经典地质构造，原来这样理解！
01
褶皱
作为地壳中广泛发育的
地质构造形态之一，
褶皱是岩层在构造运动作用下
所产生的一系列弯曲。
褶皱中的单个弯曲称为褶曲。
褶皱的形成
褶皱的形态多种多样，
规模有大有小。
小的在手标本中可见，
大的宽达几十公里、
延伸长达几百公里。
褶皱（图源@EGU）
褶皱的要素（组成部分）
主要包括核、翼、
转折端、枢纽、轴面等。
组成褶皱中心部分的岩层
被称为核（ core），
其范围是相对的。
一般将位于褶皱内部的
某一地层定为核。
若是剥蚀后
出露于地面的褶皱核，
通常指最中心的地层。
褶皱核部两侧平弧状的
岩层称为翼（limb），
相邻的两个褶曲之间的翼
是共有的。
从褶皱一翼向另一翼过渡的
弯曲部分称为转折端
（ hinge zone of fold）
其形态多为圆滑弧形，
有时也呈尖棱状、箱状或扇状。
褶皱形态（图源@geologylearn.blogspot.com）
曲岩层的层面与轴面交线
称枢纽（ hinge of fold）。
枢纽可以是水平的、
倾斜的、 直立的或
波状起伏的。
它表示褶曲在其延长方向上
产状的变化。
（图源@geologylearn.blogspot.com）
连接同一褶皱各岩层枢纽
所构成的面被称为轴面
（ axial plane）。
轴面可以是平面，
也可以是曲面。
轴面产状可以是直立、
倾斜或 水平的。
褶皱（图源@eartheclipse.com）
褶皱的基本类型有两种，
即背斜（ anticline）和
向斜（ syncline）。
背斜可成山岭，亦可成低地；
向斜可成低地，亦可构成山岭。
因此，地形上的高低并不是
判别背斜与向斜的标志。
（图源@geologylearn.blogspot.com）
褶皱的基本类型虽然只有两种，
但褶皱的具体形态却多种多样。
以轴面倾角为横坐标，
枢纽倾伏角为纵坐标，
褶皱可包括7种主要类型。
褶皱形成时期都和
某时期地壳运动有关。
确定褶皱形成时期，
也是观察、 研究
褶皱的重要工作，
常应用角度不整合分析法。
露头和景观上褶皱的特征（图源@geologylearn.blogspot.com）
基本原则是，
褶皱的形成年代为组成褶皱的
最新岩层年代之后与
覆于褶皱之上的
最老岩层年代之前。
褶皱（图源@maps.unomaha.edu）
如角度不整合面
上下地层都已褶皱，
但它们的延伸方向和
形态各自不同，
这说明至少发生过两次褶皱。
随着褶皱次数增多，
早期褶皱逐渐强烈、 复杂。
褶皱（图源@Geology Science）
确定褶皱形成时期
还有其他方法，
如根据与褶皱岩层相接触的
岩浆岩体中或岩层中
矿物同位素年龄的测定等。
玄武岩褶皱（图源@Tyler Knudsen）
02
节理
节理是指岩石中的破裂，
这种破裂以两侧岩石未发生
明显的相对位移为特征，
分布极为广泛。
节理（图源@wilson44691）
在不同地区、
不同的地质构造部位
以及不同类型的岩石中，
节理的发育程度是不同的，
其长度、 密度
往往相差悬殊。
节理（图源@google.com）
它们在坚硬的岩石中
往往成群出现，
长度从几厘米到几十米。
在同一地段， 同一露头上
也可以看到许多产状不同，
性质不同的节理。
各种节理（图源@文献[3]）
节理根据形成的力学性质，
可分为剪节理和张节理。
张节理是张应力超过
岩石抗张强度所形成，
节理面垂直张应力方向；
剪节理是剪切应力超过
岩石抗剪强度所形成。
剪节理产状较稳定，
沿走向和倾向延伸较远。
剪节理面较平直光滑，
有时具有因剪切滑动
而留下的擦痕。
剪节理（图源@google.com）
发育于砾岩和
砂岩等岩石中的剪节理，
一般切割砾石和胶结物。
典型的剪节理常常组成
共轭 X 型节理系。
共轭 X 型节理（图源@facstaff.wwu.edu）
张节理产状稳定性较差，
延伸不远。
张节理面粗糙不平，
无擦痕。
张节理多开口，
常常被矿脉充填成楔形、
扁豆形及其他不规则形状。
张节理（图源@facstaff.wwu.edu）
在砾岩或砂岩中的张节理
常常绕砾石或粗砂粒而过。
张节理有时成不规则的
树枝状、各种网络状，
有时也具一定几何形态等。
节理与断层、 褶皱往往伴生。
在岩层受弯曲形成褶皱或
活动形成断层的过程中，
褶皱和断层周围可能会在
