現(xiàn)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)03

1、第三章 構(gòu)造解析的內(nèi)容和方法第一節(jié) 構(gòu)造解析的基本研究路線 構(gòu)造解析作為一種分析和解釋變形地質(zhì)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造規(guī)律及其演化的方法，它的基本研究路線可以概括為： 在地質(zhì)調(diào)查過程中，在不同尺度上把復(fù)雜的變形地質(zhì)體分解成各個(gè)不同的構(gòu)造要素或構(gòu)造單體進(jìn)行研究，著重分析其幾何特征、力學(xué)性質(zhì)、變形環(huán)境及其受力狀況和變形過程，組合研究其關(guān)系，從構(gòu)造發(fā)生、發(fā)展、復(fù)合、轉(zhuǎn)化乃至再造的繼續(xù)不斷的變化中去認(rèn)識各個(gè)構(gòu)造要素或單體在時(shí)間上和空間

2、上的相互聯(lián)結(jié)，進(jìn)而認(rèn)識它們在地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和演化中，在地殼和巖石圈整體結(jié)構(gòu)中，各占何種地位、起什么作用，各屬哪一構(gòu)造變形層次和環(huán)境及變形體制或變形場。同時(shí)還需把構(gòu)造—沉積、構(gòu)造—變質(zhì)、構(gòu)造—巖漿、構(gòu)造—成礦聯(lián)系和統(tǒng)一起來，進(jìn)而才有可能建立起一個(gè)地區(qū)構(gòu)造事件發(fā)展的序列和相應(yīng)的古構(gòu)造型式，并在地殼運(yùn)動(dòng)的巨系統(tǒng)中，建立起一定尺度上的構(gòu)造模型。,霍布斯曾以圖解形式討論了某一地質(zhì)體內(nèi)那些相互作用使巖石發(fā)生構(gòu)造變形的各種因素及其相互關(guān)系(圖3－1)。

3、,從圖3－1可以使人們有可能獲得這樣一條認(rèn)識構(gòu)造的思路： 即什么巖石，在什么環(huán)境條件下，受什么樣應(yīng)力系作用，以什么變形速率，在什么時(shí)間范圍內(nèi)，以什么變形方式才鑄成今天這樣的構(gòu)造和組構(gòu)。但地質(zhì)上的認(rèn)識常常是通過反序方法來完成的。 我們現(xiàn)今在地殼表層所看到的構(gòu)造形跡和構(gòu)造組合，其地質(zhì)歷史發(fā)展環(huán)境和條件、經(jīng)受的力學(xué)過程和運(yùn)動(dòng)過程、機(jī)制形成的過程等，常常是人們無法直接經(jīng)歷和觀察的，我們所能看到的只是過程終結(jié)的產(chǎn)物。因而只能通過

4、分析、反演去探索構(gòu)造發(fā)生發(fā)展的規(guī)律性；構(gòu)造解析方法就是這種反序法的具體化。我們從圖3—2，大體可以看出一個(gè)完整的構(gòu)造解析應(yīng)該具有的內(nèi)容和程序。,構(gòu)造解析流程圖,根據(jù)不同學(xué)者在各類變質(zhì)巖區(qū)從事構(gòu)造解析的經(jīng)驗(yàn)，提出變質(zhì)巖區(qū)的構(gòu)造解析大體應(yīng)有序地抓好下列10大問題。即： (1)鑒別變質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)體的性質(zhì)和類型； (2)解析地質(zhì)體內(nèi)部的面、線構(gòu)造特征； (3)研究構(gòu)造置換的過程和方式； (4)確定巖

5、層面向及巖層界面的性質(zhì)； (5)描述褶皺的樣式和斷層或剪切帶的結(jié)構(gòu)； (6)判別褶皺疊加干擾的格式和斷裂復(fù)合的類型； (7)劃分不同變形相的構(gòu)造群落，確定其組合的主導(dǎo)變形機(jī)制及其所屬的構(gòu)造層次； (8)厘定各構(gòu)造發(fā)展階段的變形環(huán)境和構(gòu)造變形場；(9)恢復(fù)構(gòu)造的演化序列，建立綜合地質(zhì)事件表； (10)建立構(gòu)造組合系統(tǒng)(型式)，確定構(gòu)造模型和構(gòu)造控巖控礦模型。,第二節(jié) 構(gòu)造幾何分析

6、 在整個(gè)構(gòu)造解析工作中，幾何分析是最基本也是最重要的工作，是通過幾何學(xué)的方法來描述地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)狀。 為此，首先要根據(jù)大型變形地質(zhì)體內(nèi)巖性和構(gòu)造的特點(diǎn)將其分解為各個(gè)不同的單體，如成層巖系、斷裂破碎帶、韌性剪切帶、褶皺體、構(gòu)造透鏡體、變質(zhì)雜巖塊、各種侵入巖體……。 根據(jù)大構(gòu)造內(nèi)部各種構(gòu)造要素，包括物理的和幾何的要素(H．Davis，1984)，如層理、劈理、線理、節(jié)理、褶皺軸面、褶軸……。從形、位、樣、量四個(gè)方面去進(jìn)行全面的解

7、析。不同的研究側(cè)面有不同的觀測對象，有不同的描述方法和不同的表達(dá)形式，有不同的幾何參考面和坐標(biāo)系。,一、構(gòu)造形體的解析 構(gòu)造形體的解析是以描述和刻畫地質(zhì)體內(nèi)各個(gè)單體的空間形狀、大小和產(chǎn)狀為主的方法，其觀測的幾何標(biāo)準(zhǔn)是大地基準(zhǔn)面和地理坐標(biāo)系。因而通常用地質(zhì)填圖的方法對一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造加以描述。 地質(zhì)填圖是一切地質(zhì)工作的基礎(chǔ)，也是構(gòu)造解析的根本手段。一個(gè)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)礦產(chǎn)研究程度如何，首先看該地區(qū)地質(zhì)填圖酌水平和質(zhì)

8、量。 總的說來，一張好的地質(zhì)圖應(yīng)當(dāng)能夠：,(1)正確反映各種地質(zhì)體的物質(zhì)組成特征和時(shí)代；(2)正確標(biāo)明各種構(gòu)造單體，諸如層狀體(巖層、巖席、順層褶皺帶、剪切帶)、塊狀體(巖體、變質(zhì)雜巖塊)、墻狀體(巖墻、巖脈、直立斷裂帶、剪切帶)以及其它構(gòu)造單體的形狀、產(chǎn)狀及其空間分布；(3)恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)各種地質(zhì)體相互制約關(guān)系和接觸關(guān)系； (4)合理地反映該區(qū)的地質(zhì)歷史。 由上可見，地質(zhì)圖既是構(gòu)造研究的結(jié)果，又是進(jìn)一步構(gòu)造研

