构造解析的基础——地质制图

变质岩区构造解析的内容和步骤~

变质岩区构造解析应该包括以下几个方面或步骤。
1.构造的几何分析
构造的几何分析是构造解析的基础。变质岩区构造几何分析的主要任务在于确定和恢复构造的三维空间形态和方位。构造形态主要是通过详细的地质制图查明，构造的方位则主要是在某些特定的区段中，通过测定构造要素及其相互关系，结合赤平投影或数理统计进行统计分析。
变质岩区构造的几何分析常常强调以下两点：
（1）变质岩新生构造方位上的规律性是一切构造变形的基本几何特征。大到广袤山岳，小到一片露头，除了个别例外，它们的外形常常与其内部组成的条理分不开。这里所谓条，主要是指各种平行线状构造；所谓理，则是指各种面状构造。这种外形与内部条理之间的内在联系，是褶皱几何分析的主要依据。如果不同规模的褶皱都是圆柱状的，就可以根据小褶皱枢纽或b线理的产状确定可能存在的大型褶皱枢纽的产状。在一定地区，凡是这些构造相互平行，褶皱也必然是圆柱状的。同一世代的褶皱大都具有相同的轴面劈理或片理，从而可以根据大褶皱两翼上小褶皱枢纽的产状、褶皱变形面与轴面劈理或片理的关系确定大型褶皱的枢纽产状。
（2）由于变质岩区叠加褶皱的普遍存在，所以在构造几何分析中必须注意早期构造对晚期构造的限制和晚期构造对早期构造的改造等叠加变形。由于两期褶皱的叠加，它们所伴生的面理和线理的方位又有了新的规律性，因而需要对这些要素分区进行系统的测量，分别统计，利用赤平投影网探求它们之间的几何关系。在分析中，如果看到一套与褶皱轴面不对称的面理，而且从褶皱的一翼到另一翼方位稳定，构成一个大圆，那么就可以肯定，这套面理是晚期的。如果看到一期面理的投影不具一致的产状，则说明它受到晚期构造的改造。如果被弯曲成褶皱，则应考虑两期叠加褶皱的性质，是弯褶皱叠加于弯褶皱之上，还是剪褶皱叠加于弯褶皱；是弯褶皱叠加于剪褶皱，还是剪褶皱叠加于剪褶皱，不同的叠加类型均有其不同的几何图像。
构造要素的几何分析是一个复杂而多解的课题，这项工作的中心环节仍然是在野外露头上对地质构造的系统观测。
2.构造的样式分析
变质岩区构造的复杂多样是它区别于沉积岩区构造的特点之一。这种复杂性主要表现在一个不大范围内，具有不同世代的不同风格和特征的构造共存。因此，在变质岩区的构造分析中，不仅要十分重视各种类型构造的形态、大小和空间方位，更要注意它们产出的“样式”。
所谓构造样式是指一群有成因联系的构造总体的几何特征，正像一座建筑物的总体风格那样独具特色。
构造样式分析一般在褶皱的横截面上进行。解析的内容有：
（1）褶皱岩层厚度在空间上的变化规律；
（2）褶皱岩层之间的不协调性；
（3）褶皱的紧闭程度以及翼间角的大小；
（4）褶皱的对称性；
（5）褶皱转折端的弯曲型式；
（6）褶皱的圆柱状程度。
描述构造的样式，不仅要注意不同风格的褶皱或断层，而且要十分重视其内部组成的微观特征。详细解剖与褶皱有关的面理、线理，把变形样式与变形组构的研究结合起来。
3.构造变形相的分析
变质岩区构造之所以有别于沉积岩区构造，主要在于它是一种与变质环境有关的产物。因此，构造环境的分析有其特定的意义，对太古宇变质杂岩区构造环境的分析就尤为重要。
在变形环境分析中，可以引用地质学中关于“相”的概念。就是说包括构造岩石本身的各种构造，都是在特定变形环境中对变形条件的反映。因此，在野外通过对构造的研究，可以恢复其变形时的物化环境，探讨不同构造群所处的构造层次，进而阐明各世代构造之间的叠加关系和演化系列。
影响岩石变形环境的因素包括温度、围压、地球化学溶液、作用力方向和应变速率等等。这些因素都可以看成是岩石变形习性的函数。同类岩石变形表现为粘性流动或塑性流动，韧性剪切或脆性破坏，都与它们所处的变形环境有着密切的关系。不同的变形环境必然铸成不同变形相的构造。反之，同类岩石在相同的变形环境中以相同方式变形，也必然会产生同一变形相的构造组合。这样，就有可能根据已知构造样式的研究，去推定那些隐伏的、具有相同环境中生成的构造，用以指导区域的填图和找矿。
4.构造的序列分析
对具有多期变形的变质岩区进行构造解析中，构造序列的建立是认识构造生成及演化的根本。其目的在于透过多样复杂的叠加复合关系，探索构造形成顺序和排列规律，划分构造演化的阶段性。构造是以不可逆过程作旋回式发展的：一个变形旋回可分出若干构造幕，每一幕中又可以按不同的变形过程和变形方式所造成的不同样式的构造，划分成若干构造世代；同一构造世代中，又可根据同一变形环境和变形方式条件下生成构造的先后顺序再划分为若干次。构造的序列分析的任务就是把露头上看到的各种构造划归不同的世代，确定其生成的先后顺序。
研究构造的序列，首先要认识各种叠加褶皱及复合断裂的关系。这种关系表现如下：
（1）被变形的构造老于使其变形的构造；
（2）横切的构造晚于为其所切割的构造。
在野外实践上，建立构造序列必须抓住两个环节：一是主期构造，二是中间构造。主期构造一般是指一个研究地区的多期构造中分布广泛、特征清楚、参数多样、易于识别的一期构造。它们一般都能通过一定比例尺的系统填图，在地质图上得到表现。主期构造的变形面可以是层理，也可以是成层的片理或片麻理，它们在一个地区最终构造格局的建立上起着定型和控制作用。认识并确立了主期构造，就易于把先期构造加以恢复，对后期构造加以筛分。中间构造主要是两期变形之间发育的构造，如岩浆岩侵入体一类的构造。这些构造不一定是透入性的，但它们却反映了构造的不同阶段和条件。其中以岩墙群最为重要。实践证明，不同世代岩墙群往往各具有不同的组分、规模、方位和变形特征，成为划分不同构造演化阶段的标志。
当然，在变质岩区建立构造序列，还必须相应研究与构造有密切关系的变质序列及混合岩化序列。
5.构造的力学分析
构造力学分析的主要目的在于重建不同时期的变形场和构造应力场。例如，通过某些变形标志进行应变测量和进行递进变形分析，研究断裂带的力学性质，分析褶皱的形成方式等，从而重建当时的变形场和构造应力场，恢复起一个地区的应力 应变历史。
变质岩区构造的力学分析，一般包括以下几方面：
（1）构造在几何上的对称性往往由变形作用中的力、应力和内部运动的对称性所控制，通过岩层或岩体内部构造的对称分析，就可以揭示岩石变形时的运动状态和应力状态；
（2）分析构造的递进变化，即应变状态的改变和转化过程；
（3）分析构造样式的重大变化，这种变化可能标志着构造应力场和运动方式的重大转换，用以揭示构造发展的阶段性。
当然，对变质岩构造分析来说，建立在弹性力学基础上的许多准则已经不完全适用了。当我们在研究深层次的，或太古宙、元古宙时期的构造时，不能不充分重视高温条件下蠕变的重要意义，切忌简单搬用表层构造的力学分析方法。

