第八章 岩浆岩体构造研究
一 岩浆岩体的产状及其构造控制
二 岩浆岩体的原生构造
三 岩浆岩体的次生构造
四 岩浆岩体构造的观察和研究
第八章 岩浆岩体构造研究
岩浆岩是组成地壳及岩石圈的 三大岩类之一,
在自然界有着较为广泛的分布。岩浆岩的分布、
侵位、岩体类型和构造特征都是地壳 岩石圈运动
的一种反映,因此,岩浆岩体构造研究不仅可以
阐述岩浆岩发育区的构造特征、发展历史和地壳
深部状态,从而揭示地壳运动性质;而且能够为
寻找和勘探内生矿床指出方向。因此,加强岩浆
岩体构造研究具有重要的 理论意义和实际意义
第八章 岩浆岩体构造研究
岩浆岩体构造包括岩浆岩 形成过程中所产生的
构造 ;以及 岩浆岩 形成后的 各种构造 两大部分。
岩浆岩体构造的 主要特点 表现为:
①岩浆岩体的分布、侵位和产状明显地 受已经存在
的构造的控制;
②侵入岩体的和喷出岩体均具有独特的 原生流动构
造和原生破裂构造 ;
③岩体在变形过程中形成具有特殊的 次生褶皱构造
和断裂构造。
第八章 岩浆岩体构造研究
一,岩浆岩体的产状及其构造控制
岩浆岩体 产状,岩浆岩体的 形态、大小 及其 与围岩关系
在自然界中,岩浆岩体的产状是多种多样的、复杂的。
岩浆岩体产状主要取决于 两方面的因素,
内因 —— 岩浆本身的物理化学性质
外因 —— 1 岩浆岩体 形成前的区域构造环境 ;
2 形成时的 构造运动状态 ;
3 形成时的 深度和围岩的性质 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 侵入岩体的产状
根据侵入 岩体与围岩接触关系,侵入岩体产状划分为
协调侵入岩体 和 不协调侵入岩体 。
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):侵入岩体的 边界面 (接触
面 )与围岩的层理、片理平行或大致平行 。形成这种侵入
岩体产状是由于岩浆受机械力的作用,沿岩层层理面或片
理面侵 (挤 )入而成。
协调侵入岩体可进一步划分为 岩床、岩盘、岩盆和岩鞍
四类
第八章 岩浆岩体构造研究
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩床 岩浆 顺层面、片理面侵入 形成的一种 层状侵入体 。岩
体与围岩的接触面平行或近平行围岩层面、片理面。岩床 规
模不等,厚度从几十厘米~数十米。甚至可达数百米,侵入
岩的成分几乎包括所有的岩性 (酸性、中性、基性、超基性
和碱性都有 ),但 以基性居多 。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩盘 (岩盖 ) 侵入于水平或近水平的岩层中的一种 形似上
凸下平的似透镜状 侵入体。岩盘规模一般不大,直径数十
米~数百米不等。通常认为粘度较大的酸性岩和碱性岩因
不易扩散容易形成岩盘,而粘度小的超基-基性岩则容易
形成岩床。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩盘 (岩盆 ) 侵入于水平或近水平的岩层中的一种 形似下凸
上平的盆状侵入体 。岩盘规模一般较大,直径数百十公里~
数千公里不等。厚度达几百米~数千米。通常认为其形成和
产出 与构造盆地有关,主要由基性、超基性岩和碱性岩构成。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩鞍 侵入于 褶皱转折端虚脱处 的一种 形似马鞍状 的侵入
体。岩鞍在平面和剖面上均表现为马鞍状 (新月形 ),是褶
皱构造区代表性的侵入体。岩鞍规模不大,厚几厘米~数
十米。通常 与褶皱构造同时或稍晚侵入定位 。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,不协调侵入岩体
侵入岩体的 边界面 (接触面 )与围岩的层理、片理截
交 。形成这种侵入岩体产状是由于岩浆受热力和机械
力的共同作用,熔蚀和穿透岩层层理面或片理面侵入
而成。 不协调侵入岩体可进一步划分为 岩基、岩株
和岩墙 三类
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,不协调侵入岩体:
岩基 指侵入体占据 地表出露面积> 100km2的规模 巨大的 不
协调侵入体。其 出露面积与岩体的剥蚀深度 有关。岩基顶部
与围岩的接触
面倾角较缓,两
侧倾角较陡;两
侧与围岩接触面
一般产状向围岩
(外 )方向倾斜。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩基 岩基通常是由
花岗岩和花岗闪长岩
组成。它往往沿大的
褶皱构造或复背斜构
造的核部 侵入,这类
侵入体的分布与区域
构造线方向一致,因
此,岩基的侵入与分
布受区域构造所控制
或制约。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩株 指侵入体占据 地表出露面积< 100km2的具一定规模
的 中~小型 不协调侵入体。侵入体与围岩接触面一般较陡,
形态相对岩基要复杂一些。在
剖面上多表现为蘑菇状。
多沿大断裂呈串珠状断续分布,
定位于 两组断裂的交汇部位 。组
成岩株的岩浆岩有酸性岩、中性
岩和基性岩、超基性岩。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩株 规模较小的岩株 (< 10km2)又被称为 岩枝 。岩株和岩枝既可
以单独存在,也可以是组成岩基的一部分 (一个分枝 );岩枝 一般都
是岩基或岩株的分枝。
因此,三者本质上并
不存在明显的差异,
只是规模大小的差别。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,不协调侵入岩体:
岩株 或 岩基 的另一种表现型式称之为 花岗岩穹隆 。
这是一种在平面 (地表 )呈 圆状-近圆状或椭圆状 的侵入体。穹
隆 外围地层的层理或片
理围绕岩体呈环状分布,
内接触带的流面、流线
与围岩产状近一致,也
呈环状分布 。侵入体基
本都为花岗岩或花岗质
侵入岩。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩墙 一种明显截切围岩层理、片理等构造的 板状或似板状
侵入体。长度从数表明~数千米,甚至达数百公里;宽度从数
厘米~数十米,乃至数公里;
向下延伸可达数千米。一
般延伸长度大于延伸深度、
大大的大于宽度。
岩墙多为岩浆 沿节理充
填形成,组成岩墙的成分
以基性、超基性岩为主。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩墙 岩墙既可以呈单条产出,但自然界中常见其由若干条或上百条聚集呈 岩墙群,并在岩株
边缘或火山中心的周围集中,平面 (地表 )上构成自中心向外散开的 放射状 和围绕中心的 环状 岩
墙,剖面上构成向上散开、向下收敛的 锥状岩席。
第八章 岩浆岩体构造研究
放射状-环状岩墙群-锥状岩席 的这种分布是由岩浆侵入时所产
生的应力场密切相关,当岩浆 向上侵入 造成的压力>上覆围岩的静
压力时,岩浆向周围挤压,岩浆此时沿最大张应力作用面 (张裂面 )
侵入即 形成放射状岩墙群和锥状岩席 ;当岩体 冷凝收缩 时,沿此时
最大张应力作用面 (张裂面 )侵入形成 环状岩墙群 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(二) 喷出岩体的产状
喷出岩体产状根据喷出方式、熔岩性质和熔岩构造形态分为:
熔岩被 (熔岩盖 ) 是一种喷发规模大、熔岩展布面积广、厚度大,且厚度比较稳
定的 扁平状 喷出岩体。其覆盖面积从数百 km2~ 上万 km2,厚度从数百米~数千
米。熔岩成分多为基性岩 (玄武岩 )。分为裂隙式和中心式,前者规模大于后者。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
(二) 喷出岩体的产状
熔岩流 为一种成 带状展布 的熔岩体。一般局限在一个宽阔的河谷或低洼地带。
熔岩流多由中心式火山喷发形成,规模较小,通常呈舌状形态分布,沿流动
方向的长度比宽度和厚度要大得多。熔岩表面比较平整,而底面随下伏地形变化
起伏不平。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
(二) 喷出岩体的产状
火山锥 火山喷发物围绕火山
通道 (火山口 )堆积成的锥状体。
它是一种中心式火山喷发的产
物,其形态取决于火山通道
