上一节思考讨论题沥青是脆性材料还是塑性材料？为什么？
岩石变形是否一定都经历弹性、塑性和断裂变形三个阶段？为什么？
库仑剪破裂准则的依据是什么？莫尔准则的依据又是什么？这二者与格里菲斯准则的区别在哪里？
提示关于沥青的力学性质
? 夏天，冬天
? 热带，寒带
? 环境温度岩石变形阶段
? 材料性质破裂准则依据
? 野外观察，实验
? 应力
? 宏观断裂的形成与破裂机制第四章 面理和线理
Foliation and Lineation
第四章 面理和线理
z面理（劈理）
z 劈理及其类型
z 劈理的应变意义
z 劈理的形成机制：机械旋转 //重结晶 //压溶
z线理
z 运动轴与应变轴
z 小型线理
z 大型线理
4.1 面理 （Foliation）
定义
? （肉眼尺度上）均匀连续分布的次生透入性面状构造面理的显示
? 组分
? 颗粒大小
? 密集不连续面
? 矿物颗粒优选方位
4.1 面理特征与尺度
S
2
S
1
S
3
S
3
S
2
S
4
A
B
C
D
A--显微尺度
B--小微尺度
C--小型尺度
D--中小型尺度
E--中型尺度
4.1 面理的显示
A,组分分层； B,颗粒大小变化； C,近平行的密集不连续面；
D,颗粒优选方位； E,板状矿物或透镜状矿物集合体优选方位；
F,A+D
4.1.1 劈理及其类型劈理（ Cleavage）
? 变形岩石中的次生面状构造
? 劈理密集平行排列、是潜在的分裂面劈理的结构
? 具有,域,构造
?劈理域
?微劈石域
4.1.1.1 劈理的“域”构造劈理域劈理域微劈石微劈石
>
<
间隔劈理分隔褶劈理带状褶劈理褶劈理不连续劈理一般片理千枚理板劈理连续劈理劈理
)101(2.0
2.0
mmmm
mm
φ
φ
4.1.1.2 劈理的描述性分类
4.1.1.3.1
连续劈理 ——板劈理重结晶矿物颗粒细（φ <0.2mm），见于低级变质的泥（砂）质岩石中
M域－ Mica etc.
? 富含云母、绿泥石等层状硅酸盐
? 宽 0.005mm，层状硅酸盐平行或交织排列。某些类型劈理中此域可以缺失
QF域－ Quartz,Feldspar
? 透镜状，近等轴,1- 0.01mm，缺乏明显优选方位
4.1.1.3.1 板劈理
4.1.1.3.2
连续劈理 ——千枚理介于板劈理与片理之间，发育于富含泥质的板岩中，具丝绢光泽
4.1.1.3.2
千枚理的显微域构造
4.1.1.3.3
连续劈理 —— 片理矿物重结晶程度高，发育于中、高级变质岩石中
φ > 0.2 mm（ 1-10mm）
具有良好的矿物优选方位复矿岩：层状硅酸盐定向，围绕 F,Q
单矿物岩：矿物压扁、拉长，平行排列
4.1.1.3.3
连续劈理 —— 片理的显微结构大理岩中的片理
4.1.1.3.3
连续劈理 ——片理露头
4.1.1.3.3
片理？：糜棱岩面理
4.1.1.4.1不连续劈理褶劈理（ Crenulation)
褶劈理：以一定的可见间隔切过先存连续劈理为特征
? 褶劈理间隔一般为 0.1-10 mm
褶劈理类型
? 带状褶劈理
? 分隔褶劈理
? 二者之间存在过渡类型
4.1.1.4.1.1
不连续劈理 ——带状褶劈理
4.1.1.4.1.2
不连续劈理 ——分隔褶劈理
4.1.1.4.1.3不连续劈理间隔劈理（ Spaced Cleavage）
以前按照成因分类称作破劈理劈理域充填不溶物（粘土等），劈理两侧指示物可错开，但不是滑动造成间隔劈理应为压溶成因，而非剪裂成因
