第七章 岩组

nullnull第七章 构造岩岩组学桑德尔(1884～1979) Sander，Bruno    奥地利地质学家。岩组学创始人。1907年获因斯布鲁克大学博士学位，1937、1959年分别获哥廷根大学、维也纳大学名誉博士学位。曾任因斯布鲁克大学教授。桑德尔对变形岩石的组构作过全面的论述，提出构造岩组分运动的概念，提出组分对称与运动对称的关系，并对可能存在的各种对称进行了详尽的分类。他采用岩组学的测量、图解方法具体研究了石英、方解石等矿物的组构形式，并指出岩组学的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 方法还可用于研究组构要素的不同尺度、深成岩体的形成机制以及熔岩的流动构造、沉积岩层中的韵律等。他还确立了岩组学方法在地质力学和工程地质学等方面的应用前景。著有《岩组学》、《地质体岩组分析导论》等。 桑德尔(1884～1979) Sander，Bruno    奥地利地质学家。岩组学创始人。1907年获因斯布鲁克大学博士学位，1937、1959年分别获哥廷根大学、维也纳大学名誉博士学位。曾任因斯布鲁克大学教授。桑德尔对变形岩石的组构作过全面的论述，提出构造岩组分运动的概念，提出组分对称与运动对称的关系，并对可能存在的各种对称进行了详尽的分类。他采用岩组学的测量、图解方法具体研究了石英、方解石等矿物的组构形式，并指出岩组学的分析方法还可用于研究组构要素的不同尺度、深成岩体的形成机制以及熔岩的流动构造、沉积岩层中的韵律等。他还确立了岩组学方法在地质力学和工程地质学等方面的应用前景。著有《岩组学》、《地质体岩组分析导论》等。 null何作霖，矿物学家、岩石学家、地质教育学家。是我国近代矿物学和岩石学奠基人之一。他发现并研究了白云鄂博铁矿中的稀土矿物，为开发我国 稀土资源作出了重大贡献。他长期致力于光性矿物学的研究和教学，他的《光性矿物学》是重要的教材。他还是我国岩组学的开拓者。在世界上最早开展Ｘ射线岩组学研究，并发明了Ｘ射线岩组学照相机。代表作《赤平极射投影在地质学中的应用》享誉国内外。 我国岩组研究的奠基人：何作霖我们学校的张宝民教授、曹喜教授null 构造岩的组构可以分为岩组和磁组构两种。岩组是矿物结晶学的优选方位，包括矿物晶体中的晶格面网定向和结晶光轴定向。磁组构是指磁性颗粒或晶格的定向，实质上是磁化率各向异性，表现为磁化率数量椭球体的形态和数量。null 一、矿物晶体优选方位的形成机制 优选方位的发育，主要有两种机制，即（1）.晶内滑移和颗粒旋转相结合的机制和（2）重结晶作用机制。前者在较高应变速率条件下占主要地位，后者主要出现在较高温度或较低应变速率条件下。null1、对于晶内滑移与颗粒旋转相结合的机制： 假设刚性的板状或柱状晶体分布于粘性流体中，由于变形时流体对板状或柱状体施加力矩，使其旋转至长轴与最大延伸方向平行，可产生优选方位。然而，岩石中的颗粒并不能以上述方式自由转动，它们往往是相互接触的，主要以晶内滑移方式来实现塑性变形，产生优选方位。null由于晶内滑移引起的优选方位形成的原理示意图（百分数代表应变量）nullnull 变形之前变形之后变形过程中云母优选方位的形成过程null2、由重结晶作用产生的优选方位： 尤其是动态重结晶作用，往往能产生矿物结晶学优选方位。重结晶作用之所以能导致优选方位，可能的机制包括差异应变能和定向成核、定向生长。储藏应变能较小的应变颗粒优先生长，消除了其它方位的颗粒。在动态重结晶中，处于有利方位的颗粒优先成核，优先生长，或原先就是定向的颗粒优先成核、优先生长。 二、组构分析的基本方法二、组构分析的基本方法1.坐标系统 岩组图一般采用a、b、c或x、y、z坐标系统。 