(口 )喷发的猛烈程度 (爆发指数 )
和熔岩的物化性质。根据组成
火山锥的 火山喷发物质成分的
不同,可将火山锥划分为 火山
渣锥、火山碎屑锥、熔岩锥和
复合锥 四类。
第八章 岩浆岩体构造研究
各种产状的岩浆岩体既可以是 单独出现,也可以是由岩基、
岩株及其一些分枝体 (如岩盘、岩盆、岩床、岩鞍或岩墙
等 )组成相互关联的 复合岩体 ;熔岩喷出地表形成熔岩被、
熔岩流和火山锥,而火山管道可形成为岩墙。岩墙向地下
深处还可能与巨大岩基相连通。有时大型岩床或岩墙又可
以分出若干枝杈,形成各种更次一级的小型的、不同产状
的岩体。因此,岩浆岩体产状类型是复杂多样的,甚至是
可以互相转换的 。
需要指出的是,岩体与围岩层理和片理的协调或不协调
接触关系是相对的,在岩体不同部位、不同深度以及不同
的围岩构造特点而产生变化。
第八章 岩浆岩体构造研究
岩浆岩体产状受多种因素的影响(诸如 围岩的岩性和
构造, 岩浆的化学成分, 物理性质及活动方式 ;还受 古
地理, 古构造环境 的一定程度的制约)其中,围岩的性
质和构造 特征起到主导的作用。
岩体产状的构造控制包括 岩体形成前先存构造的控制,
岩体形成时的构造变动的影响 和 岩体形成后构造活动的
改造 。
先存构造的控制主要是①控制岩体的 分布 和②在一定
程度上控制岩体的 产状 和 形态 。
第八章 岩浆岩体构造研究
二,岩浆岩体的原生构造
岩浆岩体的 原生构造,指岩浆从深部向上 运移, 侵入
上覆围岩或 喷溢 到地面并逐渐 冷凝固结 形成岩石的整个
过程中 所产生的构造。
岩浆冷凝固结成为岩石一般经历两个阶段:
①粘稠的含晶体 (液态过程中结晶出来的晶体 )的液态岩
浆流动阶段,形成 原生流动构造 ;
②冷凝固化阶段,形成 原生破裂构造 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 侵入岩体原生流动构造
原生流动构造 —— 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
动影响而发生的 定向排列 。可分为 原生线状流动构造和
面状流动构造 两类。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,线状流动构造
又称之为 流线,是由岩体中的 柱状、针状、板状 等矿物 (如角闪石、辉石、长石
等 )的定向排列形成的 线状定向构造 。也可以是由暗色矿物聚集成的纺锤状析离
体或长条状俘虏体等顺长轴定向平行排列而构成。流线构造多发育在侵入岩体的
边缘部位和顶部 。
线状流动构造形成符合水动力原
理。岩浆在流动过程中,由于岩体类
各个部位流速的不同,从而产生 差异
流动 。岩浆中已经结晶的矿物、析离
体和俘虏体悬浮在未固结的液态岩浆
中,随岩浆的差异流动而在空间上形
成 定向平行排列 。因此,流线的方向
在一定程度上反映岩浆的相对流动方
向,但并不能指示岩浆流动的绝对方
向 。岩浆流动时还受围岩构造性质、
区域应力等因素的制约。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,面状流动构造
又称之为 流面,是由岩浆中的片状、板状、柱状等矿物 (如云母、角闪石、长石等 )以及扁平
状的析离体、俘虏体,在岩浆流动过程中顺流动方向平行排列形成的面状构造。
带状流动构造 也属于面状流动构造,它表现为不同成分的岩石相互成层。或是由于矿物分层
集中形成的浅色与暗色岩石条带互层,犹如沉积岩中的层理,实际上是一种“假层理”。
面状构造的形成与岩浆的层流有关,发育在侵入岩体的边缘与顶部;反而在岩浆流动紊乱
的侵入岩体的中心不利于流面的发育。这与岩体边缘流动的液态岩浆与固态的围岩之间的磨擦
作用有关,两者不同的位态使得岩浆的差异
运动特别明显,致使岩浆流动面大致平行于
接触面。在岩浆向上流动过程中还产生向外
扩张空间的趋势,从而产生向四壁围岩的侧
向挤压,而且愈近接触带挤压愈强,在这种
挤压作用下,片状、板状矿物,析离体、俘
虏体等便垂直挤压力而平行接触面,达到最
稳定的位置。
因此,流面在岩体顶部相对较缓;而在
两侧相对较陡。
第八章 岩浆岩体构造研究
流面与流线的关系
﹡ 流面和流线在岩体中发育程度并不相同,往往是流面发育
时,流线则不显著;反之亦然。
﹡ 流线只能反映岩浆的相对流动方向,不能反映岩浆的流动
面和侵入岩体与围岩的接触面形态。
﹡ 流面只能反映接触面形态产状,而不能指示岩浆流动方向 。
第八章 岩浆岩体构造研究
流面与流线的关系
﹡ 如果流面和流线能同等发育,且流线发育在流面之上,则可
以利用 流面来判断岩体与围岩的接触面的形态和产状;还可以
利用流线来确定岩浆的相对流动方向。
﹡ 流线在流面上既可以是水平的,也可以是侧伏的,甚至是直
立的。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
(二) 侵入岩体原生破裂构造
原生破裂构造 —— 岩浆晚期冷凝阶段所形成的破裂。
原生破裂构造包括六类:
1,横节理 (Q节理 )节理面 垂直于流线,故其产状随流线产状变
化而变化。横节理具 张节理性质,裂面粗糙、断面较陡。形
成于冷凝早期阶段,因此常被残余岩浆或后期热液物质充填。
一般认为横节理是岩浆流动导致的水平拉伸作用所形成。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,纵节理 (S节理 )
节理面 平行于流线,故其产状也随流线产状变化而变化。
纵节理具 张节理性质,裂面粗糙、断面较陡。常发育在侵
入岩体的顶部流线比较平缓的部位。其形成可能与侵入岩
体沿自身的长轴方向发生的拉张作用有关。
第八章 岩浆岩体构造研究
3,层节理 (L节理 )
节理面 平行于流面,产状比较平
缓。 常发育在侵入岩体的顶部,与
岩体顶部的接触面平行,可以概略
指示岩体顶部接触面的产状。其形
成与侵入岩体垂直接触面方向上的
冷凝收缩作用有关,故层节理亦属
张节理 。常有各种岩脉充填其中。
第八章 岩浆岩体构造研究
4,斜节理 (D节理 )
节理面 斜交于流面和流线,常 呈共轭的两组 。节理面较平整
光滑,并有擦痕发育。常切割横节理、纵节理,因此斜节理形
成相对较晚。斜节理多集中在侵入体顶部,其形成侵入岩体上
升挤压围岩作用产生的两组 共轭剪裂面,进一步演化可以发育
成正断层。
第八章 岩浆岩体构造研究
5,边缘张节理
发育在侵入岩体的边缘接
触带,并延伸到围岩之中,
节理面向岩体中心倾斜,多
呈雁列状排列。边缘张节理
是由于向上流动的岩浆与已
经冷凝的岩体之间出现 差异
的上下剪切作用,在边缘剪
切应力场下,沿 最大张应力
作用面 破裂而形成。
第八章 岩浆岩体构造研究
6,边缘逆断层
与边缘张节理相似,也发育在侵入岩体的边缘接触带,
也可延伸到围岩之中,节理面向岩体中心倾斜,呈叠瓦
状排列 。边缘逆断层是由于向上流动的岩浆与已经冷凝
的岩体之间出现差异的上下剪切作用,在边缘剪切应力
场下,沿两组共轭剪切面中 近水平一组最大剪应力作用
面 破裂而形成。
第八章 岩浆岩体构造研究
原生破裂构造并不是所有侵入岩体或同一侵入
岩体任何部位都普遍发育的,一般来说,岩体的边
缘部位比中心部位更发育 。原生破裂构造发育的空
间方位 (产状 ),除受岩体形态和原生流动构造产状
控制外,还受岩浆侵入时区域构造应力场的影响;
形成后的后期构造的改造,也要改变其性质和产状。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,喷出岩体流动构造
⑴ 流纹构造 指由不同颜色的矿物或火山玻璃组成的微细
层状色带。这种构造常出现在 流纹岩中或其它粘度较大的酸
性、碱性岩中,在中性、
基性岩中很少见到。流
纹构造 (面 )指示熔岩流
动面 (流面 )产状,但不
指示熔岩流动 (流线 )方
向。流纹构造形成是上、
下层熔岩的差异流动作
用和上覆熔岩对其下流
动的熔岩产生的垂直于
流纹面的挤压作用
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
⑵ 流面与流线 与侵入岩体一样,喷出岩体中也发育流动面状和流动线状构
造。
喷出岩体中的 流面 由板状、片状矿物斑晶和火山灰流的晶屑定向排列组成。
喷出岩体中的 流线 由针状、柱状矿物及火山灰的岩屑的定向排列组成。
喷出岩体中的 流线构造也可以指示熔岩的相对流动方向;流面构造则指示熔
岩表面形态及产状。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
⑶ 绳状构造 熔岩表面呈 绳索状扭曲 的构造。常见于玄