读地质图的步骤和方法
　　1.看图名、图幅代号、比例尺等图名和图幅代号可以告诉我们图幅所在的地理位置。一幅地质图一般是选择图面所包含地区中最大居民点或主要河流、主要山岭等命名的。比例尺告诉我们缩小的程度和地质现象在图上能够表示出来的精确度。此外，还应注意图的出版时间、制图人等。
2.看图例通过图例可以了解制图地区出露哪些地层及其新老顺序等。图例一般放在图框右侧，地层一般用颜色或符号表示，按自上而下由新到老的顺序排列。每一图例为长方形，左方注明地质年代，右方注明岩性，方块中注明地层代号。岩浆岩的图例一般在沉积岩图例之下。构造符号放在岩石符号之下，一般顺序是褶曲、断层、节理、产状要素等。
3.剖面线有时通过地质图相对图框上的两点画出黑色直线，两端注有AA′或II′…等字样，这样的直线称剖面线，表示沿此方向已经作了剖面图。
4.分析图内的地形特征如果是大比例尺地质图，往往带有等高线，可以据此分析一下山脉的一般走向、分水岭所在、最高点、最低点、相对高差等。如果是不带等高线的小比例尺地质图，一般只能根据水系的分布来分析地形的特点，如巨大河流的主流总是流经地势较低的地方，支流则分布在地势较高的地方；顺流而下地势越来越低，逆流而上越来越高；位于两条河流中间的分水岭地区总是比河谷地区要高，等等。了解地形特征，可以帮助了解地层分布规律、地貌发育与地质构造的关系等。
5.分析地质内容应当按照从整体到局部再到整体的方法，首先了解图内一般地质情况，例如：（1）地层分布情况，老地层分布在哪些部位，新地层分布在哪些部位，地层之间有无不整合现象等；（2）地质构造总的特点是什么，如褶皱是连续的还是孤立的，断层的规模大小，它发育在什么地方，断层与褶皱的关系怎样，是与褶皱方向平行还是垂直或斜交等等；（3）火成岩分布情况，火成岩与褶皱、断层的关系怎样。
6.在掌握全区地质轮廓的基础上，再对每一个局部构造进行分析：（1）开始时最好从图中老岩层着手，逐步向外扩展，以免茫无头绪；（2）对每一种构造形态，包括褶曲、断层、不整合、火成岩体等逐一详加分析。例如褶曲类型，断层类型，各构造组合关系等。
7.把各个局部联系起来，进一步了解整个构造的内部联系及其发展规律，主要包括：（1）根据地层和构造分析，恢复全区的地质发展历史；（2）地质构造与矿产分布的关系；（3）地质构造与地貌发育的关系，等等。
以上所述不过是读图的一般步骤和方法。至于如何具体分析某一幅地质图和其中的每一种构造，具备基础知识的情况，必须通过实践来逐步掌握。