a、b、c（ x、y、z）三个轴相互垂直，ab(xy)面代表岩石的滑移面，其中a(x)指示物质的运动方向及最大延伸方向，c(z)轴垂直ab面 ，b轴常为旋转轴或几组面的交线。 nullcnullnull(a)(c)(b)null2.光轴方位测量方法 X光组构测量，运用光技术测定岩石矿物分布各向异性。矿物晶体结构有许多晶格网面，每种矿物的每个晶格网面对于射线都有特定的衍射现象。 费氏旋转台，测定光轴和各种组构的空间方位。测定组构数据投影在吴氏网上，然后在等面积网上画出等积密，或者用计算机制图。 组构图投影一般采用上半球投影，以往构造地质学是下半球投影。null五轴费氏台null3、岩组图制作方法： （1）根据已经测出的组构要素产状，在吴氏网上投影点，作出组构要素的投影图——光轴的投影图。 （2）在图上统计点数 统计时采用与吴氏网的角距相对应的普洛宁网。普洛宁网由100个小圆组成，由网的中心到圆周小圆的半径逐渐增大，所代表的角距半径相等，实际面积相等，每个小圆的面积占吴氏网（普洛宁网）面积的1%。介绍对跖圆的概念。 普洛宁网普洛宁网（3）连线：（3）连线： 统计后，把数目相等的点连成曲线，与连等高线一样，即形成组构的等值线图。连线时在高、低值间用内插法进行连线。如用1—3—8—12点连线，连线点的确定由自己决定，尽量使等密线间距相等。 注意：吴氏网圆周上的等密线具有封闭性。（4）整饰： 花纹或着色（4）整饰： 花纹或着色 图例与说明 地点、构造部位 数目 投影方法 等密线密度值 图例与说明 地点、构造部位 数目 投影方法 等密线密度值用百分数表示相同面积中密集度的大小，用(x/150)*100%。 1—3—8—12点对应的密度数为：0.6%—2%—4%—8%XX地区石英组构测量结果 总数：150条 下半球投影：3.3%-6.6%-1.8%-22%null（5）分析（5）分析等密点σ3 σ3 σ2 σ1 σ1 三、岩组对称三、岩组对称对称是指物体相等部分有规律的重复，这种性质称为对称。组构图反映天然岩石变形的动力学和运动学特征，也具有对称特征。 球对称、轴对称、斜方对称、单斜对称和三斜对称。 1.球对称： 可参考一圆球体的对称，通过球心的任一面都是对称面，任一轴都是对称轴，具有无数对称面和无数对称轴。这种组构反映了的是随意性和无方向性，是非构造岩。null2.轴对称：该种对称可参考一圆柱体的对称，过圆柱体底面圆心的一条直线为无限次对称轴，过该轴有无限次对称面 ，垂直对称轴只有一个对称面。 轴对称运动有异极和同极之分，如果运动发生在运动方向上一个指向上，则该轴运动是异极性运动（又称为极性运动），反之称为同极运动。如静水中质点沉积、溶液中结晶沉淀，盐丘侵入，岩株时岩浆上侵运动，都是异极运动。 变形过程中把球体压扁和拉长，在此变形过程中发生的运动为同极运动。 null轴对称null3.斜方对称：三个相互垂直的对称面和三个对称轴,这种对称型是由纯剪切变形造成的 。 null4.单斜对称: 只有一个对称面和垂直于对称面的一个二次轴。大圆环带型组构就常常是单斜对称的，其对称面为环带平面。b轴为环带中心。这种对称型式由简单剪切形成的。 null5.三斜对称: 没有对称面，只有个对称中心。任何片理面或S面均可选择为ab面。这种对称型式可能是由不共轴的两次变形叠加，或是由简单剪切运动伴有内部的褶皱等所造成的。 四、岩组图的基本型式 四、岩组图的基本型式 1.点极密：组构要素的投影点聚集在一个小区域中，形成一个单独的点极密部。方向资料趋向平行于一条直线。 2.大圆环带：组构要素投影点沿投影网的大圆分布，构成大圆环带。方位资料趋向与位于大圆所确定的平面内。 3.小圆环带：组构要素沿小圆分布。方位资料趋向于位于由该小圆所确定的圆锥内。 4.交叉环带：是由两个环带交叉而形成的优选方位形式。null1.点极密 多环绕c轴和b轴,这是在低温及较快速应变速率,由单轴压缩产生的结果.