武岩流层面之上。是炽
热塑性状态的熔岩的
上部表面薄壳受下部
熔浆流动影响而发生
的 拖拉和卷曲 。 绳状
构造所在的面代表熔
岩的顶面 ; 弧形突出
的方向指示熔岩流动
的方向。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 4)气孔构造和杏仁构造 熔浆自火山通道向外流出时,随温度
和压力的降低,其中所含气体逃逸、冷却后在岩石中留下的空洞 —
— 气孔构造 ;当这些气孔被次生矿物 (如沸石、玉髓、碳酸盐矿物
等 )充填便形成 杏仁构造 。
气孔 杏仁
第八章 岩浆岩体构造研究
气孔构造和杏仁构造的形态
气孔和杏仁的形态多种多样 —— 圆状、椭圆状、管状、蝌
蚪状、云朵状,倒滴水状、串珠状和不规则状等等
第八章 岩浆岩体构造研究
根据气孔构造和杏仁构造判断顶底,
气孔和杏仁在浮岩和火山渣最为发育; 在熔岩表面和底面附近
相对集中,集中带大致平行熔岩层面 。一般 底部小而相对少;顶部
大而多 。顶底部气孔和杏仁形态不尽相同,根据气孔的分布和形态
可以判断熔岩层面位置、顶底面、熔岩喷发次数,岩浆流动方向等
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,喷出岩体的原生破裂构造
⑴ 枕状构造
为 水下基性熔岩 具有的一种
原生构造。单个岩块形似“枕
头”状而故名,岩枕形态呈底
面平坦,顶部上凸呈表面浑圆
的圆状或椭圆状。由 玻璃质的
外壳和显晶质的内核 构成。枕
状构造内部可见放射状节理,
以及含量从内向外减少的气孔。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
枕状构造 当数层岩枕相叠时,
枕状构造的底部形态为下部岩
枕顶面的铸模,与顶部形态具
有明显的差异,故可根据其特
征来 判别熔岩的顶、底面 。
枕状熔岩的上述特征反映喷
溢岩浆是在水下快速冷却形成
的,而且枕状熔岩的岩石类型
基本上是细碧 (角斑 )岩,因此,
它是一种 代表海底火山喷发的
产物。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)柱状节理构造
是玄武岩中常见的一种原生破裂构造,由若干不同产状的节理
垂直于熔岩流动面 (层面 ),将岩石切割成无数个垂直“层理”的
多边 (六边 )柱状体,形如柱体而故名。柱状构造多发育在产状平
缓的玄武岩中,典型实例是峨眉山金顶上的金刚嘴柱状构造。
第八章 岩浆岩体构造研究
柱状节理 的形成是 岩浆冷凝收缩 的结果。在熔岩冷凝面上,
熔岩围绕若干个中心冷凝收缩,从而在两个相邻冷凝中心
之间的方向上产生拉张应力,在这种拉张应力作用下便形
成一系列 垂直于层面的柱状 (张 )节理 。从理论上讲,一个
冷凝面上各向相等的张应力解除是通过 三组彼此呈 120°交
角的无数规则张节理的形成而实现,因此,柱状张节理大
多数是六边形柱体。但由于熔岩性质的不均匀性等其它因
素的影响,其断面还有四边形、五边形和七边形等多种形
态。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
三,岩浆岩体的次生构造
岩体中的次生构造是指岩体形成后在地壳构造运动作用下
产生的形态、产状变化和新的构造变形。
(一) 岩浆岩体褶皱构造特征
总体来看,岩浆岩体中的褶皱是 很不发育 的,尤其是在侵
入岩体中,这是因为岩体中“层理”既不发育,而且也不连
续,缺乏形成褶皱的基本条件。
在侵入岩体中某些流面和破裂面相对发育的地段,也可以
发育一些规模不大的开阔平缓的褶皱,岩体中的褶皱是通过
这些流面和破裂面的弯曲而呈现出来的。由于这些构造面及
其所划分的层不具有新老层序关系,所形成的褶皱只有两种
基本类型 —— 背形 和 向形 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 岩浆岩体褶皱构造特征
在喷出岩体中,由于喷出岩体的总体产状与其上下沉
积地层近于平行,当受后期构造运动作用,可以随上下
沉积岩层一同褶皱。褶皱主要通过喷出岩体与围岩的接
触面的弯曲而显示出来。这类褶皱形态可以比较紧闭,
而且具有新老层序关系,褶皱类型为 背斜 和 向斜 。并且
可以反映区域构造特征 (如构造线方位、构造力和构造
应力场作用的方式方向等 )。典型实例是峨眉山的挖断
山背斜和桂花场向斜,二叠系峨眉山玄武岩随上下沉积
地层一同褶皱,组成了背、向斜的两翼。
第八章 岩浆岩体构造研究
(二) 岩浆岩体次生断裂构造特征
岩浆岩体的 次生断裂 (断层和节理 )构造 是岩体形成
后,在构造应力作用下产生的破裂构造。是岩浆岩体
中的 最主要的构造型式,其构造特征及识别标志与产
生在层状岩层中的断层基本相同。但由于岩浆岩的岩
石力学性质与沉积岩存在明显的差异,因此,它具有
一些 特殊的特征,
第八章 岩浆岩体构造研究
1,岩浆岩体 岩性均一, 纵向上差异小, 缺乏 沉积岩中断裂所具有的明显
对比标志 (如岩层的错动、重复、缺失等现象 ),确定起来相对困难,很容
易忽视 而误以为岩浆岩发育区的构造简单。但通过错断岩脉、相带的分
析,仍然可以确定断裂的存在、断距和滑距;
2,岩浆岩的 岩性强度 相对较 大, 脆性程度 相对较 高,在强烈构造应力作
用下容易 产生机械破碎 和 动力变质,从而形成各种类型的 构造岩 和低温
构造 动力变质带 。
3,如果在中深构造层次,岩体受构造力作用,矿物变形容易出现 光性异
常 ;或细粒化形成 糜棱岩带 而显示 韧性变形 。
4,岩浆岩体 (尤其是花岗岩体 )是比较均一的、连续的、坚硬的块状地质体,
因此在岩体中常常发育 共轭 (网格状 )断裂组合,形成的 断裂面 往往平直,
断裂走向和倾向都比较 稳定 。
第八章 岩浆岩体构造研究
四,岩浆岩体构造的观察和研究
岩浆岩体的观察和研究内容主要包括:
▲ 岩体产状的恢复;
▲ 岩体原生构造和次生构造的观察;
▲ 岩体与围岩的接触关系研究;
▲ 岩体形成时代的确定;
▲ 岩体相带的划分和剥蚀深度的确定;
▲ 岩体构造与矿产分布的关系
等等
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 岩体产状的恢复
岩体的产状包括 岩体的形态、规模及其与围岩的关系 。
1,岩体接触面产状的观测 在野外如能够找到岩体与围
岩接触面的露头,那就可以用 罗盘直接测量 接触面产状;
如果不能直接观测到接触面,可以 根据流面、流线或层
节理的产状来推测 接触面产状,并 结合深部钻探或地球
物理资料,间接地确定接触面产状和岩体形态。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,岩体相带的划分 岩体在形成和冷凝过程中,由于不同
部位的 温度、压力的差异,岩体从上部到下部,从边缘到
中心,其 流动和冷却速度也不尽相同,这就导致岩体内部
不同部位出现 不同矿物成分, 结构构造, 原生流动构造和
原生破裂构造 以及 俘虏体 等,从而 形成不同的相带 。根据
岩相带的分布规律就可以帮助我们恢复岩体的形态和认识
岩体形成时的地球物理化学环境。
侵入岩体 (尤其是中酸性岩体 )的相带比较发育,并具有
一定的规律 —— 从岩体边部到中心,根据岩石成分、结构
构造和原生构造等,可划分为 边缘相带、过渡相带和内部
相带,
第八章 岩浆岩体构造研究
( 1)边缘相带 位于岩体 边缘和顶部,围绕围岩呈不规
则的环状分布。岩石呈 细粒斑状结构,原生流动构造和原
生破裂构造发育,并含有大量的俘虏体 。边缘相带的岩石
成分与原岩岩浆 (体 )成分有一定的差异,这是由于边缘相
带中的 岩石是岩浆与围岩发生了同化混染的产物 ;因此,
边缘相带的岩石与围岩岩性有一定的关系:当为含硅质成
分较高围岩 (如硅质岩 )时,边缘相带岩石的酸度相对提高;
当为碳酸盐岩石时,酸度相带降低;围岩为页岩时,边缘
相带氧化铝的含量增高。边缘相带的宽度与岩体规模、围
岩吸热性强弱和接触面倾斜的陡缓、以及岩体深度等因素
有关。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)内部相带 又称 中心 (央 )相带,位于岩体内部的中
央部位,是一个岩体的 主要相带,其所占体积大于其它相
带。内部相带的 地球物理化学环境相对稳定,温度、压力
相对较高,散热慢,因此,矿物结晶速度也慢、结晶程度
较高,多为自形-半自形结构或似斑状结构,原生流动构
造不发育,俘虏体小而少,甚至没有,岩性单一,岩石化