9、究的基礎(chǔ)。因此，構(gòu)造解析工作必須結(jié)合地質(zhì)填圖工作進(jìn)行，并在地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展。,二、構(gòu)造位態(tài)的解析 構(gòu)造位態(tài)的解析一般是在詳細(xì)地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上，在選定的構(gòu)造區(qū)段中，通過測定構(gòu)造要素的空間產(chǎn)狀和它們的相互關(guān)系，結(jié)合赤平投影或數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行構(gòu)造分析的一種方法，其研究對象是各類構(gòu)造要素的空間產(chǎn)狀和幾何性質(zhì)(圖3—3)。 分析中十分強(qiáng)調(diào)構(gòu)造的均勻性和構(gòu)造均勻區(qū)段的劃分，以及巖層或巖體的組構(gòu)或組構(gòu)域的概念，認(rèn)為變質(zhì)巖

10、新生構(gòu)造方位上的規(guī)律性，是一切構(gòu)造變形的基本幾何特征。一定組構(gòu)域內(nèi)有一定型式的方位圖解，反映該區(qū)段內(nèi)面狀或線狀構(gòu)造優(yōu)選方位的性質(zhì)和程度。,因此，構(gòu)造要素的測量和測量數(shù)據(jù)的整理必須以構(gòu)造均勻區(qū)段為單位進(jìn)行。 所謂構(gòu)造均勻區(qū)段就是把研究區(qū)劃分為許多較小的區(qū)段，使每個(gè)區(qū)段內(nèi)的一種或幾種構(gòu)造在給定尺度上具有共同規(guī)律性，以區(qū)別于相鄰區(qū)段的構(gòu)造。區(qū)段的大小應(yīng)根據(jù)構(gòu)造解析的要求而定，尺度的大小應(yīng)以能否控制最主要的構(gòu)造幾何特征為準(zhǔn)繩，即應(yīng)是面

11、、線構(gòu)造產(chǎn)狀在空間上按一定格式排布的地段。 通過大量觀測數(shù)據(jù)在赤平投影圖上的整理和不同型式構(gòu)造方位圖解的解釋，以確定其組構(gòu)的對稱性和所示的構(gòu)造幾何性質(zhì)。 最后，要把各區(qū)段圖解統(tǒng)一起來，通過不同型式和對稱型的比較，對區(qū)域構(gòu)造的幾何特征作出判斷。,三、構(gòu)造樣式的解析 構(gòu)造樣式(tectonic style)主要是指構(gòu)造的特征和風(fēng)格。 正像用建筑式樣來描述建筑物的總特征和總風(fēng)格一樣，在描述地殼構(gòu)造中

12、，同樣也可根據(jù)其顯著的構(gòu)造特點(diǎn)劃分為不同的構(gòu)造樣式。 構(gòu)造樣式的概述最先由Lugeon(1948)引進(jìn)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，主要用來描述褶皺，在褶皺樣式(foldstyle)的描述中，涉及到的特征有褶皺在截面上的形態(tài)、軸面劈理的發(fā)育狀況和圓柱狀程度。以后對其他類型的構(gòu)造也常用一種或幾種標(biāo)型特征來作樣式的描述。,構(gòu)造樣式的解析認(rèn)為，構(gòu)造形體的絕對大小和它們與地殼水平基準(zhǔn)面的空間關(guān)系并不是衡量構(gòu)造樣式的標(biāo)準(zhǔn)。決定構(gòu)造樣式異同的是變形地質(zhì)體內(nèi)各

13、組成構(gòu)造要素或參數(shù)絕對量值之間的比率或方差；決定于相互具有成生聯(lián)系的相互伴生構(gòu)造之間的依存關(guān)系。 不同樣式的構(gòu)造只有特征的差異而不計(jì)較個(gè)體大小之差別。 因此，在從事構(gòu)造樣式的解析過程中十分強(qiáng)調(diào)“天然模型”的作用及同一變形環(huán)境中大小構(gòu)造樣式的“相似性”原則，并可根據(jù)對小、微構(gòu)造的觀察來推論大型構(gòu)造。,四、構(gòu)造變形量的解析 構(gòu)造變形量的解析主要通過對變形巖石進(jìn)行應(yīng)變測量的方法來進(jìn)行，其觀測對象主要是變

14、形巖石內(nèi)各種應(yīng)變標(biāo)志物。 通過標(biāo)志物原始形狀和最終遺留在巖石內(nèi)的變形形狀的對比，包括標(biāo)志物的已知長度和相對長度比的線性標(biāo)志變化和已知兩條線間原始角度的變化，一般都可以求出其總變形量大小及其在不同構(gòu)造部位的應(yīng)變差。常用于應(yīng)變測量的標(biāo)志物一般分為兩組，一組是已知原始形狀的物體，如礫石、砂粒、熔巖中氣孔和杏仁構(gòu)造、板巖內(nèi)的還原(退色)斑、鮞粒、各類化石和變形晶體等；另一組是一些與變形有關(guān)的小、微構(gòu)造，如壓力影、生長礦物線理、石香腸構(gòu)造

15、……。有限應(yīng)變測量,露頭上或薄片上的有限應(yīng)變測量數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)成果是巖石變形的最終幾何記錄，它定量地表示了巖石構(gòu)造變形的狀態(tài)、強(qiáng)度和型式(圖3—4)，因而它又能深刻地反映構(gòu)造的幾何性質(zhì)。,構(gòu)造的幾何分析(geometrical analyses)是研究構(gòu)造空間形態(tài)、分布范圍、排列方式及發(fā)育狀況的方法，目的在于描述構(gòu)造的幾何形體和幾何性質(zhì)。 如果說過去傳統(tǒng)的幾何分析多偏重于直接從構(gòu)造的幾何形狀，尤其是其方位及展布規(guī)律來探討

16、力的作用方式，那么今天強(qiáng)調(diào)構(gòu)造樣式的解析和對構(gòu)造變形強(qiáng)度的測量，搞清巖石中各點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)(包括應(yīng)變主軸的方向、大小及應(yīng)變的類型)則是在加深對構(gòu)造的幾何性質(zhì)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，來理解構(gòu)造的變形機(jī)制和力學(xué)意義。通過構(gòu)造樣式的對比和區(qū)域性應(yīng)變分析直接為運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析提供證據(jù)。 構(gòu)造的形、位、樣、量的全面幾何解析是相互關(guān)聯(lián)的四個(gè)組成部分。單純構(gòu)造方位的赤平投影統(tǒng)計(jì)分析不能認(rèn)為是全面的構(gòu)造解析，只有將四個(gè)方面分析的成果綜

17、合起來，才可能較全面地了解構(gòu)造的幾何特征，從而為正確地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的構(gòu)造解析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。,第三節(jié) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)的任務(wù)在于解釋引起構(gòu)造發(fā)育的變形運(yùn)動(dòng)，即研究改變地質(zhì)體位置、方位、大小和形狀的平移、旋轉(zhuǎn)、體變及形變的組合情況。 在巖石脆性變形條件下，如斷層的運(yùn)動(dòng)，由于其內(nèi)部應(yīng)變不大，運(yùn)動(dòng)學(xué)研究一般多側(cè)重于兩盤巖石位移方向和位移量的大小。 在韌性變形情況下，如韌性剪切帶的運(yùn)動(dòng)，由于巖