? 压溶的证据：鲕粒、化石标志
? 可与板劈理呈过渡，说明具有成因联系不排除部分间隔劈理与剪切作用有关
4.1.1.4.1.3
不连续劈理 ——间隔劈理
4.1.2 劈理的应变意义劈理平行于应变椭球 XY面
? 劈理多与褶皱同时发展，平行于轴面发育
? 劈理垂直最大压缩方向 ——来自紧闭褶皱的证据
? 平行劈理的化石被压扁,但没有扭曲变形,反映劈理垂直于最大挤压方向
? 来自应变测量的证据部分劈理平行剪切方向，与剪应变有关
4.1.2 劈理的应变意义劈理平行于褶皱轴面
4.1.3 劈理的形成机制机械旋转重结晶作用压溶作用越来越多的证据表明，劈理的形成与压溶作用及其引起的物质迁移关系最为密切，并引起岩石在垂直于挤压方向上的缩短和体积损失
4.1.3.1 劈理形成机制机械旋转
H.C.Sorby根据劈理形成过程中垂直劈理方向的显著缩短，提出劈理形成的机械旋转机制机械旋转机制不能解释劈理域中云母的密集和透镜状石英（劈理
Ｍ域中）的存在食盐和云母集合体在压扁作用下形成优选方位的实验
A:变形前 ; B:缩短 60％后形成具有劈理特征的食盐云母集合体
（据 B.E.Hobbs,1976）
4.1.3.2 劈理形成机制重结晶作用重结晶作用用于解释单矿物岩
（石英岩、大理岩等）中劈理的形成较为合理仍难以解释,域,
和劈理域中Ｑ、
Ｆ强烈变形拉长的现象
4.1.3.3 劈理形成机制压溶作用压溶发生在垂直于最大压缩方向的颗粒边界上，
溶解出的物质向低应力区迁移、堆积，导致易溶矿物成为长轴状，形成 QF域粘土和云母等难溶物富集，云母发生旋转，定向，形成板劈理的 M域。
压溶作用的表现
? 压力影、须状增生物，分异脉，
压溶作用也能解释褶劈理的形成
4.1.3.3 劈理形成机制压溶作用压溶造成标志错位
4.2 线理（ Lineation）
运动轴与应变轴小型线理大型线理
4.2.1 运动轴与应变轴运动学坐标系
? B.Sander(1930)提出简单剪切的运动对称轴
ab面为简单剪切的运动面，a轴为运动方向，b垂直于a,c垂直于剪切面（ab面）
4.2.1 运动轴与应变轴挤压、拉伸变形中，a，b，c 对应于 X,Y,Z
单剪变形中，X,Z轴递进旋转，因此a，c 轴与
X,Z 轴不一致，仅b轴平行于Y轴
4.2.1 运动轴与应变轴断层面上的擦痕平行于运动学 a轴
4.2.1 线理类型根据物质运动方向及与主应变轴关系进行分类
? a 线理 ——平行于运动方向（单剪时形成）
? A 线理 ——平行X轴的a线理（拉伸-挤压下形成
? b 或 B——平行于中间应变(Y)轴
4.2.2 小型线理拉伸线理矿物生长线理皱纹线理交面线理
4.2.2.1 小型线理拉伸线理拉伸线理 ——
岩屑、砾石、
鲕粒、矿物
（集合体）被拉长，平行排列，属于Ａ型线理
4.2.2.2 小型线理矿物生长线理矿物生长线理 ——针、
柱或板状矿物沿引张方向重结晶定向排列构成，
属于Ａ型线理
“生长线理,亚克西
4.2.2.3 小型线理皱纹线理皱纹线理 ——
先存面理上的微褶皱枢纽构成，枢纽波长波幅多以mm计，
属于Ｂ线理
4.2.2.4 小型线理交面线理变质岩中由二组面理交切形成，绿片岩相岩石中较为常见，
通常属于Ｂ
型线理
4.2.3 大型线理石香肠窗棂构造杆状构造压力影
4.2.3.1 大型线理石香肠石香肠又称作布丁构造，是具有不同力学性质的岩层，受到垂直于岩层的挤压，软层发生流动，硬层发生变形形成，属于Ｂ型线理香肠构造新变种线理也可以很粗大
4.2.3.1 大型线理石香肠：巧克力方盘构造