学成分与原始岩浆成分接近,且变化小。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 3)过渡相带 界于边缘相带和内部相带之间,围绕中
心相带呈不规则的环状分布。其岩性、结晶程度、结构
构造、原生构造发育程度等均 界于边缘相带和内部相带
之间 。岩石多呈细粒斑状或中粒、中粗粒似斑状结构,
原生构造较发育,其所占体积或面积一般小于内部相带,
而大于边缘相带。
第八章 岩浆岩体构造研究
三个相带在岩性、结构构造、原生构造等方面的差别具
有 渐变过渡 的性质,相带之间没有截然的突变界线。相带
的划分是 相对的 —— 不同的岩体或同一岩体不同深度,相
带是不能等同的 (如甲岩体过渡相与乙岩体的过渡相在岩性、
结构构造、原生构造是有差异的;同一岩体的深部与浅部
的过渡相在岩性、结构构造、原生构造也是有差异的 )。另
外,相带在岩体中也并非完全的存在 。
值得注意的是,相带是岩浆的一次侵入作用形成的产物,
对多期侵入活动的复式岩体,在划分相带时要首先区分侵
入体,然后在同一岩体中进行相带划分。
第八章 岩浆岩体构造研究
(二) 岩体原生构造和次生构造的观察和研究
包括岩体形成前、形成时和形成后构造研究,这些研究有
助于了解岩体接触面产状、恢复岩体形态、掌握岩体分布规
律,揭示区域构造变形历史和寻找矿产。
1,岩体形成前的构造观察
观察内容包括:岩体与围岩层理或片理的几何关系;
岩体所在的区域、局部构造部位;岩体与先存褶皱、断
裂的关系,这些构造是否岩浆上升、运移和停积的场所。
岩体的活动和分布究竟受哪些构造因素的控制。
分述如下:
第八章 岩浆岩体构造研究
(1)原生流动构造研究
在原生构造集中发育的岩体 边缘部位, 线状流动构造 在
斑状岩石中表现为斑晶呈定向线状平行排列;块状岩石中
表现为针状、柱状、板状矿物呈线状的定向平行排列。 面
状流动构造 表现为板状、片状矿物的平行排列呈现。
要注意 区分流面和流线,研究组成流面、流线的岩石矿
物组分及其发育程度,观测流面和流线的空间几何关系 。
对原生流动构造要 进行系统的测量其产状,并将产状数
据进行处理后标绘在岩体构造图上,以确定原生构造的基
本几何形态。
第八章 岩浆岩体构造研究
(2)原生破裂构造研究
确定原生破裂构造与流动构造的关系 划分原生破裂构造类型,按岩体一定的构造部位和间距,
选择流动构造和原生破裂构造都发育的地段进行观察、测量和记录 —— 确定节理的性质,收集
节理 的产状数据,发育的频度,以及自岩体中心向边缘的变化情况和规律。然后可将其标绘于
岩体构造图上,还可将有关数据进行处理,编制原生节理等密图、方位图、直方图等。
区分原生节理和次生节理 岩体内的 次生节理 是由区域构造应力场作用产生的,其性质、方向
和分布与围岩中同期节理相似,并 可以连续延伸至围岩中,方向性和规律性都很稳定;而岩体
中的 原生节理 在分布部位上和空间几何方位上都有明显的局限性。为此必须详细测量和比较岩
体内外的节理,以正确区分它们。
原生节理中的充填物成分、结构、构造研究 统计被充填的节理占全部同类型节理总数的比例,
以进一步的构造分析和矿产资源的寻找。
不同时期和不同类型节理穿插切割关系研究 注意不同时期和不同类型 节理的穿插 关系,尤其
要注意研究不同 岩脉之间的穿插关系,这有助于确定不同类型节理形成的先后顺序。特别是某
些类型的节理被矿脉充填,这一工作就显得尤其的重要,它将直接指导我们的找矿方向和找矿
工作方法。
第八章 岩浆岩体构造研究
(3)岩体形成对围岩构造的影响
岩浆岩体在形成过程中必然会对围岩产生影响,就构造
影响而言,主要表现在:①由于岩浆贯入推挤围岩而 破
坏围岩的原有构造,改变其产状 ;② 形成新的褶皱 (穹隆 )
构造和诸如放射状断裂等,也改变了原岩的产状和连续
性、完整性。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,岩体次生构造的研究
岩体形成后,受构造运动影响,同样可以形成大量的各
种构造,并改变原有构造。因此,因注意 岩体内部褶皱 特
征、性质和形成机制的研究;以及 规模较大的次生断裂 的
研究。
岩体内规模较大的断裂通常是次生断裂其特点是:
① 切割或错开 原生构造及岩体相带;
②常伴有 动力变质作用 的发生,形成某些新生应力变质
矿物和构造岩带,在岩体内呈线 (带 )状分布,并延伸到围
岩中;
③ 岩脉呈有规律的定向分布 也指示次生断裂的存在。
第八章 岩浆岩体构造研究
(三) 岩体接触关系和形成时代研究
1,岩体接触关系 岩体与围岩接触关系从成因上 三种,
( 1)侵入接触 (热接触 ) 岩体侵入于围岩 (包括先存岩浆岩
体 )的接触关系。这种接触关系的特点是:
① 岩体边部有 边缘带和冷凝边,故原生构造发育;
② 岩体内部有 围岩的俘虏体 ;
③ 在围岩中可见到自岩体延伸的 岩枝或岩脉 ;
④ 环绕岩体的围岩有 接触变质 的现象,并呈带状分布,
变质程度距离岩体越远越弱。
这种接触关系反映 岩体的侵入时代晚于围岩 。
第八章 岩浆岩体构造研究
侵入接触面 的形态是多种多样的 —— 有平直状、波状、港湾状、
锯齿状、枝杈状和顺层贯入等等。对平直状的接触面而言,其
产状容易测量;但对复杂形状的接触面,需要通过一定距离内
的观察、选其代表性产状进行测量。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)沉积接触 (冷接触 ) 岩体形成后并暴露地表,遭受风化
剥蚀后又被新的沉积物所覆盖的接触关系。其特点是:
①在接触面下的岩体顶部存在不平整的 侵
蚀面和古风化壳 等风化剥蚀现象;
②与围岩接触处 不存在冷凝边,当然也就
无接触变质现象 ;
③岩体内的 原生构造或岩脉被接触面所截
接 ;
④上覆围岩中含有下伏岩体的岩屑、砾石
或矿物碎屑;
⑤接触面较平整。
沉积接触关系说明侵入 岩体形成时代早于
上覆地层时代 。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 3)断层接触 (构造接触 )
侵入岩体与围岩之间界
面是断层面。其接触带为
断层带,接触带中常有构
造动力变质现象。这种接
触关系可以确定 岩体形成
于断层之前 。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,岩体形成时代确定
岩体形成时代确定具有重要的理论和实践意义 —— 指导普
查找矿和鉴定构造运动时代、期次;当前确定岩体时代的
方法主要有 同位素测年和地质年代法,这里仅介绍后者:
( 1)根据接触关系 如前所述,当岩体与围岩为:
侵入 接触 —— 岩体形成 晚 于围岩;
沉积 接触 —— 岩体形成 早 于围岩;
断层 接触 —— 岩体形成 早 于断层。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)根据岩体特征对比
当岩体侵入到某些尚不能确定的“哑”地层 (如古老地层、
无化石地层 )中,或上覆沉积接触地层已经被剥蚀殆尽,无
法利用接触关系来确定岩体形成时代,这时,只有 通过相邻
的某些已知时代的岩体进行对比以推测岩体的时代 。对比内
容包括原生的结构、构造、矿物成分、矿产、副矿物及其组
合、化学成分、微量元素等等,也就是 确定它们的同源性,
建立同源岩浆演化的单元-超单元系列,根据单元-超单元
岩体的形成规律确定岩体形成时期,因为同源岩浆演化形成
的单元-超单元系列基本是同期或同构造期的 。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 3)根据与区域构造运动关系
岩浆活动是构造运动的一种表现形式,岩浆作用
总是伴随某一时代的构造运动而产生的。如果 搞清楚
控制岩体形成的地质构造的时代,则岩体形成时代也
基本确定下来 。野外研究中,要注意岩体与构造的空
间几何关系和切割关系,据此即可较准确的确定岩体
形成时代。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 4)根据相互穿插关系
在岩体广泛分布区,往往存在 多期侵入的复式岩杂体,可以根据复式岩体中
相邻两期岩体的相互穿插切割关系确定它们的生成顺序,其标志是:
① 具有 冷凝边 的岩体为晚期岩体具有 烘烤边和热接触变质
的岩体为早期岩体;
② 被 切割 或被穿插的岩体为早期岩体;
③ 具有平行于两岩体接触面的 流动构造 的岩体为较晚期形
成的岩体;
④ 具有 另一岩体成分的俘虏体 的岩体为晚期岩体。
研究岩体形成的先后顺序,对了解一个地区构造岩浆活动演化和构造变动史,
以及有针对性找矿都有重要的意义。
+ ++ +
+
+
+ ++ +++
+ +
++ ++
