成因矿物学构造地质学应用

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1、第八章成因矿物学在构造地质学上的应用第一节概述第二节不同力学性质断裂带应力矿物的应变特征第三节古应力值得估算第四节郯庐断裂带南段深层次塑性变形中应力矿物的超微构造特征第五节糜棱岩的化学成分及物质组分标型特征1、主要研究内容成因矿物学在构造地质学中主要涉及：1）在构造的作用下，不同力学性质断裂带的应力矿物的应变特征；2）矿物物性(光性、密度、磁性、电性、弹性波、导热性等)的变化标志；第一节概述3）矿物的化学成分(主成分、微量元素、同位素等)变化特征；4）矿物的波谱学参数以及矿物的显微构造和超微构造的变化特征；5）与板块构造有关的标型矿物特征；6）有用矿物(矿产)在各种构造环境下的赋存规律的研究。

2、2发展历史1）哈克尔最早提出“应力矿物”一词，但末完全被地学界所接受。2）李四光先生认为“应力矿物的研究是一种与地质力学有关的专业，值得进一步探索”；3）王嘉荫先生发展了应力矿物的概念，并把应力矿物与地应力作用和构造运动联系起来，出版“应力矿物概论”专著，此后国内巳无专人从事研究。近几年来也只有少数论文涉及到有关内容。4）国外提出了“板块矿物”的概念，在室内模拟实验和野外研究两方面部取得了一些进展。但国外目前进行的实验大多属于变形机制，而将实验结果应用到解释地学实际问题还需要时间。3、研究意义根据应力矿物应变特征的研究，可以1）确定矿物或岩石的应变类型：塑性变形与脆性变形；2）确定断裂带应力的

3、性质；3）确定宏观地质构造动力的方向；4）确定断裂活动次数，从而建立所研究断裂带的演化史。1、变形纹变形纹是塑性变形的产物，它是由于矿物晶格发生错动，而形成的一种滑移现象。变形纹能用来反映不同期次的构造活动。变形纹与斜长石双晶极为相似，但不那么规则，条纹数和方向也不固定，有的与c铀平行或斜交，有的与底面平行。第二节不同力学性质断裂带应力矿物的应变特征变形纹在石英颗粒中最发育，在其它矿物中也可见到，如碳酸盐矿物、白钨矿等。在石英晶格中，可见到一组变形纹或两组相交的变形纹，有时也能见到三组不同方向的变形纹和一组变形纹穿透相邻的不同方向的石英晶粒。王嘉荫先生认为“石英的变形纹可以反映压扭性的应力性质

4、”，从而可以帮助确定断裂带的性质，并且变形纹需要较高的压力才会出现。2.波状消光与变形条带这两种消光现象都是塑性变形的产物，也是由晶内滑移所引起。波状消光具有连续的过渡关系，转动物台时，消光显示波状。变形条带是带状消光现象，类似双晶，但不如双晶那样明显和规则，它是一种不连续的消光现象。这两种消光观象在石英、长石、辉石、碳酸盐矿物、白钨矿中均可见到，有时这两种消光可在同一晶粒中出现。3．吕对尔线吕对尔线即交滑移，交滑移就是两组滑移相交。交滑移发生在应力集中处，往往是破裂发生的位置。石英中的吕对尔线是由次生的气液包裹体充填一对交叉条纹构成。许多断裂带中的石英，常顺这两种方向裂开。在石英晶体中，可以

5、见到不只一组吕对尔线，表明岩石经受不止一次的应力作用。不同方向的吕对尔线的发育程度、包裹体大小与密集程度等都有差别。4．双晶由应力产生的双晶叫做机械双晶。在构造运动前、运动中、运动后的双晶都存在，可根据形态、受力状态、蚀变矿物及所处的位置区分原生双晶和机械双晶。如具有弯曲的双晶纹的矿物，被绢云母细脉穿切和交代，其双晶纹可能是运动前形成的。细至0.0002毫米的双晶纹可能在运动中形成。沿扭裂面分布的双昂纹方向和扭裂方向一致的双晶可能是重结晶的结果，是运动后形成，受残余应力控制。5．扭折扭折是高压下矿物为适应应力场而发生扭滑移，属于塑性变形。扭折常成带状，称扭折带。扭折是发生在晶体内部方位不同的条

6、带，这种作用使得如晶体上解理一类的标志线被扭弯，但相互间并没有失去结合力。黑云母的扭折比较常见，往往在黑云母扭拆带内有新的矿物生成，如有细小的屑石、绿帘石相，磁铁矿等，新的矿物生成，表明这是应力集中带，应力集中带可以引起成分转化。此外，扭折带的出现也可以指示所处的断裂带属于压扭性。6．矿物的裂纹与破碎矿物的裂纹与破碎属于脆性破裂，或属于塑性物质继续受力超过其极限强度而产生塑性破裂。如构造角砾岩、压碎岩等构造岩。塑性破裂和脆性破裂的区别，在于前者破裂时伴有塑性形变，后者无明显塑性形变．7．亚颖粒边界亚颗粒边界是发育在晶粒内的一种面状界面。在正交偏光下，转动物台，出现不均匀消光现象；在一个颗粒内可

7、区分若干消光位稍有差异的区域，即为亚颗粒。它由位错攀移作用所引起，可作为动态恢复的标志。8．重结晶重结晶与上述矿物各种变形密切相关，矿物的各种塑性变形与脆住破裂使颗粒变细及产生晶内位错而积存了应变能，处于不稳定状态，从而形成重结晶。应力场的研究，包括应力方向和大小两方面内容，并且应力大小的确定与应力方向的确定具有同等重要性。但是由于构造变形的长期性、多期性和复杂性，很难在变形的构造体中直接观测到古