经典地质图集，彻底搞明白劈理和线理！

面状构造和线状构造

是地壳中最常见的重要构造现象，

也是构造研究中最基础的

研究对象和构造标志。

面状构造与线状构造

成因多样、种类繁多。

劈理（面状构造）和线理（线状构造）

是其中较为广泛发育的两大类型。

线状构造（图源@facstaff.wwu.edu）

线状构造（图源@Seb Turner）

劈理和线理是如何形成的？

又各有什么特征？

01

劈理是一种将岩石按一定方向

分割成平行密集的薄片或

薄板的次生面状构造。

多发育在强烈变形、

轻度变质的岩石中。

劈理（图源@Mikenorton）

劈理的基本微观特征之一是

具有域结构，表现为岩石中

劈理域和微劈石相间的平行排列。

劈理域（深色）和微劈石（浅色）（图源@文献[1]）

按照传统分类方案，

根据劈理的结构及其成因

可将劈理分为

流劈理、破劈理和滑劈理。

流劈理是变质岩中最常见的

一种透入性面状构造，

由片状、板状或扁圆状矿物或

其集合体的平行排列而成，

具有使岩石分裂成无数薄片的性能。

流劈理（图源@Steven Ralser）

破劈理是指岩石中一组与

矿物的排列方向无关的、

密集的平行破裂面，一般为剪裂面。

破劈理相对来说

较为不密集和不规则，

常常具有进行过溶解作用的痕迹。

破劈理

滑劈理又称折劈理、

应变滑劈理、剪劈理或褶劈。

是一类被迭加在板劈理或

片理之上的劈理，

其劈面平直，平行排列，

其间距宽窄不一。

滑劈理

除此之外，根据

劈理化岩石内劈理域结构

及其特征能识别的尺度，

劈理还可被分为

连续劈理和不连续劈理两种。

凡岩石中矿物均匀分布，

全部定向，或劈理域宽度极小，

只能借助偏光显微镜和

电子显微镜才能分辨劈理域和

微劈石的劈理，均称为连续劈理。

连续劈理（图源@Geoloshe ）

而劈理域在岩石中具有明显间隔，

用肉眼就能直接鉴别

劈理域和微劈石的劈理，

称为不连续劈理。

不连续劈理（图源@Geoloshe ）

劈理的形成与褶皱、断层和

区域性流变构造在

几何上和成因上

都有着密切的关系。

轴面劈理是指其产状平行于或

大致平行于褶皱轴面的劈理。

这类劈理主要发育在

强烈褶皱的岩层里。

在岩性均一、平均韧性高、

韧性差小的岩系里，

轴面劈理与轴面的平行性较高。

轴面劈理（图源@geographSamuele Papeschi）

层间劈理是一种

受岩性及层面控制、

与层理斜交的劈理。

一般来说，在相对强硬岩石中

的劈理密度小、间隔宽，

与层面夹角较大；

反之，在相对软弱的岩层里

劈理密度大间隔小，

与层面夹角相对较小。

其岩性差异可能造成劈理折射现象。

劈理折射

顺层劈理一般是指

在宏观上与岩性界面

近于平行的劈理。

它们在褶皱中作为

变形面随褶皱而弯曲。

顺层劈理是岩石在

变质作用下的塑性流变过程中

形成的,一般为流劈理。

顺层劈理（图源@中国矿井物探网）

断裂劈理包括断裂带内及其

附近两盘岩石中发育的各种劈理，

这些劈理是在断层的形成和

两盘相对运动过程中产生的。

断裂劈理（图源@BobMacInnes）

02

劈理是如何形成的？

其形成机制复杂多样，

最可能的主要包括以下几种。

机械旋转

早在1856年，

索尔比(H.C. Sorby)

在研究板岩应变时就指出，

矿物的优选定向是由

原有颗粒的旋转发展而成的。

索尔比(H.C. Sorby)