18、石的大小和形狀都受到了變化，因而運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究應(yīng)以應(yīng)變分析為前提。,當(dāng)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)的解析認(rèn)為：迄今展示在人們面前的各種構(gòu)造現(xiàn)象都是地殼運(yùn)動(dòng)歷史的天然紀(jì)錄。地殼上的每一構(gòu)造事件總會或多或少地在變形巖石上遺留下當(dāng)時(shí)變形的形象及其相對位移的蹤跡，成為人們反演其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和歷史的依據(jù)。特別是那些與大尺度構(gòu)造直接相關(guān)的一系列小型或微型構(gòu)造要素，不僅可以用來闡明大型構(gòu)造的變形樣式，而且還直接指示局部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的方向和性質(zhì)，指示各地質(zhì)單體內(nèi)的應(yīng)變狀況，乃至

19、不同變形作用幕的時(shí)間程序，使之有可能在簡單的構(gòu)造要素和構(gòu)造單體的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)解析的基礎(chǔ)上，判明區(qū)域的構(gòu)造歷史。 根據(jù)目前對構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)任務(wù)的理解，全面的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)解析大體可包括如下四個(gè)方面：,一、構(gòu)造變形方式的解析 所謂構(gòu)造變形方式一般是指巖石在構(gòu)造變形中是采取直移、旋轉(zhuǎn)、體變和形變等運(yùn)動(dòng)方式中哪一種為主導(dǎo)或何種組合。 不變形地塊的運(yùn)動(dòng)，一般以直移運(yùn)動(dòng)為主導(dǎo)。在變形地質(zhì)體中，形變通常會在巖石內(nèi)部產(chǎn)生顯著的定向

20、排列，它反映影響巖石全部物質(zhì)系統(tǒng)的透入性運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可能利用一些先存地質(zhì)面，也可以利用變形過程中新生構(gòu)造面，以調(diào)節(jié)形變所需要。新生的構(gòu)造面包括節(jié)理、斷層、劈理和片理、片麻理。,因此，在構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)學(xué)解析中，人們常常用滑動(dòng)或流動(dòng)的術(shù)語來描述變形巖石物質(zhì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(圖3—5)。 所謂流動(dòng)，一般是指巖石內(nèi)部物質(zhì)各單元體之間所作的透入性相對運(yùn)動(dòng)，并導(dǎo)致其新生構(gòu)造面、線之間呈緊密平行或近平行排列，并彌漫于整個(gè)巖石。 而巖石的滑動(dòng)

21、，則主要是指沿分劃巖塊之間構(gòu)造面所作的相對移動(dòng)。當(dāng)然，這兩種運(yùn)動(dòng)方式的確定必須在給定尺度下來討論，在宏觀條件下，看起來發(fā)生了流動(dòng)的褶皺巖層，在縮小一個(gè)尺度觀察，則可以看到它是由許多“微斷裂”的大量的小滑動(dòng)位移所形成，在研究板劈理和褶劈理的實(shí)驗(yàn)和鏡下觀察中都得出了如下運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)論：相對密集的滑動(dòng)面上的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)是造成巖石明顯形變的主要原因之一。,二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向的確定 在地質(zhì)填圖中，為了確定斷層的性質(zhì)，一般都十分重視兩盤相對運(yùn)動(dòng)方向，

22、各種教科書中也提供了不少行之有效的方法，甚至通過標(biāo)志層或標(biāo)志物的相對錯(cuò)位來確定其位移矢量的大小。但在韌性剪切變形中如何確定變形巖石物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方向，近年來才有較好的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了許多有價(jià)值的指示構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向的小型構(gòu)造和顯微構(gòu)造，并將這些構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)學(xué)解釋應(yīng)用于重建區(qū)域巖石的構(gòu)造位移場(displacement field)，這些運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)志有： 不對稱褶皺的倒向、鞘褶皺指向、拉伸線理、旋轉(zhuǎn)石香腸、S形雁列脈、旋轉(zhuǎn)碎斑系、S-C面理、不對

23、稱壓力影和石英、方解石C組構(gòu)等等非共軸旋轉(zhuǎn)變形構(gòu)造。,這些構(gòu)造在變形變質(zhì)體中廣泛分布，易于識別，如果能得到恰如其份的運(yùn)動(dòng)學(xué)解釋，就能在其所在某一構(gòu)造區(qū)段，具體地指明巖石變形時(shí)的局部運(yùn)動(dòng)方向，成為建立區(qū)域巖石構(gòu)造位移場的有力證據(jù)。 當(dāng)然，要準(zhǔn)確地說出一個(gè)構(gòu)造帶(如韌性剪切帶)曾經(jīng)發(fā)生過多大變形和位移，除了確定其運(yùn)動(dòng)指向而外，還必須作出其應(yīng)變狀態(tài)的估算，并把局部的研究成果放回到大尺度構(gòu)造系統(tǒng)中去。只有在一個(gè)地區(qū)作出其變形格式的估計(jì)之

24、后，才能對大的或小的地殼塊體之間的相對運(yùn)動(dòng)作出判斷。近年來，人們對韌性或韌脆性變形巖石的研究中，已對許多小型或微型構(gòu)造的形成機(jī)制作出了合理的解釋，并將其運(yùn)動(dòng)學(xué)上的理解成功地運(yùn)用于大陸古板塊聚合帶和大陸韌性伸展構(gòu)造系統(tǒng)。,三、遞進(jìn)應(yīng)變狀態(tài)的解析 構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)學(xué)認(rèn)為，巖石在變形過程中，即使在同一動(dòng)力的持續(xù)作用下，巖石內(nèi)部的應(yīng)變狀態(tài)也將隨變形過程的發(fā)展而導(dǎo)致其性質(zhì)和方位的變化，。進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)造變形的發(fā)展及其力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)化，構(gòu)成遞

25、進(jìn)變形。研究一個(gè)地區(qū)巖石的遞進(jìn)變形不僅涉及到變形的空間分布，也涉及到時(shí)間因素，即巖石變形的歷史過程。 所謂遞進(jìn)變形是指物體從初始狀態(tài)變化到最終狀態(tài)的過程，是一個(gè)由許多次微量應(yīng)變逐次疊加發(fā)展的過程，是無數(shù)瞬時(shí)增量應(yīng)變逐漸累積為有限應(yīng)變或總應(yīng)變的過程。構(gòu)造變形的總過程可以是均勻的或非均勻的，也可以是共軸或非共軸的(圖3—6)。,變質(zhì)構(gòu)造巖及其組構(gòu)的形成是巖石在變質(zhì)作用條件下，巖石主要以韌性方式發(fā)生變形的結(jié)果。巖石在固態(tài)流變

26、過程中，一般不出現(xiàn)明顯的宏觀破裂而使形態(tài)改變。這一遞進(jìn)變形的進(jìn)程，在微觀尺度上，由復(fù)雜的顆粒尺度的變形機(jī)制所控制(Poirier，1985；Behrmann和Mainprice，1987)；但在較大尺度上，變形則可以按流體的連續(xù)流動(dòng)來進(jìn)行描述。 當(dāng)然，在遞進(jìn)變形中，“流動(dòng)”是指瞬時(shí)流動(dòng)而盲，并且由一定體積物質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向所限定。在遞進(jìn)變形的每一瞬間，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向都是互不相同的。因此，任一瞬間的物質(zhì)流動(dòng)都可以用