V V V V
V
V
V
V
V
X
X
X
X
P P
J J
E E
N N
一 岩浆岩体的产状及其构造控制
二 岩浆岩体的原生构造
三 岩浆岩体的次生构造
四 岩浆岩体构造的观察和研究
第八章 岩浆岩体构造研究
岩浆岩是组成地壳及岩石圈的 三大岩类之一,
在自然界有着较为广泛的分布。岩浆岩的分布、
侵位、岩体类型和构造特征都是地壳 岩石圈运动
的一种反映,因此,岩浆岩体构造研究不仅可以
阐述岩浆岩发育区的构造特征、发展历史和地壳
深部状态,从而揭示地壳运动性质;而且能够为
寻找和勘探内生矿床指出方向。因此,加强岩浆
岩体构造研究具有重要的 理论意义和实际意义
第八章 岩浆岩体构造研究
岩浆岩体构造包括岩浆岩 形成过程中所产生的
构造 ;以及 岩浆岩 形成后的 各种构造 两大部分。
岩浆岩体构造的 主要特点 表现为:
①岩浆岩体的分布、侵位和产状明显地 受已经存在
的构造的控制;
②侵入岩体的和喷出岩体均具有独特的 原生流动构
造和原生破裂构造 ;
③岩体在变形过程中形成具有特殊的 次生褶皱构造
和断裂构造。
第八章 岩浆岩体构造研究
一,岩浆岩体的产状及其构造控制
岩浆岩体 产状,岩浆岩体的 形态、大小 及其 与围岩关系
在自然界中,岩浆岩体的产状是多种多样的、复杂的。
岩浆岩体产状主要取决于 两方面的因素,
内因 —— 岩浆本身的物理化学性质
外因 —— 1 岩浆岩体 形成前的区域构造环境 ;
2 形成时的 构造运动状态 ;
3 形成时的 深度和围岩的性质 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 侵入岩体的产状
根据侵入 岩体与围岩接触关系,侵入岩体产状划分为
协调侵入岩体 和 不协调侵入岩体 。
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):侵入岩体的 边界面 (接触
面 )与围岩的层理、片理平行或大致平行 。形成这种侵入
岩体产状是由于岩浆受机械力的作用,沿岩层层理面或片
理面侵 (挤 )入而成。
协调侵入岩体可进一步划分为 岩床、岩盘、岩盆和岩鞍
四类
第八章 岩浆岩体构造研究
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩床 岩浆 顺层面、片理面侵入 形成的一种 层状侵入体 。岩
体与围岩的接触面平行或近平行围岩层面、片理面。岩床 规
模不等,厚度从几十厘米~数十米。甚至可达数百米,侵入
岩的成分几乎包括所有的岩性 (酸性、中性、基性、超基性
和碱性都有 ),但 以基性居多 。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩盘 (岩盖 ) 侵入于水平或近水平的岩层中的一种 形似上
凸下平的似透镜状 侵入体。岩盘规模一般不大,直径数十
米~数百米不等。通常认为粘度较大的酸性岩和碱性岩因
不易扩散容易形成岩盘,而粘度小的超基-基性岩则容易
形成岩床。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩盘 (岩盆 ) 侵入于水平或近水平的岩层中的一种 形似下凸
上平的盆状侵入体 。岩盘规模一般较大,直径数百十公里~
数千公里不等。厚度达几百米~数千米。通常认为其形成和
产出 与构造盆地有关,主要由基性、超基性岩和碱性岩构成。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
1,协调侵入岩体 (整合侵入岩体 ):
岩鞍 侵入于 褶皱转折端虚脱处 的一种 形似马鞍状 的侵入
体。岩鞍在平面和剖面上均表现为马鞍状 (新月形 ),是褶
皱构造区代表性的侵入体。岩鞍规模不大,厚几厘米~数
十米。通常 与褶皱构造同时或稍晚侵入定位 。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,不协调侵入岩体
侵入岩体的 边界面 (接触面 )与围岩的层理、片理截
交 。形成这种侵入岩体产状是由于岩浆受热力和机械
力的共同作用,熔蚀和穿透岩层层理面或片理面侵入
而成。 不协调侵入岩体可进一步划分为 岩基、岩株
和岩墙 三类
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,不协调侵入岩体:
岩基 指侵入体占据 地表出露面积> 100km2的规模 巨大的 不
协调侵入体。其 出露面积与岩体的剥蚀深度 有关。岩基顶部
与围岩的接触
面倾角较缓,两
侧倾角较陡;两
侧与围岩接触面
一般产状向围岩
(外 )方向倾斜。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩基 岩基通常是由
花岗岩和花岗闪长岩
组成。它往往沿大的
褶皱构造或复背斜构
造的核部 侵入,这类
侵入体的分布与区域
构造线方向一致,因
此,岩基的侵入与分
布受区域构造所控制
或制约。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩株 指侵入体占据 地表出露面积< 100km2的具一定规模
的 中~小型 不协调侵入体。侵入体与围岩接触面一般较陡,
形态相对岩基要复杂一些。在
剖面上多表现为蘑菇状。
多沿大断裂呈串珠状断续分布,
定位于 两组断裂的交汇部位 。组
成岩株的岩浆岩有酸性岩、中性
岩和基性岩、超基性岩。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩株 规模较小的岩株 (< 10km2)又被称为 岩枝 。岩株和岩枝既可
以单独存在,也可以是组成岩基的一部分 (一个分枝 );岩枝 一般都
是岩基或岩株的分枝。
因此,三者本质上并
不存在明显的差异,
只是规模大小的差别。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,不协调侵入岩体:
岩株 或 岩基 的另一种表现型式称之为 花岗岩穹隆 。
这是一种在平面 (地表 )呈 圆状-近圆状或椭圆状 的侵入体。穹
隆 外围地层的层理或片
理围绕岩体呈环状分布,
内接触带的流面、流线
与围岩产状近一致,也
呈环状分布 。侵入体基
本都为花岗岩或花岗质
侵入岩。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩墙 一种明显截切围岩层理、片理等构造的 板状或似板状
侵入体。长度从数表明~数千米,甚至达数百公里;宽度从数
厘米~数十米,乃至数公里;
向下延伸可达数千米。一
般延伸长度大于延伸深度、
大大的大于宽度。
岩墙多为岩浆 沿节理充
填形成,组成岩墙的成分
以基性、超基性岩为主。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,不协调侵入岩体:
岩墙 岩墙既可以呈单条产出,但自然界中常见其由若干条或上百条聚集呈 岩墙群,并在岩株
边缘或火山中心的周围集中,平面 (地表 )上构成自中心向外散开的 放射状 和围绕中心的 环状 岩
墙,剖面上构成向上散开、向下收敛的 锥状岩席。
第八章 岩浆岩体构造研究
放射状-环状岩墙群-锥状岩席 的这种分布是由岩浆侵入时所产
生的应力场密切相关,当岩浆 向上侵入 造成的压力>上覆围岩的静
压力时,岩浆向周围挤压,岩浆此时沿最大张应力作用面 (张裂面 )
侵入即 形成放射状岩墙群和锥状岩席 ;当岩体 冷凝收缩 时,沿此时
最大张应力作用面 (张裂面 )侵入形成 环状岩墙群 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(二) 喷出岩体的产状
喷出岩体产状根据喷出方式、熔岩性质和熔岩构造形态分为:
熔岩被 (熔岩盖 ) 是一种喷发规模大、熔岩展布面积广、厚度大,且厚度比较稳
定的 扁平状 喷出岩体。其覆盖面积从数百 km2~ 上万 km2,厚度从数百米~数千
米。熔岩成分多为基性岩 (玄武岩 )。分为裂隙式和中心式,前者规模大于后者。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
(二) 喷出岩体的产状
熔岩流 为一种成 带状展布 的熔岩体。一般局限在一个宽阔的河谷或低洼地带。
熔岩流多由中心式火山喷发形成,规模较小,通常呈舌状形态分布,沿流动
方向的长度比宽度和厚度要大得多。熔岩表面比较平整,而底面随下伏地形变化
起伏不平。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
(二) 喷出岩体的产状
