《构造地质学》课件No8 第8章 岩浆岩体的构造研究

1、构 造 地 质 学Structural Geology思考讨论题什么是A型线理？什么是B型线理？石香肠构造是在什么样的条件下中形成的？第二讲Structural Geology岩浆岩体的构造研究第八章岩浆岩体构造岩浆岩体形成过程中所产生的各种构造及其形成后的各种变形构造，岩浆岩体的侵位方式及其主要的构造特征。 岩浆岩体构造主要包括：岩浆岩产状 侵入岩原生构造 喷出岩原生构造 岩浆岩构造研究 岩浆岩体侵位机制岩浆岩体构造岩浆岩产状 侵入岩原生构造 喷出岩原生构造 岩浆岩构造研究 岩浆岩体侵位机制一、岩浆岩产状一、岩浆岩产状1、岩基一、岩浆岩产状2、岩基和岩株一、岩浆岩产状3、岩墙一、岩浆岩产状4

2、、岩盖和岩盆岩浆岩产状 侵入岩原生构造 喷出岩原生构造 岩浆岩构造研究 岩浆岩体侵位机制岩浆岩的构造研究二、侵入岩原生构造原生流动构造是在岩浆流动过程中，由于岩浆内部某些先期结晶的矿物颗粒、析离体或捕虏体等，受岩浆流动的影响发生定向排列而成，包括流面和流线。1、侵入岩体的流动构造 流线是由角闪石、长石等线状、柱状矿物或透镜状、长条状捕虏体和析离体优选定向排列而成，多发育在侵入岩体的边部和顶部，一般平行于岩浆流动方向，反映了岩浆的相对流动方向。A.线状流动构造 二、侵入岩原生构造流线的形成与因岩浆在流动过程中不同部位的流速不同而产生的差异流动有关，所以流线的方向在一定程度上反映了岩浆相对流动方向

3、，但不能指示岩浆流动的绝对方向。流线多发育于侵入岩体的边缘和顶部。 流面是由云母、长石等片状、板状矿物或扁平状捕虏体、析离体面状定向排列而成，一般平行于岩体与围岩的接触面，常发育于侵入岩体的边缘或顶部。A.面状流动构造 二、侵入岩原生构造属于面状流动构造的还有带状流动构造，它表现为不同成分的岩石相互成层，或由于矿物分离集中形成浅色与暗色岩石条带的互层，犹如层理。因此，也有人称这种构造为“假层理”，“假层理”常见于基性、超基性侵入岩体中。 二、侵入岩原生构造流面的形成与岩浆的层流有关。在侵入体边缘，由于流动的岩浆与固体围岩之间的摩擦作用，致使岩浆流动面大致平行于接触面，因此，有利于流面的形成，其

4、方位也大致地平行于接触面。在侵入岩体的顶部，岩浆自下而上运动形成的挤压力迫使片状或板状矿物及析离体、捕虏体的扁平面等转动至与挤压力垂直的方位呈定向排列，形成岩体顶部的流面。侵入岩体的中心部位，由于岩浆的紊乱流动而不利于流面的发育。流面大致平行于岩体与围岩的接触面，所以根据流面产状可以基本恢复接触面的形态和产状。 2、侵入岩体的塑性变形构造二、侵入岩原生构造流线线理流面面理液态 塑性状态 岩浆二、侵入岩原生构造线理由长轴状矿物或捕虏体等的长轴方向定向排列而成。面理由云母等片状矿物、压扁的石英和长石等定向排列而成，其上还发育有扁平状的捕虏体等，其扁平面的平行排列也显示出面理。线理、面理与流线、流面

5、最大的区别在于组成线理、面理的矿物多数发生了晶体的塑性变形，如长石和云母的波状消光或扭折，石英呈透镜状或带状的亚颗粒集合体。 二、侵入岩原生构造二、侵入岩原生构造侵入岩体的塑性变形机制3、侵入岩体的破裂构造 二、侵入岩原生构造侵入岩体的破裂构造是指岩浆冷凝阶段形成的破裂构造。 二、侵入岩原生构造根据破裂构造与流动构造的相互关系，将破裂构造作如下划分： （2）纵节理：又称S节理，节理面垂直于流面，平行于流线，倾斜较陡（图94S）。 （1）横节理：又称Q节理，节理面垂直于流线和流面，裂面粗糙，常呈张开状，并常被岩脉、矿脉充填，可能多屑张节理性质（图94Q）。二、侵入岩原生构造（3）层节理；又称L节

6、理，节理面平行于流线和流面，其形成可能与垂直于接触面方向的冷缩作用有关，因而可能属张节理性质(图9IL)。（4）斜节理：又称D节理，是与流线、流面都斜交的两组共轭剪切节理(图94STR)。该类节理常切割较早的横节理、纵节理及层节理。因此，斜节理形成时期较晚。二、侵入岩原生构造（5）边缘张节理：发育于侵入岩体的边缘，以中等倾角向侵入岩体中心倾斜，常切割接触面又伸进围岩，总体呈雁行排列，并常被岩脉所充填（图95）。这种节理的性质及方位与侵入岩浆对围岩的简单剪切有关。 二、侵入岩原生构造（6）边缘逆断层；位于侵入岩体陡倾的接触带，断面向岩体中心倾斜，产状子缓，由岩体内部向围岩逆冲，呈叠瓦状排列，断面