1.变质岩区地质制图的原则

地质制图是一切地质工作的基础，也是进行构造解析的基本手段。随着人们对变质岩区构造特点认识的深入，认识到变质岩区地质制图工作的原则和方法应与沉积岩区制图的原则和方法有所不同，一般采用“先构造，后地层，地层和构造工作并举”的工作方法。

2.变质岩区地质制图的步骤

在变质岩区，尤其在地层层序不清的变质-混合岩化强烈地区，地质制图可按以下步骤进行。

（1）填绘构造岩性图

在深变质杂岩区地质制图的最初阶段，只能填绘构造岩性图。构造岩性图包括两方面内容：

l）各种岩性单位，包括各类变质岩及其组合，各类混合岩、侵入体等等，按岩石露头圈绘，对其中具有控制意义的标志层或标志层组合以及各种构造要作详细的工作，注以标记；

2）均匀地标注各种构造数据，包括层理、面理、线理、褶皱、断层等的产状方位。

构造岩性图是一切地质图件的基础，是第一性实际材料，它的质量直接影响后续整个工作。这张图上一切界线都应该是实测的。因此，每一片露头都要圈定出来，逐步进行详细的观测。

（2）编制或填绘形面图

形面图是表示一个地区透入性变形面理空间展布趋势的图件，目的在于把一个地区的构造形象反映出来。因此，正确确定主期褶皱变形面的性质和展布就成为这项工作的关键。主期褶皱变形面可以是残余的层理，也可以是新生的面理，究竟选定哪种，应视测区岩石的变质程度及构造置换程度而定。

（3）选择关键地段深入进行构造研究

所谓关键地段，一般是指能比较直观地认识各种构造要素的几何特征、力学性质及其相互关系的地段。这种地段也是有利于恢复地层上、下关系，恢复一个地区地质历史的地段，如主期褶皱的转折端等地段。在这种地段上应进行深入详细的工作。现将其研究内容概括如下：

1）详细观测各种残余构造和新生构造，层理和劈理及其相互关系，以及不同期次劈理、片理和线理的产状特征和相互关系；

2）详细研究大小褶皱之间，褶皱与断裂之间，以及褶皱、断裂与其他构造之间，在产状和样式等方面的几何关系及成因关系；

3）详细研究主体构造的叠加干扰型式及各种小型构造之间的形成顺序；

4）结合岩石学和地层学的研究，鉴别变质岩石的性质及其演变，并查明岩石本身力学性质及不同形变环境中可能的变形习性。

（4）测制地质剖面和全面建立地层系统

在剖面工作中要注意以下几点：

l）剖面应尽可能横切主期褶皱的岩性单元，此外，还应有适当的辅助剖面；

2）要注意利用残余及新生结构要素的特点和关系，确定地层的正倒；

3）按一定尺度要求划分岩性组合，确定地层单元；

4）审定构造岩性图上各种地质界线的地质含义，确定地质界线及成图地层单元。

至于建立起来的地层系统是沉积褶叠地层系统，还是褶皱变质的混合杂岩地层系统，或是两者的结合，应依工作区的地质条件而定。

（5）成图阶段

按新审定的地层系统对构造岩性图及形面图进行全面综合，然后再到野外进行实地修图。在修图过程中，一定要注意叠加褶皱型式的多样性及古断裂的特殊性。

变质岩区地质图的图面结构一般是比较复杂的，为了避免图面负担过重，要求工作目的明确，有针对性地突出重要的地质现象。有时也可以采取单项制图，分别测制岩石分布图、构造图，甚至更详细的面理、线理分布图及混合岩化程度图等。

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