火山锥 火山喷发物围绕火山
通道 (火山口 )堆积成的锥状体。
它是一种中心式火山喷发的产
物,其形态取决于火山通道
(口 )喷发的猛烈程度 (爆发指数 )
和熔岩的物化性质。根据组成
火山锥的 火山喷发物质成分的
不同,可将火山锥划分为 火山
渣锥、火山碎屑锥、熔岩锥和
复合锥 四类。
第八章 岩浆岩体构造研究
各种产状的岩浆岩体既可以是 单独出现,也可以是由岩基、
岩株及其一些分枝体 (如岩盘、岩盆、岩床、岩鞍或岩墙
等 )组成相互关联的 复合岩体 ;熔岩喷出地表形成熔岩被、
熔岩流和火山锥,而火山管道可形成为岩墙。岩墙向地下
深处还可能与巨大岩基相连通。有时大型岩床或岩墙又可
以分出若干枝杈,形成各种更次一级的小型的、不同产状
的岩体。因此,岩浆岩体产状类型是复杂多样的,甚至是
可以互相转换的 。
需要指出的是,岩体与围岩层理和片理的协调或不协调
接触关系是相对的,在岩体不同部位、不同深度以及不同
的围岩构造特点而产生变化。
第八章 岩浆岩体构造研究
岩浆岩体产状受多种因素的影响(诸如 围岩的岩性和
构造, 岩浆的化学成分, 物理性质及活动方式 ;还受 古
地理, 古构造环境 的一定程度的制约)其中,围岩的性
质和构造 特征起到主导的作用。
岩体产状的构造控制包括 岩体形成前先存构造的控制,
岩体形成时的构造变动的影响 和 岩体形成后构造活动的
改造 。
先存构造的控制主要是①控制岩体的 分布 和②在一定
程度上控制岩体的 产状 和 形态 。
第八章 岩浆岩体构造研究
二,岩浆岩体的原生构造
岩浆岩体的 原生构造,指岩浆从深部向上 运移, 侵入
上覆围岩或 喷溢 到地面并逐渐 冷凝固结 形成岩石的整个
过程中 所产生的构造。
岩浆冷凝固结成为岩石一般经历两个阶段:
①粘稠的含晶体 (液态过程中结晶出来的晶体 )的液态岩
浆流动阶段,形成 原生流动构造 ;
②冷凝固化阶段,形成 原生破裂构造 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 侵入岩体原生流动构造
原生流动构造 —— 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
动影响而发生的 定向排列 。可分为 原生线状流动构造和
面状流动构造 两类。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,线状流动构造
又称之为 流线,是由岩体中的 柱状、针状、板状 等矿物 (如角闪石、辉石、长石
等 )的定向排列形成的 线状定向构造 。也可以是由暗色矿物聚集成的纺锤状析离
体或长条状俘虏体等顺长轴定向平行排列而构成。流线构造多发育在侵入岩体的
边缘部位和顶部 。
线状流动构造形成符合水动力原
理。岩浆在流动过程中,由于岩体类
各个部位流速的不同,从而产生 差异
流动 。岩浆中已经结晶的矿物、析离
体和俘虏体悬浮在未固结的液态岩浆
中,随岩浆的差异流动而在空间上形
成 定向平行排列 。因此,流线的方向
在一定程度上反映岩浆的相对流动方
向,但并不能指示岩浆流动的绝对方
向 。岩浆流动时还受围岩构造性质、
区域应力等因素的制约。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,面状流动构造
又称之为 流面,是由岩浆中的片状、板状、柱状等矿物 (如云母、角闪石、长石等 )以及扁平
状的析离体、俘虏体,在岩浆流动过程中顺流动方向平行排列形成的面状构造。
带状流动构造 也属于面状流动构造,它表现为不同成分的岩石相互成层。或是由于矿物分层
集中形成的浅色与暗色岩石条带互层,犹如沉积岩中的层理,实际上是一种“假层理”。
面状构造的形成与岩浆的层流有关,发育在侵入岩体的边缘与顶部;反而在岩浆流动紊乱
的侵入岩体的中心不利于流面的发育。这与岩体边缘流动的液态岩浆与固态的围岩之间的磨擦
作用有关,两者不同的位态使得岩浆的差异
运动特别明显,致使岩浆流动面大致平行于
接触面。在岩浆向上流动过程中还产生向外
扩张空间的趋势,从而产生向四壁围岩的侧
向挤压,而且愈近接触带挤压愈强,在这种
挤压作用下,片状、板状矿物,析离体、俘
虏体等便垂直挤压力而平行接触面,达到最
稳定的位置。
因此,流面在岩体顶部相对较缓;而在
两侧相对较陡。
第八章 岩浆岩体构造研究
流面与流线的关系
﹡ 流面和流线在岩体中发育程度并不相同,往往是流面发育
时,流线则不显著;反之亦然。
﹡ 流线只能反映岩浆的相对流动方向,不能反映岩浆的流动
面和侵入岩体与围岩的接触面形态。
﹡ 流面只能反映接触面形态产状,而不能指示岩浆流动方向 。
第八章 岩浆岩体构造研究
流面与流线的关系
﹡ 如果流面和流线能同等发育,且流线发育在流面之上,则可
以利用 流面来判断岩体与围岩的接触面的形态和产状;还可以
利用流线来确定岩浆的相对流动方向。
﹡ 流线在流面上既可以是水平的,也可以是侧伏的,甚至是直
立的。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
(二) 侵入岩体原生破裂构造
原生破裂构造 —— 岩浆晚期冷凝阶段所形成的破裂。
原生破裂构造包括六类:
1,横节理 (Q节理 )节理面 垂直于流线,故其产状随流线产状变
化而变化。横节理具 张节理性质,裂面粗糙、断面较陡。形
成于冷凝早期阶段,因此常被残余岩浆或后期热液物质充填。
一般认为横节理是岩浆流动导致的水平拉伸作用所形成。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,纵节理 (S节理 )
节理面 平行于流线,故其产状也随流线产状变化而变化。
纵节理具 张节理性质,裂面粗糙、断面较陡。常发育在侵
入岩体的顶部流线比较平缓的部位。其形成可能与侵入岩
体沿自身的长轴方向发生的拉张作用有关。
第八章 岩浆岩体构造研究
3,层节理 (L节理 )
节理面 平行于流面,产状比较平
缓。 常发育在侵入岩体的顶部,与
岩体顶部的接触面平行,可以概略
指示岩体顶部接触面的产状。其形
成与侵入岩体垂直接触面方向上的
冷凝收缩作用有关,故层节理亦属
张节理 。常有各种岩脉充填其中。
第八章 岩浆岩体构造研究
4,斜节理 (D节理 )
节理面 斜交于流面和流线,常 呈共轭的两组 。节理面较平整
光滑,并有擦痕发育。常切割横节理、纵节理,因此斜节理形
成相对较晚。斜节理多集中在侵入体顶部,其形成侵入岩体上
升挤压围岩作用产生的两组 共轭剪裂面,进一步演化可以发育
成正断层。
第八章 岩浆岩体构造研究
5,边缘张节理
发育在侵入岩体的边缘接
触带,并延伸到围岩之中,
节理面向岩体中心倾斜,多
呈雁列状排列。边缘张节理
是由于向上流动的岩浆与已
经冷凝的岩体之间出现 差异
的上下剪切作用,在边缘剪
切应力场下,沿 最大张应力
作用面 破裂而形成。
第八章 岩浆岩体构造研究
6,边缘逆断层
与边缘张节理相似,也发育在侵入岩体的边缘接触带,
也可延伸到围岩之中,节理面向岩体中心倾斜,呈叠瓦
状排列 。边缘逆断层是由于向上流动的岩浆与已经冷凝
的岩体之间出现差异的上下剪切作用,在边缘剪切应力
场下,沿两组共轭剪切面中 近水平一组最大剪应力作用
面 破裂而形成。
第八章 岩浆岩体构造研究
原生破裂构造并不是所有侵入岩体或同一侵入
岩体任何部位都普遍发育的,一般来说,岩体的边
缘部位比中心部位更发育 。原生破裂构造发育的空
间方位 (产状 ),除受岩体形态和原生流动构造产状
控制外,还受岩浆侵入时区域构造应力场的影响;
形成后的后期构造的改造,也要改变其性质和产状。
第八章 岩浆岩体构造研究
1,喷出岩体流动构造
⑴ 流纹构造 指由不同颜色的矿物或火山玻璃组成的微细
层状色带。这种构造常出现在 流纹岩中或其它粘度较大的酸
性、碱性岩中,在中性、
基性岩中很少见到。流
纹构造 (面 )指示熔岩流
动面 (流面 )产状,但不
指示熔岩流动 (流线 )方
向。流纹构造形成是上、
下层熔岩的差异流动作
用和上覆熔岩对其下流
动的熔岩产生的垂直于
流纹面的挤压作用
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
⑵ 流面与流线 与侵入岩体一样,喷出岩体中也发育流动面状和流动线状构
造。
喷出岩体中的 流面 由板状、片状矿物斑晶和火山灰流的晶屑定向排列组成。
喷出岩体中的 流线 由针状、柱状矿物及火山灰的岩屑的定向排列组成。
喷出岩体中的 流线构造也可以指示熔岩的相对流动方向;流面构造则指示熔
岩表面形态及产状。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