相应的作用力下产生
张节理和剪节理。
（图源@SlideShare）
节理在野外常成群成组出现，
根据岩石露头上节理组的
交叉切割和限制关系，
可以划分出节理
形成时间上的相对先后。
（图源@文献[4]）
一般来说，被切割的节理组
比切割它的节理组形成早；
若一组节理被
另一组节理限制发育，
则被限制发育的节理
形成时间相对晚。
（图源@文献[3]）
03
断层
岩石受力达到一定强度，
破坏了它的连续完整性，
发生断裂并且沿着
断裂面（带）两侧的岩层
发生显著的位移，
即形成断层。
走滑断裂系统
断层面上的阶步（图源@National Park Service）
04
劈理和线理
劈理和线理是地壳上
特别是变质岩区和
强烈构造变形地带最常见的
构造形态之一，
是构造地质研究的重要对象。
劈理（图源@wikipedia.org）
劈理是岩石沿着一定方向
平行排列的、 密集的，
能劈开成薄板或
薄片的一种构造形态。
劈理在强烈褶皱岩层、
断层两侧和变质岩中
分布较多。
劈理的压实
劈理发育在岩石变形过程中
的塑性变形到断
裂变形的过渡阶段。
通常未破坏岩石连续完整性，
因此劈理不能简单理解为
岩石的破裂变形。
纯剪切形成的劈理（上）和简单剪切形成的劈理（下）
劈理面之间
的岩石窄片称为微劈石，
劈理面之间的距离叫间距。
大多数劈理分布较为密集，
间距多为1~2毫米至几厘米，
不足1毫米的也很常见。
劈理域（深色）和微劈石（浅色）（图源@文献[1]）
破劈理是一种剪烈现象，
表现为一组密集的破裂面，
多发育在强岩层
所夹的弱岩层中，
岩石中的矿物通常
无定向排列现象。
破劈理（图源@google.com.hk）
流劈理是一种穿层劈理。
此种劈理沿劈理面方向
矿物定向排列和重结晶明显，
常使岩石原始成层构造
（ 如层面）消失或
仅留下轻微痕迹。
线理是岩层中的
小型和微型的
相互平行的线状构造形态。
例如岩石中的角闪石、
蓝晶石或红柱石晶体的长柱
作平行定向排列，
就构成了线理。
正片麻岩中的角闪石线理（图源@facstaff.wwu.edu）
广义的线理包括沉积岩、
岩浆岩和变质岩中
所有的线状构造。
从成因上，可将线理分为
原生线理、 次生线理和
矿物生长线理。
石英岩上的线理（图源@facstaff.wwu.edu）
原生线理最典型的例子
就是流线。
流线是侵入岩岩体中
针状、 柱状等矿物
作定向平行排列而成的，
也可以由
暗色矿物透镜状析离体和
长条形捕虏体顺长轴方向
定向排列而成。
侵入岩（图源@facstaff.wwu.edu）
次生线理是岩石在变形时
产生的一类线状构造，
如香肠构造、 窗棂构造和
杆状构造等。
香肠构造是强硬岩层
（ 如石灰岩、 砂岩）
与软弱岩层（ 各种泥质岩石）
互层的岩系， 在垂直于层面
的挤压力作用下
所形成的一种构造。
香肠构造（图源@PePeEfe）
在横剖面上，
强硬岩层不易塑性变形
而被拉断成各不连续的块体，
样子很像一串香肠，
故称香肠构造。
香肠构造的形成（图源@Britannica）
窗棂构造（图源@文献[5]）
岩石强烈变形和
变质作用过程中，
沿垂直压应力方向所产生的
针状矿物、 柱状矿物或
矿物集合体的平行定向排列，
常构成很好的线状构造，
这种线状构造称为
矿物生长线理。
[1] 徐开礼, 朱志澄. 构造地质学-第二版[M]. 地质出版社, 1989.
[2] 柴登榜. 矿井地质工作手册.2[M]. 煤炭工业出版社, 1986.
[3] Classification systems and use of geological data. Arild Palmström, PhD
[4] Ziegler M , Loew S , Moore J R . Distribution and inferred age of exfoliation joints in the Aar Granite of the central Swiss Alps and relationship to Quaternary landscape evolution[J]. Geomorphology, 2013, 201(nov.1):344-362.
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