在变质岩区构造研究时,首先应采用地质构造制图方法。地质构造制图的过程就是搜集研究变质岩区构造所必需的基本资料和各项数据的过程,但由于变质岩区构造本身的特殊性,因而其制图的步骤与方法也同沉积岩区的制图不尽一致。
首先,变质岩区的制图应先构造、岩石,后地层。其次,在填图过程中,对小构造(劈理、线理)的观察和测量非常重要,而且常需测量大量数据,以进行其几何关系及变形和变质作用的运动学、动力学的分析。最后,在变质岩地区对一些基本构造现象(如不整合、断层等)的鉴别,往往也有其不同于沉积岩地区的标志。
1.填绘构造岩性图
因为变质岩中的构造置换作用比较普遍,地层层序一时难以搞清,无法按规范要求测制地层剖面及划分地层的填图单位。因此,只能将各类变质岩及其组合、各类侵入岩与混合岩等作为岩性单位填在图上,将所观察到的褶皱、断层、线理等的性质、产状、新老关系等用符号、数据标在图上,从而绘制出构造岩性图。在填图过程中注意以下三点:
(1)采用露头圈定方法填图而不采用路线穿越方法。因为工作开始阶段难以确定和布置横切岩层走向的观测路线。
(2)制图过程中要仔细寻找各种残余的沉积岩原生构造,并实地鉴别地层的顶、底面。
(3)还应注意有无具控制意义的标志层,如发现有岩性稳定、厚度不太大、分布较广泛的标志层,应注意标绘。标志层可以是残余的层理,也可以是变质岩的组合层。在具体工作中,要视置换程度的强弱而定。
2.编制变形面图(亦称形面)
变形面图是表示一个地区透入性变形面的分布图。编制变形面图的目的在于反映一个地区总的构造面貌。由于变质岩区均系多期构造的复合叠加,因此变形面的选定可以不止一个,应注意区分主次。一般反映主导褶皱期构造面貌的变形面应是在全区广泛分布的残余层理或新生面理。非主导褶皱期的变形面图可以作为主导褶皱期变形面图的补充,这样有助于进一步研究各变形-变质阶段的构造特征。
3.选定重点构造研究地段
重点构造的研究是变质岩区构造研究中具有关键意义的一个环节,如果说构造岩性图与变形面图的绘制是变质岩区构造的普查,那么这里所说的重点构造研究则是变质岩区构造的详查。因此,重点构造研究地段应是能够观察到各种构造要素的几何特征、力学性质及其相互关系,以恢复变形历史的地段。重点构造研究的内容有以下几个方面:
(1)详细观测各种残余构造,注意寻找原始层理,确定地层层序的正倒。
(2)分别测量不同级别的大小褶皱枢纽与轴面的产状,研究褶皱形态特征与成因机制。
(3)分别测量不同期次新生面理与线理的产状,研究其特征及其与褶皱的几何关系和成因关系。
(4)研究断层的性质、特征、产状及其与褶皱的成因关系。
(5)详细研究各期褶皱叠加关系及其干扰型式,结合面理、线理与断层等构造,分析其形成顺序。
(6)结合地层学与岩石学的研究,阐明变质岩原岩的性质、变质作用的演化发展及其与构造变形的成因联系。通过以上研究,可以区分出原始沉积地层系统与褶皱变质地层系统。在此基础上再分别测制地层剖面,检验构造岩性图上地质界线的含义及其划分是否正确等。在构造研究过程中必须注意收集和大量测量各种面理、线理的数据以供室内编制赤平投影图和分析、验证其先后关系。
小结
虽然经过变质作用,但变质岩仍可以保留原岩的构造特征,又产生了新生的构造,使得变质岩区的构造更加复杂。韧性剪切带主要依靠显微构造进行研究,我们要将显微构造与野外宏观构造特征结合起来,通过显微构造研究,更好的掌握韧性剪切带野外特征。
复习思考题
1.变质岩区构造有哪些特征?
2.糜棱岩的基本特征。
3.韧性剪切带的基本特征。
4.韧性剪切带的运动学指向标志有哪些?
5.Sibson断层双层结构模式。
6.韧性剪切带的研究意义。
7.变质岩区的构造研究方法有什么特点?