? 当λ１ > λ２＝１ > λ３（平面应变）时只发育一组石香肠
? 当λ１ >λ２ >１ >>λ３时，
可形成巧克力方盘构造
? 巧克力方盘构造的形成过程 （视频）
4.2.3.2 窗棂构造棂柱状、半圆柱形，发育于强弱层交界处受力岩层顺层缩短，引起纵弯失稳主波长与岩层之间的粘性差有关，属于Ｂ线理，
与石香肠成因机制不同（虽同为Ｂ线理）
? 石香肠 ——垂直层理缩短，平行层理扩张
? 窗棂 ——垂直层理扩张，平行层理缩短
4.2.3.2 窗棂构造
4.2.3.2 窗棂构造窗棂构造 (视频 )
4.2.3.3 杆状构造石英等单矿物形成，常见于变质岩小褶被转折端，属于Ｂ型线理长度较小，数厘米～数＋厘米成因 ——同构造分泌作用
? 石英质岩石分泌作用,SiO
2
转入转折端低压带成脉
? 或由石英脉辗滚形成
4.2.3.3 杆状构造
4.2.3.4 压力影同构造纤维状矿物生长 ——Ａ型线理物质向低压引张区迁移、沉淀矿物纤维生长方向 —
随最大拉伸方向的变化而变化
? 挤压或纯剪变形 ——
对称状纤状矿物
? 单剪变形 ——单斜对称纤状矿物本节要点劈理分类和应变意义劈理的形成机制（以压溶机制为主）
运动轴与应变轴的关系线理的类型、轴型和运动学意义
a型线理、b型线理构造意义和在构造分析中的作用思考、讨论题关于劈理成因解释，你认为那种解释比较合理？为什么？
是否有可能实现劈理形成过程的实验室模拟？如果进行实验设计，要解决的关键问题是什么？
人的血型有 o型,a型,b型和 ab型，那么，
是否可能存在 ab型线理？
岩石变形是否一定都经历弹性、塑性和断裂变形三个阶段？为什么？
库仑剪破裂准则的依据是什么？莫尔准则的依据又是什么？这二者与格里菲斯准则的区别在哪里？
提示关于沥青的力学性质
? 夏天，冬天
? 热带，寒带
? 环境温度岩石变形阶段
? 材料性质破裂准则依据
? 野外观察，实验
? 应力
? 宏观断裂的形成与破裂机制第四章 面理和线理
Foliation and Lineation
第四章 面理和线理
z面理（劈理）
z 劈理及其类型
z 劈理的应变意义
z 劈理的形成机制：机械旋转 //重结晶 //压溶
z线理
z 运动轴与应变轴
z 小型线理
z 大型线理
4.1 面理 （Foliation）
定义
? （肉眼尺度上）均匀连续分布的次生透入性面状构造面理的显示
? 组分
? 颗粒大小
? 密集不连续面
? 矿物颗粒优选方位
4.1 面理特征与尺度
S
2
S
1
S
3
S
3
S
2
S
4
A
B
C
D
A--显微尺度
B--小微尺度
C--小型尺度
D--中小型尺度
E--中型尺度
4.1 面理的显示
A,组分分层； B,颗粒大小变化； C,近平行的密集不连续面；
D,颗粒优选方位； E,板状矿物或透镜状矿物集合体优选方位；
F,A+D
4.1.1 劈理及其类型劈理（ Cleavage）
? 变形岩石中的次生面状构造
? 劈理密集平行排列、是潜在的分裂面劈理的结构
? 具有,域,构造
?劈理域
?微劈石域
4.1.1.1 劈理的“域”构造劈理域劈理域微劈石微劈石
>
<
间隔劈理分隔褶劈理带状褶劈理褶劈理不连续劈理一般片理千枚理板劈理连续劈理劈理
)101(2.0
2.0
mmmm
mm
φ
φ
4.1.1.2 劈理的描述性分类
4.1.1.3.1
连续劈理 ——板劈理重结晶矿物颗粒细（φ <0.2mm），见于低级变质的泥（砂）质岩石中
M域－ Mica etc.