⑶ 绳状构造 熔岩表面呈 绳索状扭曲 的构造。常见于玄
武岩流层面之上。是炽
热塑性状态的熔岩的
上部表面薄壳受下部
熔浆流动影响而发生
的 拖拉和卷曲 。 绳状
构造所在的面代表熔
岩的顶面 ; 弧形突出
的方向指示熔岩流动
的方向。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 4)气孔构造和杏仁构造 熔浆自火山通道向外流出时,随温度
和压力的降低,其中所含气体逃逸、冷却后在岩石中留下的空洞 —
— 气孔构造 ;当这些气孔被次生矿物 (如沸石、玉髓、碳酸盐矿物
等 )充填便形成 杏仁构造 。
气孔 杏仁
第八章 岩浆岩体构造研究
气孔构造和杏仁构造的形态
气孔和杏仁的形态多种多样 —— 圆状、椭圆状、管状、蝌
蚪状、云朵状,倒滴水状、串珠状和不规则状等等
第八章 岩浆岩体构造研究
根据气孔构造和杏仁构造判断顶底,
气孔和杏仁在浮岩和火山渣最为发育; 在熔岩表面和底面附近
相对集中,集中带大致平行熔岩层面 。一般 底部小而相对少;顶部
大而多 。顶底部气孔和杏仁形态不尽相同,根据气孔的分布和形态
可以判断熔岩层面位置、顶底面、熔岩喷发次数,岩浆流动方向等
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
2,喷出岩体的原生破裂构造
⑴ 枕状构造
为 水下基性熔岩 具有的一种
原生构造。单个岩块形似“枕
头”状而故名,岩枕形态呈底
面平坦,顶部上凸呈表面浑圆
的圆状或椭圆状。由 玻璃质的
外壳和显晶质的内核 构成。枕
状构造内部可见放射状节理,
以及含量从内向外减少的气孔。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
枕状构造 当数层岩枕相叠时,
枕状构造的底部形态为下部岩
枕顶面的铸模,与顶部形态具
有明显的差异,故可根据其特
征来 判别熔岩的顶、底面 。
枕状熔岩的上述特征反映喷
溢岩浆是在水下快速冷却形成
的,而且枕状熔岩的岩石类型
基本上是细碧 (角斑 )岩,因此,
它是一种 代表海底火山喷发的
产物。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)柱状节理构造
是玄武岩中常见的一种原生破裂构造,由若干不同产状的节理
垂直于熔岩流动面 (层面 ),将岩石切割成无数个垂直“层理”的
多边 (六边 )柱状体,形如柱体而故名。柱状构造多发育在产状平
缓的玄武岩中,典型实例是峨眉山金顶上的金刚嘴柱状构造。
第八章 岩浆岩体构造研究
柱状节理 的形成是 岩浆冷凝收缩 的结果。在熔岩冷凝面上,
熔岩围绕若干个中心冷凝收缩,从而在两个相邻冷凝中心
之间的方向上产生拉张应力,在这种拉张应力作用下便形
成一系列 垂直于层面的柱状 (张 )节理 。从理论上讲,一个
冷凝面上各向相等的张应力解除是通过 三组彼此呈 120°交
角的无数规则张节理的形成而实现,因此,柱状张节理大
多数是六边形柱体。但由于熔岩性质的不均匀性等其它因
素的影响,其断面还有四边形、五边形和七边形等多种形
态。
第八章 岩浆岩体构造研究 构造地质学
三,岩浆岩体的次生构造
岩体中的次生构造是指岩体形成后在地壳构造运动作用下
产生的形态、产状变化和新的构造变形。
(一) 岩浆岩体褶皱构造特征
总体来看,岩浆岩体中的褶皱是 很不发育 的,尤其是在侵
入岩体中,这是因为岩体中“层理”既不发育,而且也不连
续,缺乏形成褶皱的基本条件。
在侵入岩体中某些流面和破裂面相对发育的地段,也可以
发育一些规模不大的开阔平缓的褶皱,岩体中的褶皱是通过
这些流面和破裂面的弯曲而呈现出来的。由于这些构造面及
其所划分的层不具有新老层序关系,所形成的褶皱只有两种
基本类型 —— 背形 和 向形 。
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 岩浆岩体褶皱构造特征
在喷出岩体中,由于喷出岩体的总体产状与其上下沉
积地层近于平行,当受后期构造运动作用,可以随上下
沉积岩层一同褶皱。褶皱主要通过喷出岩体与围岩的接
触面的弯曲而显示出来。这类褶皱形态可以比较紧闭,
而且具有新老层序关系,褶皱类型为 背斜 和 向斜 。并且
可以反映区域构造特征 (如构造线方位、构造力和构造
应力场作用的方式方向等 )。典型实例是峨眉山的挖断
山背斜和桂花场向斜,二叠系峨眉山玄武岩随上下沉积
地层一同褶皱,组成了背、向斜的两翼。
第八章 岩浆岩体构造研究
(二) 岩浆岩体次生断裂构造特征
岩浆岩体的 次生断裂 (断层和节理 )构造 是岩体形成
后,在构造应力作用下产生的破裂构造。是岩浆岩体
中的 最主要的构造型式,其构造特征及识别标志与产
生在层状岩层中的断层基本相同。但由于岩浆岩的岩
石力学性质与沉积岩存在明显的差异,因此,它具有
一些 特殊的特征,
第八章 岩浆岩体构造研究
1,岩浆岩体 岩性均一, 纵向上差异小, 缺乏 沉积岩中断裂所具有的明显
对比标志 (如岩层的错动、重复、缺失等现象 ),确定起来相对困难,很容
易忽视 而误以为岩浆岩发育区的构造简单。但通过错断岩脉、相带的分
析,仍然可以确定断裂的存在、断距和滑距;
2,岩浆岩的 岩性强度 相对较 大, 脆性程度 相对较 高,在强烈构造应力作
用下容易 产生机械破碎 和 动力变质,从而形成各种类型的 构造岩 和低温
构造 动力变质带 。
3,如果在中深构造层次,岩体受构造力作用,矿物变形容易出现 光性异
常 ;或细粒化形成 糜棱岩带 而显示 韧性变形 。
4,岩浆岩体 (尤其是花岗岩体 )是比较均一的、连续的、坚硬的块状地质体,
因此在岩体中常常发育 共轭 (网格状 )断裂组合,形成的 断裂面 往往平直,
断裂走向和倾向都比较 稳定 。
第八章 岩浆岩体构造研究
四,岩浆岩体构造的观察和研究
岩浆岩体的观察和研究内容主要包括:
▲ 岩体产状的恢复;
▲ 岩体原生构造和次生构造的观察;
▲ 岩体与围岩的接触关系研究;
▲ 岩体形成时代的确定;
▲ 岩体相带的划分和剥蚀深度的确定;
▲ 岩体构造与矿产分布的关系
等等
第八章 岩浆岩体构造研究
(一) 岩体产状的恢复
岩体的产状包括 岩体的形态、规模及其与围岩的关系 。
1,岩体接触面产状的观测 在野外如能够找到岩体与围
岩接触面的露头,那就可以用 罗盘直接测量 接触面产状;
如果不能直接观测到接触面,可以 根据流面、流线或层
节理的产状来推测 接触面产状,并 结合深部钻探或地球
物理资料,间接地确定接触面产状和岩体形态。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,岩体相带的划分 岩体在形成和冷凝过程中,由于不同
部位的 温度、压力的差异,岩体从上部到下部,从边缘到
中心,其 流动和冷却速度也不尽相同,这就导致岩体内部
不同部位出现 不同矿物成分, 结构构造, 原生流动构造和
原生破裂构造 以及 俘虏体 等,从而 形成不同的相带 。根据
岩相带的分布规律就可以帮助我们恢复岩体的形态和认识
岩体形成时的地球物理化学环境。
侵入岩体 (尤其是中酸性岩体 )的相带比较发育,并具有
一定的规律 —— 从岩体边部到中心,根据岩石成分、结构
构造和原生构造等,可划分为 边缘相带、过渡相带和内部
相带,
第八章 岩浆岩体构造研究
( 1)边缘相带 位于岩体 边缘和顶部,围绕围岩呈不规
则的环状分布。岩石呈 细粒斑状结构,原生流动构造和原
生破裂构造发育,并含有大量的俘虏体 。边缘相带的岩石
成分与原岩岩浆 (体 )成分有一定的差异,这是由于边缘相
带中的 岩石是岩浆与围岩发生了同化混染的产物 ;因此,
边缘相带的岩石与围岩岩性有一定的关系:当为含硅质成
分较高围岩 (如硅质岩 )时,边缘相带岩石的酸度相对提高;
当为碳酸盐岩石时,酸度相带降低;围岩为页岩时,边缘
相带氧化铝的含量增高。边缘相带的宽度与岩体规模、围
岩吸热性强弱和接触面倾斜的陡缓、以及岩体深度等因素
有关。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)内部相带 又称 中心 (央 )相带,位于岩体内部的中
央部位,是一个岩体的 主要相带,其所占体积大于其它相
带。内部相带的 地球物理化学环境相对稳定,温度、压力
相对较高,散热慢,因此,矿物结晶速度也慢、结晶程度
较高,多为自形-半自形结构或似斑状结构,原生流动构
造不发育,俘虏体小而少,甚至没有,岩性单一,岩石化
学成分与原始岩浆成分接近,且变化小。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 3)过渡相带 界于边缘相带和内部相带之间,围绕中
