褶皱构造类型与鉴别

2025-03-12 23:16:21

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回答1：

变质岩区的褶皱构造要较沉积岩区不仅在形态上复杂，而且在成因机制上也是多样的，再加上多期（幕）叠加变形的广泛存在，致使高级变质岩区褶皱变形的观测与研究增加了相当大的难度。因此，变质岩区中褶皱构造的研究，无论从广度上和从深度上都要求研究者充分注意到这个实际情况，在不断反复实践中，从繁杂多变的客观现实中找出其内在规律。

1.高级变质区褶皱的基本特征

（1）褶皱行为及几何样式的复杂性，岩石发生褶皱的先决条件是岩石的各向异性、岩层的平均韧性和岩层之间的韧性差。褶皱岩层本身的变形习性不同，变形构造层次的差异都影响褶皱的行为和机制。随着地壳隆升，褶皱的行为也相应由深层的塑性流动褶皱（图片21～22）向剪切压扁褶皱，弯流褶皱和弯滑褶皱转变，从顺层同斜褶皱向开阔直立褶皱转变。因此，在高级变质区不同构造层次褶皱相共存。另外，多期变形作用使早期褶皱进一步压扁和剪切，导致了褶皱几何样式的复杂性。

（2）变质固态流变褶皱广泛发育，由于高级区早期变形主要以近水平顺层剪切流动变形机制为主，褶皱一般都具有变质固态流变的特点，是一类以韧性剪切流变机制为主导的褶皱构造。这类褶皱不论其褶皱面是层理还是面理，形成岩层内或建造内的同斜褶皱或无根钩状褶皱，这种早期褶皱常常不伴有轴面叶理，但是往往伴有流动线理。

（3）褶皱变形面种类繁多，变形面是指参加褶皱变形的所有面状构造。在高级变质区卷入褶皱的变形面不仅有原生层面，更多是次生层状构造、片麻理面和片理面；不仅有原生的不整合面，也有构造期形成的断层面、韧性剪切面和构造滑脱面，以及各种侵入岩体的接触面。卷入褶皱的岩层不仅有原生的和经构造置换而形成的沉积岩层和火山岩层，也有新生重建的假层状侵入岩。因而，在变质岩的同一构造部位上，往往造成各种不同质的变形面先后卷入同一褶皱构造系统之中。由于卷入褶皱的变形面的性质不同，它们的先存产状自然不完全平行，甚至明显斜交，当它们同时卷入较晚一期褶皱时，两种变形面将会产生不同样式的褶皱。

（4）叠加褶皱广泛发育，早期褶皱形态和位态受叠加干扰而变异，形成了特征的高级变质岩区褶皱叠加的构造图案。并在先存褶皱的不同构造部位发生增褶皱作用或去褶皱作用的改造，在增褶皱作用的部位上，岩层受到进一步挤压，导致褶皱更加紧闭，反之在去褶皱的部位，岩层受到拉伸而舒展，导致褶皱变得更加开阔。

2.褶皱几何样式

变质固态流变构造主要发育于不同质的变质岩层内，一般以强烈弯曲、压扁和被动剪切为其特色。其基本几何特点可以概括为以下几个方面：

（1）在变质岩层内，褶皱的能干岩层往往形成紧密同斜弯曲，其规模取决于卷入褶皱岩层或岩系的厚度及其受限的韧性剪切带的规模。大型平卧褶皱的规模常常以数千米、数十千米、甚至上百千米计。各种位态的小型流变褶皱更是随处可见，显微尺度的褶皱也屡见不鲜。大小构造之间往往具有多级组合的特征。

（2）在一定构造区段里，往往形成发育成熟度不等、倒向相同的不对称褶皱系列，其基本对称型式多为单斜对称和三斜对称。按其截面上的褶皱面形态，可归结为图3-2-10所示的序列模型，此模型可以反映流变褶皱从萌芽到成熟的发展过程。随着褶皱的递进演化，先形成的褶皱甚至旋转形成共轴叠加褶皱或被剪切和拉断成无根褶皱或褶皱构造透镜体。