? 富含云母、绿泥石等层状硅酸盐
? 宽 0.005mm，层状硅酸盐平行或交织排列。某些类型劈理中此域可以缺失
QF域－ Quartz,Feldspar
? 透镜状，近等轴,1- 0.01mm，缺乏明显优选方位
4.1.1.3.1 板劈理
4.1.1.3.2
连续劈理 ——千枚理介于板劈理与片理之间，发育于富含泥质的板岩中，具丝绢光泽
4.1.1.3.2
千枚理的显微域构造
4.1.1.3.3
连续劈理 —— 片理矿物重结晶程度高，发育于中、高级变质岩石中
φ > 0.2 mm（ 1-10mm）
具有良好的矿物优选方位复矿岩：层状硅酸盐定向，围绕 F,Q
单矿物岩：矿物压扁、拉长，平行排列
4.1.1.3.3
连续劈理 —— 片理的显微结构大理岩中的片理
4.1.1.3.3
连续劈理 ——片理露头
4.1.1.3.3
片理？：糜棱岩面理
4.1.1.4.1不连续劈理褶劈理（ Crenulation)
褶劈理：以一定的可见间隔切过先存连续劈理为特征
? 褶劈理间隔一般为 0.1-10 mm
褶劈理类型
? 带状褶劈理
? 分隔褶劈理
? 二者之间存在过渡类型
4.1.1.4.1.1
不连续劈理 ——带状褶劈理
4.1.1.4.1.2
不连续劈理 ——分隔褶劈理
4.1.1.4.1.3不连续劈理间隔劈理（ Spaced Cleavage）
以前按照成因分类称作破劈理劈理域充填不溶物（粘土等），劈理两侧指示物可错开，但不是滑动造成间隔劈理应为压溶成因，而非剪裂成因
? 压溶的证据：鲕粒、化石标志
? 可与板劈理呈过渡，说明具有成因联系不排除部分间隔劈理与剪切作用有关
4.1.1.4.1.3
不连续劈理 ——间隔劈理
4.1.2 劈理的应变意义劈理平行于应变椭球 XY面
? 劈理多与褶皱同时发展，平行于轴面发育
? 劈理垂直最大压缩方向 ——来自紧闭褶皱的证据
? 平行劈理的化石被压扁,但没有扭曲变形,反映劈理垂直于最大挤压方向
? 来自应变测量的证据部分劈理平行剪切方向，与剪应变有关
4.1.2 劈理的应变意义劈理平行于褶皱轴面
4.1.3 劈理的形成机制机械旋转重结晶作用压溶作用越来越多的证据表明，劈理的形成与压溶作用及其引起的物质迁移关系最为密切，并引起岩石在垂直于挤压方向上的缩短和体积损失
4.1.3.1 劈理形成机制机械旋转
H.C.Sorby根据劈理形成过程中垂直劈理方向的显著缩短，提出劈理形成的机械旋转机制机械旋转机制不能解释劈理域中云母的密集和透镜状石英（劈理
Ｍ域中）的存在食盐和云母集合体在压扁作用下形成优选方位的实验
A:变形前 ; B:缩短 60％后形成具有劈理特征的食盐云母集合体
（据 B.E.Hobbs,1976）
4.1.3.2 劈理形成机制重结晶作用重结晶作用用于解释单矿物岩
（石英岩、大理岩等）中劈理的形成较为合理仍难以解释,域,
和劈理域中Ｑ、
Ｆ强烈变形拉长的现象
4.1.3.3 劈理形成机制压溶作用压溶发生在垂直于最大压缩方向的颗粒边界上，
溶解出的物质向低应力区迁移、堆积，导致易溶矿物成为长轴状，形成 QF域粘土和云母等难溶物富集，云母发生旋转，定向，形成板劈理的 M域。
压溶作用的表现
? 压力影、须状增生物，分异脉，
压溶作用也能解释褶劈理的形成
4.1.3.3 劈理形成机制压溶作用压溶造成标志错位