27、一組質(zhì)點(diǎn)的位移矢量或拉伸比(ε)以及由設(shè)定質(zhì)點(diǎn)組成的線段(物質(zhì)線)的角速度(ω)進(jìn)行描述(圖3—7)。,1．均勻流動(dòng)和非均勻流動(dòng) 變質(zhì)構(gòu)造巖石的變形機(jī)制主要是固態(tài)流動(dòng)。在流動(dòng)中，物體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)及應(yīng)變變化的連續(xù)性各不相同。一般劃分為均勻流動(dòng)和非均勻流動(dòng)兩大類。 均勻流動(dòng)可以用金屬紗網(wǎng)或一疊卡片的運(yùn)動(dòng)來模擬，如構(gòu)成“層流”(圖3—5B)。均勻流動(dòng)變形前的直線，變形后仍是直線；變形前的平行線，變形后仍相互平行；圓形變成

28、橢圓。 非均勻流動(dòng)則不具有上述特征，變形前的直線和平行線將不再保持直線狀和平行狀，圓形亦不再成為橢圓。如果變形線呈旋渦狀，甚至在極端情況下成為渦流，使巖層在強(qiáng)烈遞進(jìn)變形中，形成復(fù)雜的多期疊加干擾假象。 當(dāng)然均勻和非均勻的概念是相對的，在更小尺度上，非均勻流動(dòng)常?？煞纸獬扇舾删鶆蛄鲃?dòng)區(qū)段來研究。,2．共軸流動(dòng)和非共軸流動(dòng) 在遞進(jìn)流動(dòng)變形條件下，具有最大和最小拉伸比的線段在空間上總是相互正交的，這兩、條線段

29、正是流動(dòng)過程中的“主拉伸軸”。 在二維流動(dòng)分析時(shí)，一般將兩條正交線的角速度的和稱為流動(dòng)的渦流強(qiáng)度(Means等，1980)。 因此，與主拉伸軸一致的線段的角速度可以用來對流動(dòng)進(jìn)行分類，并將流動(dòng)區(qū)分為共軸和非共軸兩種基本類型(圖3—8) (Passchier等，1990)。,(1)共軸流動(dòng)。共軸流動(dòng)是指在均勻流動(dòng)過程中，與主拉伸軸一致的物質(zhì)線不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，流動(dòng)的渦流強(qiáng)度為零。在遞進(jìn)變形中，

30、如果上述物質(zhì)線在整個(gè)時(shí)間內(nèi)總代表拉伸軸，僅其余物質(zhì)線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則構(gòu)成共軸遞進(jìn)變形。共軸遞進(jìn)變形是純剪切變形的內(nèi)在機(jī)制。(2)非共軸流動(dòng)。非共軸流動(dòng)是指在均勻流動(dòng)過程中，與主拉伸軸一致的物質(zhì)線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，流動(dòng)的渦流強(qiáng)度是一個(gè)常數(shù)，在非共軸的遞進(jìn)變形期間，不同的物質(zhì)線依次起著主拉伸軸的作用。然而，有另外兩條線，即圖3—8中的a或許會保持不變。 非共軸簡單剪切是一個(gè)極端的表現(xiàn)，在簡單剪切條件下，只有一條線不轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，從

31、三維簡單剪切角度來看，它就是所謂的“流面”(flow plane)。,四、變形路徑的解析 變形路徑是研究變形地質(zhì)體內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)軌跡及其鑄成構(gòu)造形跡的過程。 在按運(yùn)動(dòng)學(xué)準(zhǔn)則描述構(gòu)造變形歷史的過程中，應(yīng)十分強(qiáng)調(diào)和注意不同樣式的構(gòu)造有不同的變形路徑。 一些外形和產(chǎn)狀完全相似的構(gòu)造，也可能由不同的變形路徑所鑄成。 一條斷層，它可以通過兩盤一次性剛體位移到達(dá)目前的位置，也可能是沿同一斷裂面多次和多方向遞進(jìn)直移或間斷

32、直移的結(jié)果。其中某一標(biāo)志點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡就構(gòu)成了該斷層的位移路徑。 同樣，一個(gè)傾伏倒轉(zhuǎn)褶皺也可能有多條變形路徑(圖3—11)。,對天然構(gòu)造變形路徑的研究，主要依靠巖石運(yùn)動(dòng)過程中遺留下來的相對位移的蹤跡。其中，正確識別和測量指示前進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向的拉伸線理，并作出其空間分布圖具有重要意義。如果后繼變形的強(qiáng)度較弱，先存殘余構(gòu)造要素能夠得到保存，早期變形路徑就比較容易恢復(fù)。反之，如果后繼變形的強(qiáng)度較大，破壞了原有的構(gòu)造要素，實(shí)際工作所能反映的一般

33、只能是最后一期的變形軌跡。,第四節(jié) 構(gòu)造動(dòng)力學(xué)分析 構(gòu)造動(dòng)力學(xué)分析的目的是闡明產(chǎn)生構(gòu)造的力、應(yīng)力及力學(xué)過程，描述引起變形的應(yīng)力的相對大小和方位，建立起一個(gè)地區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場(structural stress field)(圖3—12)。 對于有意義的動(dòng)力學(xué)分析來說，必須能夠解釋構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)的運(yùn)動(dòng)方式和構(gòu)造的物理學(xué)及幾何學(xué)特征。這是一項(xiàng)困難的工作，因?yàn)橐鞒鲇幸饬x的推斷，必須涉及變形材料的變形習(xí)性、物理

34、狀態(tài)和應(yīng)變的速率，以及其它與之相關(guān)的邊界條件。至于力源的討論，則還涉及采用的大地物理及大地構(gòu)造假說的問題。 在構(gòu)造動(dòng)力學(xué)研究中，建立構(gòu)造成因模式具有十分重要的意義。模式，是對變形構(gòu)造形成條件的說明。但對一個(gè)構(gòu)造系統(tǒng)的解釋應(yīng)該選擇哪一種模式，取決于人們對該構(gòu)造的理解深度，并且往往涉及所持的理論觀點(diǎn)。,構(gòu)造動(dòng)力學(xué)的解釋常常需要根據(jù)對天然構(gòu)造系統(tǒng)的實(shí)際觀測資料作出構(gòu)造應(yīng)力場的假設(shè)，擬定形成構(gòu)造的各種環(huán)境因素，如溫度、圍壓、應(yīng)變速率以及