图3-2-10 变质固态流变褶皱的几何模型

（据Hansen，1971）

W为褶皱宽度，H为褶皱短翼高度

变质固态流变在三维空间上大多数呈非圆柱状，各级枢纽斜列分布，并呈波状弯曲，即所谓豆荚状褶皱，因而同一露头上测量的主褶皱和次级褶皱的局部枢纽产状往往不一致。褶皱枢纽的弯曲度，同样反映褶皱岩层的流变状态及其在几何上的成熟度。如从平直一舌状一鞘状。

（3）褶皱形态明显受岩石变形习性的控制，这些褶皱一般都具有被动褶皱和压扁褶皱作用的构造效应。流变褶皱的发育特点是：在纵向上不协调，在横向上不均匀。在纵向上，褶皱层上下往往受韧性剪切带的控制，使各层褶皱的发育彼此独立。在褶皱体内，各层之间，由于岩层的能干性和厚度、黏接度等习性不同，褶皱往往具有不协调和半协调变形特征。在横向上，不同区段褶皱的发育程度不完全相同，因而，在变质岩系（岩套）内，变质固态褶皱常常显示出同相多样的特点。

（4）固态流变褶皱最根本的特点是在中深构造层次中褶皱体内透入地发育轴面叶理和拉伸线理。流变褶皱与这两种透入性构造，连同石香肠和同构造分泌脉一起，共同组成了一个新生的变质固态流变构造群落。相关的面理和线理，其发育状况往往随卷入褶皱岩层的变质程度而不同。在深变质岩层褶皱中，由于岩石所处温、压增高，出现不同程度的熔体，引起变形机制的明显改变，出现了不显轴面叶理的褶皱，并形成了流动线理，高级变质的同构造矿物相应产生，在片麻岩层中，出现粗大矿物如角闪石及拉长斜长石、钾长石等的定向排列，构成矿物线理。

3.褶皱的类型及其特点

对高级变质岩塑性流变褶皱的分类，目前尚无统一的意见。一般多按其发育的变质岩石的类型和褶皱形态加以描述，但这不是构造学的分类原则。在参考前人对变质岩塑性流动褶皱分类的基础上，依据褶皱几何形态特点、形成机制和伴生的组构要素特点，结合大青山-乌拉山高级变质岩研究成果，将高级变质岩褶皱分为顺层固态流变褶皱、深熔流动褶皱和紧密压扁褶皱三个基本类型。

（1）顺层固态流变褶皱：顺层固态流变褶皱是指被限定于不同尺度顺层韧性剪切带内的层内或建造内的流变褶皱，褶皱的变形面为早期岩性层。这种类型的褶皱主要由于近水平顺层剪切变形作用造成的，发生在地壳深部构造层次上的熔体相与塑性固相共存的环境中，褶皱形态受黏性较大的固相岩层控制，单个褶皱规模较小，形态为不规则流动状，在XZ面上为不对称流动状、肠状，在YZ面上，为闭合或半闭合的眼球形态，有些部位上为完全出露的鞘褶皱，反映了极大的剪切流变特征。在空间上，褶皱呈群集中分布在塑性流变层内部，而在周围变形弱的岩层中并被发育，所以它们为非透入性的构造形迹。虽然它们多数被后期构造变形改造呈多种位态，但其轴面总与其所赋存的层型界面平行或近于平行。由于这类褶皱的形成主要受层型界面的构造控制，在外貌上又与成分层平行，故称为顺层固态流变褶皱。

（2）深熔流动褶皱：主要发育于高级变质区，与顺层固态流动褶皱相伴生，其发育背景通常与高级变质作用条件下部分熔融作用有关，是由浅色熔体流动变形构成的，故此称为深熔流动褶皱。可见规模一般都不很大，构造方向也不稳定。难熔固态岩石形成无根褶皱、被动流动褶皱、肠状岩脉，而强硬薄的难熔层构成叠加褶皱及构造透镜化褶皱。熔融浅色体顺层流动则形成不规则状流动褶皱、肠状褶皱和顶厚褶皱，如果熔体在流体过程中受阻或液压增大，造成熔体的底劈作用，则形成层内底群褶皱。在熔体与固体相接触的部位上，如果受到横向挤压作用，在脉体的一边发生流动，形成平直边界，而在另一边形成了不规则状弯曲（图片23～24），这是熔融脉体的特殊类型的构造。

