1、第三章 构造解析的内容和方法第一节 构造解析的基本研究路线构造解析 作为一种分析和解释变形地质体内部结构和构造规律及其演化的方法,它的基本研究路线可以概括为:在地质调查过程中,在不同尺度上把复杂的变形地质体分解成各个不同的构造要素或构造单体进行研究,着重分析其几何特征、力学性质、变形环境及其受力状况和变形过程,组合研究其关系,从构造发生、发展、复合、转化乃至再造的继续不断的变化中去认识各个构造要素或单体在时间上和空间上的相互联结,进而认识它们在地壳构造运动和演化中,在地壳和岩石圈整体结构中,各占何种地位、起什么作用,各属哪一构造变形层次和环境及变形体制或变形场 。同时还需把构造 沉积、构造 变
2、质、构造 岩浆、构造 成矿联系和统一起来,进而才有可能建立起一个地区构造事件发展的序列和相应的古构造型式,并在地壳运动的巨系统中,建立起一定尺度上的构造模型。 霍布斯曾以图解形式讨论了某一地质体内那些相互作用使岩石发生构造变形的各种因素及其相互关系 (图 3 1)。 从图 3 1可以使人们有可能获得这样一条认识构造的思路:即什么岩石,在什么环境条件下,受什么样应力系作用,以什么变形速率,在什么时间范围内,以什么变形方式才铸成今天这样的构造和组构。但地质上的认识常常是通过反序方法来完成的。我们现今在地壳表层所看到的构造形迹和构造组合,其地质历史发展环境和条件、经受的力学过程和运动过程、机制形成的
3、过程等,常常是人们无法直接经历和观察的,我们所能看到的只是过程终结的产物。因而只能通过分析、反演去探索构造发生发展的规律性;构造解析方法就是这种反序法的具体化。我们从图 32 ,大体可以看出一个完整的构造解析应该具有的内容和程序。构造解析流程图根据不同学者在各类变质岩区从事构造解析的经验,提出变质岩区的构造解析大体应有序地抓好下列 10大问题。即:(1)鉴别变质构造地质体的性质和类型; (2)解析地质体内部的面、线构造特征;(3)研究构造置换的过程和方式; (4)确定岩层面向及岩层界面的性质; (5)描述褶皱的样式和断层或剪切带的结构;(6)判别褶皱叠加干扰的格式和断裂复合的类型;(7)划分不
4、同变形相的构造群落,确定其组合的主导变形机制及其所属的构造层次;(8)厘定各构造发展阶段的变形环境和构造变形场;(9)恢复构造的演化序列,建立综合地质事件表;(10)建立构造组合系统 (型式 ),确定构造模型和构造控岩控矿模型。 第二节 构造几何分析在整个构造解析工作中, 几何分析 是最基本也是最重要的工作,是通过几何学的方法来描述地质构造现状。为此,首先要根据大型变形地质体内岩性和构造的特点将其分解为各个不同的单体,如成层岩系、断裂破碎带、韧性剪切带、褶皱体、构造透镜体、变质杂岩块、各种侵入岩体 。根据大构造内部各种构造要素,包括物理的和几何的要素 (H Davis, 1984), 如层理、
5、劈理、线理、节理、褶皱轴面、褶轴 。从形、位、样、量四个方面去进行全面的解析。不同的研究侧面有不同的观测对象,有不同的描述方法和不同的表达形式,有不同的几何参考面和坐标系。一、构造形体的解析构造形体的解析是以描述和刻画地质体内各个单体的空间形状、大小和产状为主的方法,其观测的几何标准是大地基准面和地理坐标系。因而通常用地质填图的方法对一个地区的地质构造加以描述。地质填图是一切地质工作的基础,也是构造解析的根本手段。一个地区地质构造和地质矿产研究程度如何,首先看该地区地质填图酌水平和质量。总的说来,一张好的地质图应当能够:(1)正确反映各种地质体的物质组成特征和时代;(2)正确标明各种构造单体,
6、诸如层状体 (岩层、岩席、顺层褶皱带、剪切带 )、块状体 (岩体、变质杂岩块 )、墙状体 (岩墙、岩脉、直立断裂带、剪切带 )以及其它构造单体的形状、产状及其空间分布;(3)恰当地表达各种地质体相互制约关系和接触关系; (4)合理地反映该区的地质历史。由上可见,地质图既是构造研究的结果,又是进一步构造研究的基础。因此,构造解析工作必须结合地质填图工作进行,并在地质填图的基础上进一步开展。 二、构造位态的解析 构造位态的解析一般是在详细地质填图的基础上,在选定的构造区段中,通过测定构造要素的空间产状和它们的相互关系,结合赤平投影或数理统计进行构造分析的一种方法,其研究对象是各类构造要素的空间产状
7、和几何性质 (图 3 3)。分析中十分强调构造的均匀性和构造均匀区段的划分,以及岩层或岩体的组构或组构域的概念,认为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。一定组构域内有一定型式的方位图解,反映该区段内面状或线状构造优选方位的性质和程度。 因此,构造要素的测量和测量数据的整理必须以构造均匀区段为单位进行。所谓 构造均匀区段 就是把研究区划分为许多较小的区段,使每个区段内的一种或几种构造在给定尺度上具有共同规律性,以区别于相邻区段的构造。区段的大小应根据构造解析的要求而定,尺度的大小应以能否控制最主要的构造几何特征为准绳,即应是面、线构造产状在空间上按一定格式排布的地段。通过大量观测数据在赤平投影图上的整理和不同型式构造方位图解的解释,以确定其组构的对称性和所示的构造几何性质。最后,要把各区段图解统一起来,通过不同型式和对称型的比较,对区域构造的几何特征作出判断。