35、流體壓力等等，并通過實(shí)驗(yàn)來重演其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程。然而這項(xiàng)任務(wù)是十分艱難的，因?yàn)槿魏螌?shí)驗(yàn)都不可能完全重演長達(dá)以百萬年計(jì)的構(gòu)造過程。目前的動(dòng)力學(xué)模式偏于定性。 多層次和多因素地研究構(gòu)造動(dòng)力學(xué)模式，是現(xiàn)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的又一特征。譬如在造山作用動(dòng)力學(xué)體制上，不僅強(qiáng)調(diào)通過其變形機(jī)制和構(gòu)造組合去認(rèn)識不同構(gòu)造發(fā)展階段的構(gòu)造體制，而且還應(yīng)注意其整個(gè)構(gòu)造歷史的動(dòng)力學(xué)體制的轉(zhuǎn)換。 例如Carmignani在重塑北亞平寧的增生楔的動(dòng)力學(xué)

36、機(jī)制變化過程中，由于微板塊向下俯沖時(shí)，增生楔加厚，最后導(dǎo)致過厚的不穩(wěn)定楔狀體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，使增生楔上部從擠壓體制向拉張?bào)w制轉(zhuǎn)換(圖3—13)。,自板塊構(gòu)造理論提出以來，大陸構(gòu)造的動(dòng)力學(xué)研究已進(jìn)入到一個(gè)全新的領(lǐng)域。大陸扳塊或陸塊的裂開、離散、俯沖、碰撞、走滑、轉(zhuǎn)換和旋轉(zhuǎn)等過程的恢復(fù)，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行的大陸構(gòu)造演化歷史的再造，已成為近20年來大陸構(gòu)造及造山帶研究的主要內(nèi)容。 對地殼或巖石圈復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)的認(rèn)識

37、，薄皮構(gòu)造、拆離構(gòu)造、逆沖推覆構(gòu)造、鱷魚構(gòu)造、韌性流層構(gòu)造和韌性剪切帶、構(gòu)造增生楔、變質(zhì)核雜巖等等一系列新理論指導(dǎo)下的構(gòu)造型式的建立和解釋，以及在此基礎(chǔ)上提出的碰撞、俯沖造山理論，大陸側(cè)向生長(島弧累積)和垂向生長理論，玄武巖漿和花崗巖漿的板底墊托作用理論，陸內(nèi)造山和伸展造盆造山理論，特別是對大陸莫霍面的重新認(rèn)識，即把它看成是控制大陸巖石圈運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程的殼—幔過渡活動(dòng)帶等研究的新進(jìn)展，都為大陸構(gòu)造動(dòng)力學(xué)研究提供了新的思路。進(jìn)而促使

38、盆地及造山帶的分類從簡單的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分類轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)成因分類。按照動(dòng)力機(jī)制來劃分盆地和山鏈的類型(Howell，1980；Wilson，1990，Sengor，1990)。,第五節(jié) 構(gòu)造變形相分析 在地球科學(xué)中，第一次提出構(gòu)造相(tectonic facies)的概念是在1953年，L.L．Sloss等在討論綜合相的長篇報(bào)告中，首次在研究沉積中強(qiáng)調(diào)構(gòu)造因素對相的形成有重大意義，用構(gòu)造相這一概念來表達(dá)同一組地層中，一地與另一

39、地在構(gòu)造方面的區(qū)別，并提出構(gòu)造相應(yīng)從地層單位的全部構(gòu)造方面來劃分。 繼后，B·E·哈茵在原蘇聯(lián)應(yīng)用了這一概念，但多用于構(gòu)造對沉積的控制，如地槽相、陸臺相、山前拗陷相等。 真正全面地把相的概念用于構(gòu)造變形者還應(yīng)首推E．Hansen。他在《應(yīng)變相》一書中指出，相的概念也可以用于巖石的應(yīng)變特征，在野外可按應(yīng)變的不同表現(xiàn)來進(jìn)行構(gòu)造分類；認(rèn)為露頭上變形巖石的小型構(gòu)造在特定的應(yīng)變環(huán)境里形成，伺類型的

40、應(yīng)變環(huán)境產(chǎn)生同一應(yīng)變相的構(gòu)造特征，并提出通過構(gòu)造樣式分析來建立應(yīng)變相的12條原則和方法(Hansen，1971)。,近年來，不少人又進(jìn)一步把變形相(deformation facies)與應(yīng)變測量的構(gòu)造研究結(jié)合起來，并指出，不同變形相的同一巖石的應(yīng)變量必然存在差異(I．S．Zagorcev，1986)。 同時(shí)，原蘇聯(lián)學(xué)者帕塔拉哈(E．И．Паталаха)在哈薩克斯坦研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展了褶皺帶地殼變形的“構(gòu)造相”研究，

41、并且用構(gòu)造相分析方法進(jìn)行了地質(zhì)填圖和編圖。他認(rèn)為構(gòu)造相是根據(jù)巖石的構(gòu)造共生組合的特有變形程度劃分的自然巖石系列，是各個(gè)褶皺成因類型中構(gòu)造成熟度的表現(xiàn)；并把層狀巖石的變形程度和構(gòu)造共生組合與地殼中一定深度的熱力學(xué)條件聯(lián)系起來。,在變形相概念提出前后，美國和西歐的學(xué)者對巖石變形環(huán)境的研究進(jìn)行了大量的工作。諸如漢丁、格里格斯等的各種巖石力學(xué)試驗(yàn)的成果；凱里(Carey，1954)和多納斯(Donath等，1964)等關(guān)于固流體變形和巖石韌性與

42、各種變形環(huán)境因素的函數(shù)關(guān)系的理解； 特別是法國學(xué)者馬托埃(Mattauer，1980)關(guān)于構(gòu)造層次概念的確立，以及西普松(R．H．Sibson，1977)等關(guān)于斷層雙重結(jié)構(gòu)模式的提出等等，把巖石變形的幾何特征、運(yùn)動(dòng)學(xué)狀況及動(dòng)力成因等研究與地殼一定深度的變形環(huán)境聯(lián)系起來，使構(gòu)造變形相分析成為構(gòu)造解析中一項(xiàng)必不可缺的內(nèi)容。其思路具有旺盛的生命力，可能代表著當(dāng)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)發(fā)展的趨勢。 在我國，構(gòu)造變形相的研究也得到了人們的重

43、視。并認(rèn)為變形相的概念可以間接地從應(yīng)變環(huán)境的角度幫助建立構(gòu)造序列。,一、構(gòu)造變形相的概念和術(shù)語 “相”(facies)的原意是外貌，1669年由斯丹諾引入地質(zhì)文獻(xiàn)。開始只用于表述沉積巖層的外貌。即用沉積相或巖相的概念來表述巖層形成時(shí)的地理環(huán)境，所以巖相分析常和古地理分析密切聯(lián)系在一起。 以后，又把相的概念擴(kuò)大到巖石學(xué)的另外的領(lǐng)域——巖漿巖、變質(zhì)巖以及成因礦物學(xué)，如變質(zhì)相、礦物相等。

44、關(guān)于“相”的概念，雖然歐美、原蘇聯(lián)及我國的不同學(xué)者有不同的理解，但大多數(shù)人還是沿用R．C. Moore的定義，即“相”的概念表述的是“過去地質(zhì)時(shí)期的條件、作用和事變的總和產(chǎn)物之外貌”。也可以說，相是地質(zhì)體生成環(huán)境和形成作用的物質(zhì)表現(xiàn)。 因此，當(dāng)將相的概念用于表述構(gòu)造時(shí)，自然也是在同樣的涵義下使用的。,在構(gòu)造變形相分析中，常用的有關(guān)術(shù)語定義如下： 構(gòu)造變形相(tectonicdeformationfacies)