此外,动态重结晶作用也可以产生同样的优选方式,Price(1985)的研究认为点极密的形成主要与底面滑移有关.点极密acnull2.小圆环带： 投影点呈小圆环带分布。根据Tullis(1973)对石英的轴向压缩实验表明在较高温(>700℃)及较慢的应变速率的条件下，石英光轴绕压缩轴形成一个小圆环带，随着温度升高或应变速率的减慢，环带的半开角持续增大，直至45°为止。 小圆环带可以确定主压应力方向和应变强度。 null4.大圆环带： 投影点构成大圆环带，多为ac环带，环带轴为b轴，该环带是由绕b轴旋转运动而形成的，形成于共轴拉伸或平面应变条件下。 null5.交叉环带，分为两种：Ⅰ型交叉环带是由绕c轴的小圆环带与过b轴的环带相连而形成的交叉环带。Ⅱ型交叉环带由交于b轴的两个环带相连而形成的交叉环带。一般认为，交叉环带多在平面应变的条件下出现，在糜棱岩中常见。Ⅰ型交叉环带Ⅱ型交叉环带五、构造岩的类型五、构造岩的类型Sander根据构造岩的组构特征，将它们分为以下几种类型： 1.S-构造岩：在宏观上具有一组平面状片理，缺乏由转动引起的线理，其组构特征是不具有形式，而表现为受一S面支配的点极密形式，其成因是沿者单纯的压扁而形成.S-构造岩null2.B构造岩:在变形过程中,若矿物颗粒的滑动面绕旋转轴b发生旋转,组构表现为绕b轴的大圆环带,这种大圆环带称为b轴环带或ac环带。另一种情况构造岩中有几组明显的叶里面，互相相交一条线上，该线即为b轴，组构特征也是一种环带，这也是一种B构造岩。 六、组构研究的意义六、组构研究的意义构造岩优选方位的研究，可以为解决简单剪切的指向，有关构造的应变方式、路径、应变历史、应变增量等问题提供有意义的信息 . （1）判别剪切指向：在简单剪切变形中，常出现不对称的优选方位型式。根据优选方位型式对称性与应变对称性一致的原则，利用优选方位型式整体的不对称性及极密分布的不对称性，可判别剪切指向。 nullnull（2）与应变的关系，优选方位与应变的关系主要有以下几种方面： a．不同的应变方式，有不同的优选型式。以石英光轴优选方式型式为例，共轴压缩或拉伸变形常形成小圆环带，压缩时小圆环带半开角小，为25°-40°，拉伸时半开角较大，为50°-60°，甚至达70°-80°。Schmid（1986）借用Flinn图解表示了优选方位与应变的关系，不同的应变方式有不同的主导优选方位型式。如K值接近0时亦即轴对称压缩，c轴优选方位以小圆环带为主；K值接近1时，即以平面应变为主时，c轴优选方位型式为交叉环带；K值趋于∞时 亦即以轴对称拉伸为主时，c轴优选方位为大圆环带。这些优选方位，形式并不是截然变化的，是随着应变条件的变化而逐渐过渡的。 nullnullb. 推断应变大小，岩石优选方位的优选程度与应变的大小或应变增量的大小有关。一般地，优选程度随应变的增加而增大，因此可利用优选方位的优选程度与已知实验成果对比，推断应变的相对大小。 c．对构造岩优选方位的研究，已从几何学研究发展到运动学和动力学的研究，由定性分析发展到定量分析，充分显示了它的应用前景。 null比利牛斯剪切带石英组构演化图null石英光轴组构图确定滑移系和形成的温压环境七、几种矿物的优选方位形式七、几种矿物的优选方位形式（一）石英 对天然变形和实验岩石中石英进行了广泛研究，积累了丰富的资料。 1.石英的结晶学方位 石英具有硅氧四面体的结构架。有多种同质多相形式。α石英，β石英和柯石英、nullnullnull2.滑移系 滑移系是由滑移面和滑移方向构成的,如石英的底面滑移{00001}<1120>. null石英晶体的主要滑移系null3.石英优选方位 null第六章 构造岩岩组学－思考题 1－矿物晶体优选方位的形成机制 ？ 2－组构对称类型及其特征. 3—岩组图基本类型及其特征。 4－研究岩组意义。