育
2020/10/20
16
➢ 第1型 横跨叠加
2020/10/20
17
1 型叠加褶皱露头
2020/10/20
18
➢ 第2 型
2020/10/20
19
2 型叠加褶皱露头
2020/10/20
20
➢ 第3型 共轴叠加
2020/10/20
21
3 型叠加褶皱露头
2020/10/20
22
第9章 变质岩区构造研究
内容：
1. 变质岩区构造的基本特征 2. 构造置换 3. 构造叠加 4. 变质岩区的构造解析
主要研究内容
构造几何学 构造样式 构造序列 构造力学
2020/10/20
早期
中期
晚期
11
2020/10/20
12
2020/10/20
13
第9章 变质岩区构造研究
内容：
1. 变质岩区构造的基本特征 2. 构造置换 3. 构造叠加 4. 变质岩区的构造解析
构造叠加包括褶皱、断裂、面、线理的叠加，以褶 皱叠加最为典型
叠加褶皱又称重褶皱，指已褶皱的岩层再次弯曲变 形叠加而成的褶皱
2020/10/20
30
建立构造模式 要在野外研究基础上，综合分析各种构 造现象，结合区域大地构造背景建立构 造模式
2020/10/20
31
秦岭造山带岩石圈三维结构模式图
2020/10/20
32
构造叠加可以是不同构造旋回或同一旋回不同构造幕 的叠加，也可以是同一期递进变形过程中由于增量应变 方位和性质改变而造成的叠加
2020/10/20
15
1. 叠加褶皱：一套岩层在已经发生褶皱的背景下， 再次发生褶皱而形成的一种复杂的构造现象。 三种基本干扰型式 按叠加褶皱方位的不同可概括为9种干扰型式
第9章 变质岩区构造研究
内容：
1. 变质岩区构造的基本特征 2. 构造置换 3. 叠加褶皱 4. 变质岩区的构造解析
变质作用是各种岩石(沉积岩、岩浆岩、 变质岩)基本上在固态下受到内动力地质 作用，发生矿物成分和 结构、构造的变 化而变成一种新岩石的过程。
遭受变质作用而变成的新岩石就是变质 岩
构造层次：特定变形幕中，由于构造 环境的差异，导致岩石变形具有一定 的层次性。