45、：是巖石在地殼運(yùn)動(dòng)過程中一定變形環(huán)境的構(gòu)造表現(xiàn)，是一定物理化學(xué)條件范圍內(nèi)形成的各種巖層和巖體的以某一變形機(jī)制的變形為主導(dǎo)的變形構(gòu)造的共生組合。 一個(gè)變形相是一個(gè)等物理系。它可以包含多個(gè)不同成分和產(chǎn)狀的不同變形樣式的變形地質(zhì)體的構(gòu)造組合，但這些不同的構(gòu)造及其組合之間卻有著固定的、可以預(yù)測的對應(yīng)關(guān)系，共同組成一個(gè)能反映其構(gòu)造生態(tài)環(huán)境的構(gòu)造群落。一般在某一地區(qū)的某一構(gòu)造發(fā)展階段上，一個(gè)變形相的構(gòu)造可以以某一變形機(jī)制為主導(dǎo)的構(gòu)造

46、組合為代表。因此，構(gòu)造變形相常常按巖石變形時(shí)占主導(dǎo)地位的變形機(jī)制來命名。如果在一個(gè)地區(qū)某一構(gòu)造發(fā)展階段上，變形時(shí)的物理化學(xué)環(huán)境條件類似，但由于二組或二組以上的變形地質(zhì)體變形習(xí)性差異明顯，不同部分的主導(dǎo)變形機(jī)制不同時(shí)，可以再根據(jù)其各自的構(gòu)造組合的特點(diǎn)細(xì)分為若干亞相。,不同的變形相有不同的變形環(huán)境，有不同的構(gòu)造群落，有不同的變形相標(biāo)志。研究一個(gè)地區(qū)的變形相有利于確定構(gòu)造層次及其變化。 構(gòu)造群落(tectonic community

47、)：代表同一變形條件下所產(chǎn)生的那些具有成生聯(lián)系、并組合成一個(gè)統(tǒng)一整體的各種構(gòu)造形跡的總合。用以從構(gòu)造生態(tài)的角度來闡明同一變形環(huán)境中產(chǎn)生的構(gòu)造形跡之間的相互關(guān)系。 應(yīng)變相(strain facies)：是E．Hansen(1971)建立的概念，指在特定環(huán)境中生成的構(gòu)造的應(yīng)變表現(xiàn)。在一定的意義上可以看成是構(gòu)造變形相的同義詞。 構(gòu)造相(tectonic facies)：在其應(yīng)用歷史上，曾有多種不同涵義，一般常

48、用作構(gòu)造變形相的同義詞。但鑒于它最早用于沉積巖的構(gòu)造控制，相對應(yīng)變相而言，它應(yīng)該是一定構(gòu)造環(huán)境(tectonic environment)中全部地質(zhì)的和變形的構(gòu)造表現(xiàn)。構(gòu)造相的劃分應(yīng)包括建造和改造兩個(gè)方面。,變形相標(biāo)志：指與特定變形相有關(guān)的某種構(gòu)造形跡或構(gòu)造組合。變形相標(biāo)志可以見于不同的構(gòu)造尺度。例如，不同的構(gòu)造巖系列、同類構(gòu)造巖中不同礦物組分的顯微構(gòu)造特征、不同形成機(jī)制的新面理，等等，都各自反映了不同的構(gòu)造變形相。多種變形相標(biāo)志組合的

49、確定，必須考慮不同巖石變形習(xí)性導(dǎo)致的差異。 變形相變：隨著構(gòu)造環(huán)境在空間上的變遷，那些控制構(gòu)造發(fā)育的物理、化學(xué)條件也相應(yīng)改變，從而導(dǎo)致構(gòu)造生態(tài)的變化，使一個(gè)地區(qū)的一種構(gòu)造群落在另一地區(qū)過渡為另一種構(gòu)造群落。這種地質(zhì)構(gòu)造在空間上的變化和差異，稱為構(gòu)造的變形相變。構(gòu)造的變形相變反映了構(gòu)造在空間層次上的變化。例如在同一變形幕的構(gòu)造變形中，總會存在從深層次到淺層次、從造山帶核部到邊緣帶的變形相變。變形相變首先體現(xiàn)在同一巖石變形相標(biāo)志的

50、變化。,變形相轉(zhuǎn)換：指構(gòu)造變形相在時(shí)間上的變化。隨著多期變形—變質(zhì)作用的改造，同一巖層在同一地區(qū)的不同構(gòu)造世代中，會出現(xiàn)變形習(xí)性或構(gòu)造變形面的轉(zhuǎn)換，從而形成不同變形相構(gòu)造的疊加。這種構(gòu)造變形相隨時(shí)間而改變的現(xiàn)象稱為變形相的轉(zhuǎn)換。 變形相序列：前后相繼的變形相轉(zhuǎn)換在同一變形地質(zhì)體中構(gòu)成的不同構(gòu)造群落的疊加順序。 構(gòu)造變形相圖：是用來表示一個(gè)地區(qū)不同層次變形相分布的圖件。圖件上每一個(gè)相區(qū)，一般都應(yīng)表

51、示劃歸為某一變形相或亞相的變形地質(zhì)體，它們都各具特定的變形相標(biāo)志和各自區(qū)別于另一變形相區(qū)的構(gòu)造群落。 構(gòu)造變形相圖，可以用來表示同一變形世代中的變形相變；也可以用來表示不同變形世代的、反映其主導(dǎo)變形相的變形地質(zhì)體的空間分布。如北京西山前侏羅系地層分布區(qū)主導(dǎo)變形相為變質(zhì)固態(tài)流動(dòng)變形相；侏羅系分布區(qū)主導(dǎo)變形相為彎曲—滑動(dòng)變形相；白堊系以上地層分布區(qū)以脆裂剪切變形相為主導(dǎo)。,構(gòu)造變形相圖的編制，至今還處于摸索階段。

52、 原蘇聯(lián)帕塔拉哈(E．И．Паталаха1984)曾按A、B、C三個(gè)不同構(gòu)造變形等級(構(gòu)造相)和它們的18種構(gòu)造巖性表現(xiàn)編制過準(zhǔn)噶爾阿拉泰的構(gòu)造相圖。 北京西山南部構(gòu)造變形相圖 則是主要依據(jù)不同變形旋回中形成的主期構(gòu)造的變形變質(zhì)巖層巖體及其斷裂內(nèi)的構(gòu)造群落所反映的構(gòu)造變形相的分布來制圖的，用以反映該區(qū)四種基本變形相之間空間關(guān)系(圖3—14)。,二、構(gòu)造變形相分析的任務(wù)和內(nèi)容 構(gòu)造變形相分析