4.2 线理（ Lineation）
运动轴与应变轴小型线理大型线理
4.2.1 运动轴与应变轴运动学坐标系
? B.Sander(1930)提出简单剪切的运动对称轴
ab面为简单剪切的运动面，a轴为运动方向，b垂直于a,c垂直于剪切面（ab面）
4.2.1 运动轴与应变轴挤压、拉伸变形中，a，b，c 对应于 X,Y,Z
单剪变形中，X,Z轴递进旋转，因此a，c 轴与
X,Z 轴不一致，仅b轴平行于Y轴
4.2.1 运动轴与应变轴断层面上的擦痕平行于运动学 a轴
4.2.1 线理类型根据物质运动方向及与主应变轴关系进行分类
? a 线理 ——平行于运动方向（单剪时形成）
? A 线理 ——平行X轴的a线理（拉伸-挤压下形成
? b 或 B——平行于中间应变(Y)轴
4.2.2 小型线理拉伸线理矿物生长线理皱纹线理交面线理
4.2.2.1 小型线理拉伸线理拉伸线理 ——
岩屑、砾石、
鲕粒、矿物
（集合体）被拉长，平行排列，属于Ａ型线理
4.2.2.2 小型线理矿物生长线理矿物生长线理 ——针、
柱或板状矿物沿引张方向重结晶定向排列构成，
属于Ａ型线理
“生长线理,亚克西
4.2.2.3 小型线理皱纹线理皱纹线理 ——
先存面理上的微褶皱枢纽构成，枢纽波长波幅多以mm计，
属于Ｂ线理
4.2.2.4 小型线理交面线理变质岩中由二组面理交切形成，绿片岩相岩石中较为常见，
通常属于Ｂ
型线理
4.2.3 大型线理石香肠窗棂构造杆状构造压力影
4.2.3.1 大型线理石香肠石香肠又称作布丁构造，是具有不同力学性质的岩层，受到垂直于岩层的挤压，软层发生流动，硬层发生变形形成，属于Ｂ型线理香肠构造新变种线理也可以很粗大
4.2.3.1 大型线理石香肠：巧克力方盘构造
? 当λ１ > λ２＝１ > λ３（平面应变）时只发育一组石香肠
? 当λ１ >λ２ >１ >>λ３时，
可形成巧克力方盘构造
? 巧克力方盘构造的形成过程 （视频）
4.2.3.2 窗棂构造棂柱状、半圆柱形，发育于强弱层交界处受力岩层顺层缩短，引起纵弯失稳主波长与岩层之间的粘性差有关，属于Ｂ线理，
与石香肠成因机制不同（虽同为Ｂ线理）
? 石香肠 ——垂直层理缩短，平行层理扩张
? 窗棂 ——垂直层理扩张，平行层理缩短
4.2.3.2 窗棂构造
4.2.3.2 窗棂构造窗棂构造 (视频 )
4.2.3.3 杆状构造石英等单矿物形成，常见于变质岩小褶被转折端，属于Ｂ型线理长度较小，数厘米～数＋厘米成因 ——同构造分泌作用
? 石英质岩石分泌作用,SiO
2
转入转折端低压带成脉
? 或由石英脉辗滚形成
4.2.3.3 杆状构造
4.2.3.4 压力影同构造纤维状矿物生长 ——Ａ型线理物质向低压引张区迁移、沉淀矿物纤维生长方向 —
随最大拉伸方向的变化而变化
? 挤压或纯剪变形 ——
对称状纤状矿物
? 单剪变形 ——单斜对称纤状矿物本节要点劈理分类和应变意义劈理的形成机制（以压溶机制为主）
运动轴与应变轴的关系线理的类型、轴型和运动学意义
a型线理、b型线理构造意义和在构造分析中的作用思考、讨论题关于劈理成因解释，你认为那种解释比较合理？为什么？
是否有可能实现劈理形成过程的实验室模拟？如果进行实验设计，要解决的关键问题是什么？
人的血型有 o型,a型,b型和 ab型，那么，
是否可能存在 ab型线理？