他根据板岩的岩石学研究和

粘土压缩实验提出, 

白云母等片状矿物

在变形过程中的旋转与刚性颗粒

在塑性流动基质中旋转一样，

一直旋转到与压缩垂直的平面上。

（图源@文献[1]）

然而，虽然机械旋转为

解释劈理域中的白云母定向排列

提供了一定的理论证据，

但却无法解释劈理域中的云母

为何如此富集，也不能解释

劈理域中扁圆状或透镜状石英的存在。

 白云母（图源@Monika Razkova）

重结晶

定向结晶作用在

板劈理的形成中较为明显。

板岩中的云母或

层状硅酸盐矿物的面

呈垂直于最大压缩方向排列。

板劈理（图源@Bulo Hamid）

由于云母的定向生长，

可能促使其中的石英等矿物

呈长条状或扁平状

使石英等矿物具有

形态上的优选方位。

板劈理素描（图源@ClipArt ETC）

此外，无域结构流劈理的形成

与定向重结晶有关。

由于方解石的定向重结晶

使大理岩具有流劈理的特征。

层理和板劈理（图源@Geology Pics）

定向重结晶能使颗粒

呈长条状或扁平状，

对于劈理的形成起着重要的作用，

但同样不足以解释

板劈理的域结构形成，无法解释

板劈理劈理域中的石英、

长石颗粒强烈变细的事实。

劈理域中石英变形（图源@文献[1]）

压溶作用

通过几十年来对劈理的研究，

许多学者都认识到岩石通过

压溶作用而达到的压扁作用

是劈理形成的重要因素。

压溶作用（图源@Woudloper）

由于压力的作用，

沉积岩中的一些颗粒

（通常是方解石或石英）

在高压应力区发生溶解，

通过流体迁移，

而在低压应力区沉淀，

从而造成塑性变形，

这种作用称为压溶作用。

压溶作用（图源@Rock Fracture ）

压溶作用可以产生缝合线，

颗粒的拉长等结构构造现象。

充填脉的愈合物质

来源于脉壁岩石，

是压溶作用造成的结果。

珊瑚灰岩的压溶作用（图源@Mikenorton）

在垂直最大压缩方向的

颗粒边界上被溶解出的物质

向低应力区迁移和堆积，

可形成劈理，主要有板劈理、

褶劈理、破劈理。

压溶作用形成的劈理（cleavage）

晶体塑性变形

变形岩石中矿物颗粒

通过晶体塑性变形作用，

如位错蠕变或固态扩散蠕变，

促使扁平状或长条状颗粒沿着

应变椭球体XY主应变面平行排列，

获得晶体形态优选方位，

从而构成了岩石中

连续的面理或流劈理。

糜棱面理（图源@文献[2]）

例如韧性剪切带内通常见到的

条带状糜棱面理，

就是这种晶体塑性变形机制

的典型产物。

糜棱面理

03

线理是岩石中发育的

一般具有透入性的线状构造。

根据观察的尺度，可将线理划分为

小型线理和大型线理。

线理（图源@facstaff.wwu.edu）

前者指露头或

手标本尺度上透入性线状构造，

后者指大中尺度上

不一定具有透入性的线理。

线理（图源@facstaff.wwu.edu）

小型线理

在强烈变形岩石中，

常常弥漫着各种微型或小型的线理，

其形态和成因各异，

主要有以下几种:

拉伸线理

（stretching lineation）

是拉长的岩石碎屑、砾石、缅粒、

矿物颗粒或集合体等

平行排列而显示的线状构造。

拉伸线理（图源@Rolinator）

矿物生长线理

（mineral lineation）是由

针状、柱状或板状矿物顺其长轴

定向排列而成的构造。

它是岩石在变形、变质作用过程中，

矿物在引张方向上

重结晶生长定向排列的结果。

矿物生长线理（图源@facstaff.wwu.edu）

皱纹线理

（crenu|ation lineation ）指

由面理小褶皱的枢纽平行排列

而成的线状构造。

多与折劈理的发育有关。

某些面理上的X型极细微的皱纹线理，

是x型微剪节理与面理交切的结果。

几种线理关系（图源@文献[3]）

交面线理

（intersection lineation）是

两组面理相交或面理与

层理相交形成的线理，

常平行于同期褶皱的枢纽方向。

交面线理（图源@lecturepages）

大型线理

变形或变质岩石中常发育

一些独特形态的粗大线理，

一般不具透入性，

但在大尺度上观察，

也可看作是透入性的，

主要有石香肠构造、

窗棂构造和铅笔构造等。

石香肠构造又称布丁构造，

是指变形期间，

当较强的岩层伸展和拉长时，

可能分隔成一些岩块或

形成被狭窄的“颈”分离开的

透镜状或枕状构造。

石香肠构造（图源@Davepark）

窗棂构造是强硬岩层组成的

形似一排棂柱的

半圆柱状大型线状构造。

是强烈褶皱岩层中一种大型线理，

有时表面被磨光并蒙上

一层应力矿物外膜。

窗棂构造（图源@文献[4]）

铅笔构造是轻微变质的

泥质或粉砂质岩石中常见的

使岩石劈成铅笔状长条的

一种线状构造。

铅笔构造（图源@Colinlangford）

根据铅笔构造的形成作用，

可分为两类: 

劈理与层理交切或

剪切面与层理交切的结果; 

成岩压实与顺层挤压变形

共同作用的结果。

铅笔构造（图源@Chuck Bailey）

参考资料：

[1] 徐开礼, 朱志澄. 构造地质学-第二版[M]. 地质出版社, 1989.

[2] Watts M J , Williams G D . Strain geometry, microstructure and mineral chemistry in metagabbro shear zones: a study of softening mechanisms during progressive mylonitization[J]. Journal of Structural Geology, 1983, 5(5):507-517.

[3] LINEAR STRUCTURAL ELEMENTS

[4] Urai J , Spaeth G , Zee W V D , et al. Evolution of Mullion (Boudin) structuresin the Variscan of the Ardennes and Eifel[J]. Journal of the Virtual Explorer, 2000.

[5]Rustichelli A , Torrieri S , Tondi E , et al. Fracture characteristics in Cretaceous platform and overlying ramp carbonates: An outcrop study from Maiella Mountain (central Italy)[J]. Marine & Petroleum Geology, 2016, 76:68-87.

facstaff.wwu.edu、YouTube、维基百科、搜狐、百度百科等

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