7、常伸入围岩之中（图95）。 岩浆岩产状 侵入岩原生构造 喷出岩原生构造 岩浆岩构造研究 岩浆岩体侵位机制岩浆岩的构造研究三、喷出岩原生构造喷出岩体的原生构造主要有与熔岩流动有关的流纹构造、绳状构造、流面和流线以及与脆性破裂有关的枕状构造、柱状构造和渣状构造。1流纹构造 流纹构造是由不同颜色的矿物、拉长的气孔或结晶的不均匀性所显示出的条纹（图96），常见于中、酸性熔岩中。它的形成主要与上、下层熔岩差异流动造成顺熔岩流动的剪切作用有关。流纹构造只能指示熔岩流动面的位置，但不能指示熔岩流动的方向。 三、喷出岩原生构造三、喷出岩原生构造2流面和流线 熔岩的流面是由片状、板状矿物、斑晶及火山灰流的晶屑定

8、向排列组成的，通常在具流纹构造的熔岩或熔结凝灰岩中出现，流面产状大致反映出熔岩流动面的产状，但不能指示流动方向。流线由针状、柱状矿物及火山灰流的晶屑或岩屑定向排列而成，其形成方式与侵入岩体流线的形成方式完全相同，流纹能指示熔岩相对流动方向。 三、喷出岩原生构造3绳状构造 熔岩表面呈绳索状扭曲的构造称为绳状构造。绳状构造是处于炽热塑性状态熔岩的上部表面薄壳受到下部熔岩流动的影响而发生拖拉和卷扭的结果，一般呈弧形，弧顶指向流动方向，常见于粘度小、气体少、温度高、凝固慢的基性熔岩的表面，如黑龙江五大莲池玄武熔岩中就广泛发育典型的绳状构造 三、喷出岩原生构造4枕状构造 枕状构造表面常形成玻璃质薄壳，中

9、心部分结晶较好，边缘常见放射状微晶及气孔带。断面具放射状或同心圆状龟裂。如果几层岩枕相叠，则上层岩枕的底面形态为下层岩枕顶面形态的铸型。因此，枕状构造沿层分布的现象可以作为指示熔岩层的标志。 常见于海底喷发的基性熔岩中。单个岩枕的底面较平或微向上凹，顶面上凸，形如枕头，故称枕状构造(图98)。5柱状节理三、喷出岩原生构造柱状节理一般垂直于熔岩的流动层面或火山管道壁，主要发育于产状干缓的火山岩内(图99)。柱状节理的横截面通常呈六边形，但亦有四边形、五边形或七边形的。柱状节理围限的岩柱直径一般几厘米至几米。柱状节理的形成与熔岩冷凝收缩有关。因此，柱状节理面垂直于火山岩的冷凝面。据此，柱状节理产状

10、可以确定熔岩流动面和岩体的产状。柱状节理常见于玄武岩质及安山玄武岩质熔岩流中，还可以发育在火山灰流中，也可以在超浅成岩体中见到。 三、喷出岩原生构造柱状节理岩浆岩产状 侵入岩原生构造 喷出岩原生构造 岩浆岩构造研究 岩浆岩体侵位机制岩浆岩的构造研究四、岩浆岩构造研究岩浆岩体构造观察和研究的主要内容包括岩浆岩体地质背景分析，岩浆岩体几何形态、岩体构造和围岩构造、岩体形成时代等方面的研究。对喷出岩体则要研究恢复古火山机制。1、岩浆岩体构造观察四、岩浆岩构造研究侵入岩体地质背景分析岩浆岩体的形成和变形受区域构造控制。研究岩浆岩体构造，必须首先查明区域构造背景。包括：大地构造属性。了解该区位处活动带、

11、稳定区还是活化区。区域构造变形强度、型式。长期活动的大断裂及其规模、性质、产状和活动性。区域性岩浆带的规模、活动期次、岩浆岩体的一般特点和侵位机制。岩浆活动与区域构造发展的关系。把形成岩体的岩浆活动作为区域构造事件的一个方面进行研究。四、岩浆岩构造研究2、岩浆岩体接触关系的研究从成因上，可将侵入岩体与围岩的接触关系分为侵入接触、沉积接触和断层接触三种关系。 （1）侵入接触是岩体侵入于围岩中（包括先存岩浆岩体）的一种接触关系。主要标志有；岩体边部有边缘带和冷凝边，原生构造较发育，岩体内有围岩的捕虏体；在围岩中有自岩体延伸的岩枝或岩脉，环绕岩体的围岩有接触变质现象，并呈带状分布，其变质程度离岩体越