53、的任務(wù)是： 根據(jù)對各類天然構(gòu)造形跡的定性、定量分析，透過它們的不同應(yīng)變表現(xiàn)來進(jìn)行構(gòu)造分類，并進(jìn)一步鑒定它們各自的變形行為，用以反演其生成和演化過程中的力學(xué)、物理化學(xué)條件，恢復(fù)其構(gòu)造—熱環(huán)境，進(jìn)而從構(gòu)造生態(tài)的角度闡明某地區(qū)各世代構(gòu)造的空間層次和演化過程。 因此，構(gòu)造變形相分析的基本途徑就是探索影響巖石變形的因素及其物質(zhì)過程。,對一個(gè)地區(qū)構(gòu)造變形相的研究大體包括如下四個(gè)方面的內(nèi)容： (1)根據(jù)巖

54、石變形構(gòu)造的觀測和對比，結(jié)合巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)的資料，確定巖石的變形習(xí)性，建立同一環(huán)境中巖石能干度的差異表，以示巖石的抗變形能力。 (2)根據(jù)構(gòu)造的樣式及變形量大小的測量，特別是顯微和超微構(gòu)造的觀察，確定巖石變形的物質(zhì)過程，深入了解顆粒內(nèi)和顆粒邊界的變形效應(yīng)，探討巖石的變形機(jī)制和物質(zhì)過程的選擇。反演和估算構(gòu)造變形時(shí)的溫度、壓力、應(yīng)變速率以及地球化學(xué)流體的成分和狀態(tài)等構(gòu)造物理—化學(xué)參數(shù)，確定它們對巖石變形習(xí)性的影響，進(jìn)而

55、從宏觀上討論區(qū)域構(gòu)造與環(huán)境之間的成生聯(lián)系。確定不同構(gòu)造變形環(huán)境的構(gòu)造變形相標(biāo)志。,(3)根據(jù)類同巖石在類同的變形環(huán)境中，以類同的方式變形，必然會產(chǎn)生同一變形相的構(gòu)造效應(yīng)，組成一定的構(gòu)造樣式群的原則，把那些同一構(gòu)造變形環(huán)境下所產(chǎn)生的具有成生聯(lián)系并組合成一個(gè)統(tǒng)一整體的各種構(gòu)造形跡總合起來，建立起反映當(dāng)?shù)啬骋皇来鷺?gòu)造生態(tài)環(huán)境的構(gòu)造群落(tectonic community)。不同的構(gòu)造群落各有其不同的主導(dǎo)變形機(jī)制，反應(yīng)變形巖石周圍的物理化學(xué)條

56、件的垂直或水平分帶，隸屬于不同的構(gòu)造層次(tectonic level)。 (4)根據(jù)同一地質(zhì)體在不同時(shí)期不同構(gòu)造環(huán)境中的應(yīng)變表現(xiàn)，把具有不同樣式的構(gòu)造群落分開并確定其多相共存的疊加關(guān)系，進(jìn)而建立起一個(gè)地區(qū)的變形相序列。變形相序列的劃分是構(gòu)造序列分析的重要組成和發(fā)展，它反映構(gòu)造演化過程中地殼巖石變形的質(zhì)的變化。,三、構(gòu)造變形相分析的工作準(zhǔn)則 在構(gòu)造幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀測分析基礎(chǔ)上，為了正確地從構(gòu)造生

57、態(tài)的角度去解析各種巖石變形中蘊(yùn)含的反映變形環(huán)境、條件和事變的信息； 正確地劃分構(gòu)造群落，進(jìn)而認(rèn)識不同變形相的相變、轉(zhuǎn)換和序列，探討地質(zhì)時(shí)期中構(gòu)造的生成、發(fā)展、演化規(guī)律及其空間分布規(guī)律，在構(gòu)造變形相分析中必須遵循“同相異樣”和“同物異相”的工作準(zhǔn)則。 “同相異樣” “同物異相”,(一)同相異樣準(zhǔn)則 所謂同相異樣是指：在同一變形環(huán)境中，由于參與變形的巖石的變形習(xí)性不同，因而即使在同一構(gòu)造力

58、的作用下，也會鑄成不同類型、不同樣式和具有不同有限應(yīng)變狀態(tài)的構(gòu)造。 但是，它們之間的差異僅僅取決于變形巖石的自身因素，與外部環(huán)境條件無關(guān)。因此不能單純根據(jù)構(gòu)造形跡的幾何特征的差異來分相，而是應(yīng)當(dāng)透過千差萬別的表象，從中找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。因?yàn)樵诠餐淖冃螚l件下產(chǎn)生的構(gòu)造，必然會具有各自一定的標(biāo)志性構(gòu)造要素，反映同一構(gòu)造變形相的信息。抓住這些成因線索，就有可能從生態(tài)的角度把同一世代的不同類型、不同樣式和不同有限應(yīng)變狀態(tài)

59、的構(gòu)造有機(jī)地聯(lián)系起來，建立起相應(yīng)的構(gòu)造群落。,對一個(gè)地區(qū)的某一世代的構(gòu)造按同相異樣準(zhǔn)則分析的過程，也就是建立構(gòu)造群落的過程。對一個(gè)構(gòu)造群落來說，其最主要的標(biāo)志應(yīng)當(dāng)包括： (1)同一群落的構(gòu)造一般應(yīng)是同一性質(zhì)的構(gòu)造變形面(S面)鑄成的； (2)是同一變形場的產(chǎn)物，以同一變形機(jī)制為主導(dǎo)； (3)其新生構(gòu)造要素蘊(yùn)含有同相的變形—變質(zhì)標(biāo)志；這些幾何要素雖然形態(tài)各異，但常常具有相似的變形組構(gòu)和大致相同的優(yōu)選定向；

60、(4)同一構(gòu)造群落中，類同的巖性層的構(gòu)造樣式相仿；對不同巖性的構(gòu)造樣式差異，一般皆可通過巖石變形習(xí)性的解析找到其原因； (5)具有相同的動(dòng)力變質(zhì)或熱動(dòng)力變質(zhì)反應(yīng)及相同的變形—變質(zhì)歷史。,(二)同物異相準(zhǔn)則 所謂同物異相是指：同類巖石在不同的構(gòu)造變形環(huán)境和不同的構(gòu)造事件中，由于巖石變形習(xí)性隨環(huán)境因素的改變而變化，以致產(chǎn)生不同變形相的構(gòu)造效應(yīng)。因此，在分析和對比不同構(gòu)造單元或不同構(gòu)造世代的構(gòu)造變形相時(shí)，必須采用同類

61、巖石或同類標(biāo)志對比的原則。 這是劃分不同構(gòu)造群落、區(qū)別不同變形相的工作準(zhǔn)則。 同物異相準(zhǔn)則在構(gòu)造變形相分析中經(jīng)常用來對比不同構(gòu)造單位同期發(fā)育的構(gòu)造差異和過渡，對變形相的相變作出說明。構(gòu)造的變形相變和變形相帶的劃分是造山帶的普遍構(gòu)造現(xiàn)象，反映造山帶構(gòu)造變形環(huán)境的走向延續(xù)和橫向變化。 實(shí)例：南秦嶺造山帶志留紀(jì)泥質(zhì)巖石的變形：從山陽一帶紅色頁巖的淺層次層理變形構(gòu)造、到旬陽地區(qū)綠色板巖的較深