心相带呈不规则的环状分布。其岩性、结晶程度、结构
构造、原生构造发育程度等均 界于边缘相带和内部相带
之间 。岩石多呈细粒斑状或中粒、中粗粒似斑状结构,
原生构造较发育,其所占体积或面积一般小于内部相带,
而大于边缘相带。
第八章 岩浆岩体构造研究
三个相带在岩性、结构构造、原生构造等方面的差别具
有 渐变过渡 的性质,相带之间没有截然的突变界线。相带
的划分是 相对的 —— 不同的岩体或同一岩体不同深度,相
带是不能等同的 (如甲岩体过渡相与乙岩体的过渡相在岩性、
结构构造、原生构造是有差异的;同一岩体的深部与浅部
的过渡相在岩性、结构构造、原生构造也是有差异的 )。另
外,相带在岩体中也并非完全的存在 。
值得注意的是,相带是岩浆的一次侵入作用形成的产物,
对多期侵入活动的复式岩体,在划分相带时要首先区分侵
入体,然后在同一岩体中进行相带划分。
第八章 岩浆岩体构造研究
(二) 岩体原生构造和次生构造的观察和研究
包括岩体形成前、形成时和形成后构造研究,这些研究有
助于了解岩体接触面产状、恢复岩体形态、掌握岩体分布规
律,揭示区域构造变形历史和寻找矿产。
1,岩体形成前的构造观察
观察内容包括:岩体与围岩层理或片理的几何关系;
岩体所在的区域、局部构造部位;岩体与先存褶皱、断
裂的关系,这些构造是否岩浆上升、运移和停积的场所。
岩体的活动和分布究竟受哪些构造因素的控制。
分述如下:
第八章 岩浆岩体构造研究
(1)原生流动构造研究
在原生构造集中发育的岩体 边缘部位, 线状流动构造 在
斑状岩石中表现为斑晶呈定向线状平行排列;块状岩石中
表现为针状、柱状、板状矿物呈线状的定向平行排列。 面
状流动构造 表现为板状、片状矿物的平行排列呈现。
要注意 区分流面和流线,研究组成流面、流线的岩石矿
物组分及其发育程度,观测流面和流线的空间几何关系 。
对原生流动构造要 进行系统的测量其产状,并将产状数
据进行处理后标绘在岩体构造图上,以确定原生构造的基
本几何形态。
第八章 岩浆岩体构造研究
(2)原生破裂构造研究
确定原生破裂构造与流动构造的关系 划分原生破裂构造类型,按岩体一定的构造部位和间距,
选择流动构造和原生破裂构造都发育的地段进行观察、测量和记录 —— 确定节理的性质,收集
节理 的产状数据,发育的频度,以及自岩体中心向边缘的变化情况和规律。然后可将其标绘于
岩体构造图上,还可将有关数据进行处理,编制原生节理等密图、方位图、直方图等。
区分原生节理和次生节理 岩体内的 次生节理 是由区域构造应力场作用产生的,其性质、方向
和分布与围岩中同期节理相似,并 可以连续延伸至围岩中,方向性和规律性都很稳定;而岩体
中的 原生节理 在分布部位上和空间几何方位上都有明显的局限性。为此必须详细测量和比较岩
体内外的节理,以正确区分它们。
原生节理中的充填物成分、结构、构造研究 统计被充填的节理占全部同类型节理总数的比例,
以进一步的构造分析和矿产资源的寻找。
不同时期和不同类型节理穿插切割关系研究 注意不同时期和不同类型 节理的穿插 关系,尤其
要注意研究不同 岩脉之间的穿插关系,这有助于确定不同类型节理形成的先后顺序。特别是某
些类型的节理被矿脉充填,这一工作就显得尤其的重要,它将直接指导我们的找矿方向和找矿
工作方法。
第八章 岩浆岩体构造研究
(3)岩体形成对围岩构造的影响
岩浆岩体在形成过程中必然会对围岩产生影响,就构造
影响而言,主要表现在:①由于岩浆贯入推挤围岩而 破
坏围岩的原有构造,改变其产状 ;② 形成新的褶皱 (穹隆 )
构造和诸如放射状断裂等,也改变了原岩的产状和连续
性、完整性。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,岩体次生构造的研究
岩体形成后,受构造运动影响,同样可以形成大量的各
种构造,并改变原有构造。因此,因注意 岩体内部褶皱 特
征、性质和形成机制的研究;以及 规模较大的次生断裂 的
研究。
岩体内规模较大的断裂通常是次生断裂其特点是:
① 切割或错开 原生构造及岩体相带;
②常伴有 动力变质作用 的发生,形成某些新生应力变质
矿物和构造岩带,在岩体内呈线 (带 )状分布,并延伸到围
岩中;
③ 岩脉呈有规律的定向分布 也指示次生断裂的存在。
第八章 岩浆岩体构造研究
(三) 岩体接触关系和形成时代研究
1,岩体接触关系 岩体与围岩接触关系从成因上 三种,
( 1)侵入接触 (热接触 ) 岩体侵入于围岩 (包括先存岩浆岩
体 )的接触关系。这种接触关系的特点是:
① 岩体边部有 边缘带和冷凝边,故原生构造发育;
② 岩体内部有 围岩的俘虏体 ;
③ 在围岩中可见到自岩体延伸的 岩枝或岩脉 ;
④ 环绕岩体的围岩有 接触变质 的现象,并呈带状分布,
变质程度距离岩体越远越弱。
这种接触关系反映 岩体的侵入时代晚于围岩 。
第八章 岩浆岩体构造研究
侵入接触面 的形态是多种多样的 —— 有平直状、波状、港湾状、
锯齿状、枝杈状和顺层贯入等等。对平直状的接触面而言,其
产状容易测量;但对复杂形状的接触面,需要通过一定距离内
的观察、选其代表性产状进行测量。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)沉积接触 (冷接触 ) 岩体形成后并暴露地表,遭受风化
剥蚀后又被新的沉积物所覆盖的接触关系。其特点是:
①在接触面下的岩体顶部存在不平整的 侵
蚀面和古风化壳 等风化剥蚀现象;
②与围岩接触处 不存在冷凝边,当然也就
无接触变质现象 ;
③岩体内的 原生构造或岩脉被接触面所截
接 ;
④上覆围岩中含有下伏岩体的岩屑、砾石
或矿物碎屑;
⑤接触面较平整。
沉积接触关系说明侵入 岩体形成时代早于
上覆地层时代 。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 3)断层接触 (构造接触 )
侵入岩体与围岩之间界
面是断层面。其接触带为
断层带,接触带中常有构
造动力变质现象。这种接
触关系可以确定 岩体形成
于断层之前 。
第八章 岩浆岩体构造研究
2,岩体形成时代确定
岩体形成时代确定具有重要的理论和实践意义 —— 指导普
查找矿和鉴定构造运动时代、期次;当前确定岩体时代的
方法主要有 同位素测年和地质年代法,这里仅介绍后者:
( 1)根据接触关系 如前所述,当岩体与围岩为:
侵入 接触 —— 岩体形成 晚 于围岩;
沉积 接触 —— 岩体形成 早 于围岩;
断层 接触 —— 岩体形成 早 于断层。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 2)根据岩体特征对比
当岩体侵入到某些尚不能确定的“哑”地层 (如古老地层、
无化石地层 )中,或上覆沉积接触地层已经被剥蚀殆尽,无
法利用接触关系来确定岩体形成时代,这时,只有 通过相邻
的某些已知时代的岩体进行对比以推测岩体的时代 。对比内
容包括原生的结构、构造、矿物成分、矿产、副矿物及其组
合、化学成分、微量元素等等,也就是 确定它们的同源性,
建立同源岩浆演化的单元-超单元系列,根据单元-超单元
岩体的形成规律确定岩体形成时期,因为同源岩浆演化形成
的单元-超单元系列基本是同期或同构造期的 。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 3)根据与区域构造运动关系
岩浆活动是构造运动的一种表现形式,岩浆作用
总是伴随某一时代的构造运动而产生的。如果 搞清楚
控制岩体形成的地质构造的时代,则岩体形成时代也
基本确定下来 。野外研究中,要注意岩体与构造的空
间几何关系和切割关系,据此即可较准确的确定岩体
形成时代。
第八章 岩浆岩体构造研究
( 4)根据相互穿插关系
在岩体广泛分布区,往往存在 多期侵入的复式岩杂体,可以根据复式岩体中
相邻两期岩体的相互穿插切割关系确定它们的生成顺序,其标志是:
① 具有 冷凝边 的岩体为晚期岩体具有 烘烤边和热接触变质
的岩体为早期岩体;
② 被 切割 或被穿插的岩体为早期岩体;
③ 具有平行于两岩体接触面的 流动构造 的岩体为较晚期形
成的岩体;
④ 具有 另一岩体成分的俘虏体 的岩体为晚期岩体。
研究岩体形成的先后顺序,对了解一个地区构造岩浆活动演化和构造变动史,
以及有针对性找矿都有重要的意义。
+ ++ +
+
+
+ ++ +++
+ +
++ ++
V V V V
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V
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