12、远越弱这种关系反映出岩体的侵入时代晚于围岩。 四、岩浆岩构造研究（2）沉积接触是岩体遭受风化剥蚀后又被新的沉积物所覆盖的一种接触关系。特点：（1）接触面下的岩体顶部常有不平整的侵蚀面和古风化壳等风化剥蚀现象，与上覆围岩接触处没有冷凝边；（2）岩体内部的原生构造或岩脉往往被接触面切割，（3）其上覆围岩无热液蚀变现象，其底部常含有下伏岩体的岩屑、砾石或矿物碎屑。沉积接触关系说明侵入岩体形成时代早于上覆地层。 四、岩浆岩构造研究四、岩浆岩构造研究（3）断层接触是一种构造接触，即侵入岩体与围岩间的界面就是断层面或断层带(图918)。该断裂带常常伴有动力变质现象。根据断层接触关系，可以初步确定岩体是在断

13、层之前形成的。近年来，发现一些岩体是无根的，这可能是逆冲断层造成的。因此，岩体也可构成飞来峰。四、岩浆岩构造研究3、岩浆岩体形成时代的确定确定岩体时代的主要方法有如下几种 ：根据接触关系确定时代 根据岩体特征对比确定时代 根据岩体相互穿插关系确定时代 同位素年龄法 四、岩浆岩构造研究根据接触关系确定时代 四、岩浆岩构造研究根据岩体特征对比确定时代 四、岩浆岩构造研究根据岩体相互穿插关系确定时代 岩浆岩产状 侵入岩原生构造 喷出岩原生构造 岩浆岩构造研究 岩浆岩体侵位机制岩浆岩的构造研究五、岩浆岩体侵位机制岩浆从地壳深处上升、以一定方式侵位，取决于岩浆的流变性能、岩浆与围岩之间的韧性差异以及构造

14、应力环境。侵入岩体侵入的基本方式有两种：主动侵位，即岩浆体主动开辟空间而侵入，如底辟作用、气球膨胀作用和顶蚀作用；被动侵位，即岩浆体占据空间不是由岩浆本身开辟空间而侵位，如岩墙扩展作用和火山口塌陷作用。 五、岩浆岩体侵位机制1、底辟作用 由于岩浆与围岩之间的密度倒置（花岗岩密度为2.52.7g/cm3，下地壳岩石密度为2.83.0gcm3），产生重力不稳，使岩浆具有向上的“浮力”，顶挤围岩或刺穿围岩，发生底辟作用，形成岩浆底辟构造（图910）。 五、岩浆岩体侵位机制底辟岩体平面上多呈圆形或椭圆形，剖面上呈倒水滴状；在岩体周围有与其形态协调的周缘向斜或发育褶皱；在岩体边缘及其围岩接触带内发育平行

15、接触面的面理，具同心式分布，远离接触带和向岩体中心，面理逐渐消失；接触带内产生热变质晕岩石，其中变斑晶与底辟作用形成的面理同步生长。 岩浆底辟的基本特征包括：五、岩浆岩体侵位机制五、岩浆岩体侵位机制2、气球膨胀作用 气球膨胀作用是兰姆赛1981年提出的岩体侵位模式，指由于侵入岩浆本身的膨胀或横向拓宽使围岩压扁缩短而扩大自身空间的作用。气球膨胀作用解释了岩体侵位的空间问题。一般来说，岩浆侵位时，岩体较小，只占现有体积的3040，现有体积的大部分是通过岩浆横向拓宽压缩围岩而扩大自身的空间。岩浆的横向拓宽就象膨胀的气球，在“气球”膨胀生长的过程中，岩浆不断脉动上升，每一次脉动都会引起先期固结的岩浆物

16、质向四周呈辐射状推挤，从而在先侵位岩体的外壳上因压扁作用而出现定向组构。五、岩浆岩体侵位机制气球膨胀作用形成的岩体具有如下主要特征：岩体的平面形态多为圆形或椭圆形，剖面上呈蘑菇状或漏斗状；岩体的横向拓宽使围岩整体压偏收缩，拓宽后的体积比初始体积大倍；岩体内部的岩石类型呈同心环带状展布，边缘的岩石形成时代最早，成分偏基性，中心的岩石形成时代最晚，成分偏酸性；岩体与围岩的接触带具有平行于接触面的面状组构；在岩体边部发育被岩脉充填的放射状、环状、锥状等侵位断裂。3、顶蚀作用 五、岩浆岩体侵位机制岩浆顶蚀作用 由炽热岩浆在围岩中引起的热破裂作用以及岩浆在破裂下沉的同时向裂隙的侵入作用。下沉的碎块与岩浆相互作用而被同化。一般认为岩浆顶蚀作用在岩浆上升和侵位过程中的作用是有限的，只在深成岩体的局部起一定作用。五、岩浆岩体侵位机制4、岩墙扩展作用深部岩浆经由穿过地壳的断裂不断上升侵位的作用。在岩浆由深部向地壳浅层次运移过程中，运移岩浆的断裂或通道不断扩展加宽。因而，由岩墙扩展作用形成的岩体并不是岩墙，而是大型