62、層次的板劈理構(gòu)造、再到石泉地區(qū)黑色片巖的更深層次片理構(gòu)造的空間遞變，就是最好的變形相變的實(shí)例。,北京西山地區(qū)印支或更早期的變形相變的研究，同樣說明了同物異相準(zhǔn)則的實(shí)用意義。根據(jù)該地變形相變研究的經(jīng)驗(yàn)，這一準(zhǔn)則應(yīng)用于如下3個(gè)方面：1．構(gòu)造地層對比 構(gòu)造地層對比一般在如下三個(gè)方面進(jìn)行比較： (1)同一組地層中相同巖性層的變質(zhì)礦物組合的空間變化； (2)同類巖性層內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素的特征及構(gòu)造置換的類型和程度；

63、(3)同一組地層的厚度因構(gòu)造作用而發(fā)生的空間變化及其變化率。 進(jìn)行變形相變的構(gòu)造地層對比研究除野外觀察對比、求異外，還要求進(jìn)行詳細(xì)巖石學(xué)研究，采用多種測試手段，如單礦物電子探針分析、X光衍射分析、巖石化學(xué)全分析、鏡下及電子顯微鏡下觀測等，對不同地區(qū)的巖石學(xué)特征及其變化規(guī)律的研究可以證明，一個(gè)地區(qū)的巖石變形—變質(zhì)作用由弱到強(qiáng)的系統(tǒng)變化。,2．構(gòu)造樣式的對比 構(gòu)造樣式的對比主要是按相同層位和相同巖性層的同一世

64、代變形進(jìn)行，即按同物異相準(zhǔn)則對相鄰構(gòu)造單位的小型構(gòu)造和顯微構(gòu)造特征進(jìn)行比較。不僅要注意單個(gè)構(gòu)造形跡的樣式，更要注意整個(gè)構(gòu)造要素群的樣式對比。在變形巖石中，各類構(gòu)造發(fā)育的均勻性和透入性程度也是反映構(gòu)造生態(tài)環(huán)境的重要方面。 總之，構(gòu)造變形相變的最直接的表現(xiàn)就是各區(qū)發(fā)育不同的構(gòu)造群落。 如北京西山香腸構(gòu)造(圖3—15)，在北部較能干的鮞狀灰?guī)r、砂巖中僅出現(xiàn)節(jié)理式香腸構(gòu)造，但在南部，則只有能干的白云巖、石英巖內(nèi)才

65、有香腸構(gòu)造發(fā)生，而且多呈粘滯型透鏡狀，甚至呈不規(guī)則的褶皺、旋轉(zhuǎn)石香腸，其間谷積山北坡一帶，具有明顯的過渡性質(zhì)，巖石的韌性流變構(gòu)造主要發(fā)育在較軟弱和軟弱巖層中，最能干巖層仍然有一定韌—脆性或脆—韌性變形的特點(diǎn)。,節(jié)理式石香腸,剪節(jié)理式石香腸,腫縮式張裂型石香腸,藕節(jié)式粘滯型張裂石香腸,梯狀粘滯型剪裂石香腸,褶皺型石香腸,3．有限應(yīng)變狀態(tài)的對比 對變形巖石有限應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行對比，應(yīng)具體注意： (1)在同一層位的相同巖性層中進(jìn)行應(yīng)變

66、測量； (2)用相當(dāng)構(gòu)造部位(如同屬褶皺轉(zhuǎn)折端)上的同種應(yīng)變標(biāo)志進(jìn)行對比。如果要對比早期的構(gòu)造應(yīng)變狀態(tài)，一般應(yīng)在晚期變形的無應(yīng)變域或弱應(yīng)變域中進(jìn)行測量； (3)用同一種測量方法和計(jì)算方法的成果進(jìn)行對比。 在北京西山對以上各方面的對比研究，認(rèn)為北京西山印支或更早期變形旋回第一世代的構(gòu)造變形相變十分明顯，變形相變與變質(zhì)相變在空間上是同步一致的，從北向南可以劃分出三個(gè)相互過渡的變形—變質(zhì)相帶，見下表。,四、構(gòu)造

67、變形相序列的劃分原則 劃分變形相序列除了從幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度研究不同構(gòu)造之間的輩分關(guān)系外，更需要詳細(xì)分析變形相的轉(zhuǎn)換。北京西山構(gòu)造變形相轉(zhuǎn)換的標(biāo)志有如下6個(gè)方面： (1)巖石變形習(xí)性的轉(zhuǎn)換：因構(gòu)造作用使巖石發(fā)生變形—變質(zhì)重建，從而使其能干性和各向異性發(fā)生重大改變。如泥、頁巖轉(zhuǎn)換成板巖、千枚巖或片巖；灰?guī)r轉(zhuǎn)換為大理巖；砂巖轉(zhuǎn)換為石英巖等等，因而使各世代構(gòu)造的物質(zhì)基礎(chǔ)不同。 (2)構(gòu)造變形面的轉(zhuǎn)換：如

68、由以層理為變形面轉(zhuǎn)換為以新生面理為變形面。這里又牽扯到構(gòu)造置換類型、方式和程度的轉(zhuǎn)換。,(3)變形體制的轉(zhuǎn)換：如由伸展構(gòu)造轉(zhuǎn)換為壓縮構(gòu)造。 (4)變形機(jī)制的轉(zhuǎn)換：如，在宏觀上，從分層剪切被動(dòng)褶皺轉(zhuǎn)換為縱彎褶皺；在微觀上，從以晶質(zhì)塑性變形為主導(dǎo)轉(zhuǎn)換成以壓溶擴(kuò)散為主導(dǎo)。 (5)運(yùn)動(dòng)方向和方式的轉(zhuǎn)換：如不同世代構(gòu)造要素優(yōu)選定向方位的轉(zhuǎn)換。 (6)構(gòu)造樣式及共生構(gòu)造組合的轉(zhuǎn)換：實(shí)質(zhì)上是在前述研究基礎(chǔ)上劃分不同的構(gòu)造

69、群落，最終揭示不同期構(gòu)造變形相的轉(zhuǎn)換和疊加關(guān)系，建立構(gòu)造變形相序列。,第六節(jié) 構(gòu)造序列分析 構(gòu)造序列分析認(rèn)為，一個(gè)地區(qū)的構(gòu)造是地殼不斷遞進(jìn)變形和變形分階段演化相結(jié)合的產(chǎn)物。這種演化總是以不可逆的運(yùn)動(dòng)進(jìn)程作旋回式的發(fā)展。特別是前寒武紀(jì)變質(zhì)巖區(qū)的構(gòu)造，一般都有很長的變形歷史，存在有多個(gè)變形旋回(deformation cycle)的構(gòu)造。 一般地講，一個(gè)理想的構(gòu)造變形旋回應(yīng)該反映一個(gè)變形變質(zhì)地體的發(fā)生、發(fā)