（3）紧密压扁褶皱：紧密压扁褶皱是一种近水平挤压构造变形作用的产物，这类褶皱的变形面可以是原始层理，也可由变质变形成因的新生面理或变质条带构成。一些大型褶皱的变形面常常是早期构造的滑断面。紧密压扁褶皱可以是对称的，更多是不对称的，其主要流变方向多垂直于褶皱轴，多为B型褶皱。在变形相对较弱的部位上，褶皱为开阔宽缓褶皱，轴面近于直立（图片25），变形面保留完好，可以通过包罗面确定变形面的原始产状。在变形强烈的部位上形成紧闭同斜褶皱或无根钩状褶皱，轴面叶理十分发育，置换了早期的变形面（图片26）。

4.褶皱观测研究主要内容

研究小型褶皱的意义在于搞清小褶皱与大构造间的关系，从而认清区域构造格架。这方面，以往主要有两种认识：一种认为小褶皱是大褶皱的缩影，小褶皱的样式和性质直接反映着区域大褶皱的特征；另一种观点认为，小褶皱与大褶皱有一定的几何上和成因上的联系，但联系并不紧密，基本属于从属褶皱。高级变质区见到的小褶皱，包括叠加褶皱，多属于顺层滑移流动褶皱，其成因以及与区域构造格架的关系，是个较为复杂的问题。从变质构造相、构造形迹组合与构造序列的观点来看，对发育在高级变质岩中的小褶皱，首先应从时间上划分开来，不应笼统地将发育在变质表壳岩中和发育在各类片麻岩中的小褶皱按同时性原则进行研究，而应分别进行专门性资料的收集。在分别研究的基础上，再讨论它们可能分别与何种大构造相关。重建变质表壳岩褶皱样式的难点还在于变质表壳岩形成褶皱之后，遭到了多期次区域性花岗质深成岩侵位的破坏和改造，以及多次不同层次的韧性变形带形成时对早期褶皱的再改造。因此，在野外工作过程中，只要能充分注意到这种复杂局面，在搜集各种实际资料时，要特别注意以下几个方面资料搜集和研究：

（1）褶皱符号及标注，在野外工作中，应统一褶皱类型命名标准和图例代号。在露头观测中应按褶皱的产出状况判别褶皱的形成顺序。褶皱的代号一律用大写字母F表示。再按形成顺序分别在F的右下角标记阿拉伯数字，第一期褶皱为F₁，第二期为F₂，……同时在地质手图和地质图上都应注明不同类型褶皱的产状。

（2）标志性褶皱样式的建立，由于变质岩区褶皱形态的复杂，多期次的叠加，对褶皱的研究会感到茫无头绪。通过标志性褶皱样式的建立，识别出同期褶皱在区域中横向变化规律。对标志性褶皱的研究，也可以通过构造剖面测制来完成。选择露头好，构造类型齐全，褶皱叠加区段分明的剖面线，逐段进行详细观察，采样，最终也能达到目的。

（3）褶皱构造解剖区的选择与观察，针对不同的目的和不同的褶皱期次，为了了解同期褶皱在研究区的变化，需要布置不同重点解剖面作褶皱构造解剖。如为了研究叠加关系，就需要在早、晚两期褶皱转折端重合处作为重点区；为了研究后期褶皱特点，只有在早期褶皱的翼部，后期褶皱的转折端叠加区；为了了解早期韧性剪切带在后期褶皱中卷入程度，为了研究岩体与褶皱关系，都需要在特定地段投入重点研究。通过构造一岩性填图，在广泛了解区域褶皱概况基础上，选择重点地区作构造解剖就成为必要。

（4）褶皱形态和变形面的观测，褶皱形态的观察应该是立体的，即从不同的断面上去观察，并通过照相和素描将褶皱类型记录下来，这样才能真正了解褶皱形态特征。如鞘褶皱在YZ面上表现为封闭圆形，而在XZ面上表现为不对称形态，并能显示物质流动方向。在研究褶皱形态的同时，要了解发生弯曲的变形面是哪一组面状构造，因为不同性质和不同期次的面状构造发生褶皱后，尽管其形态相似，但对确立构造事件的意义却不尽相同。

（5）褶皱要素以及和褶皱伴生的其他构造要素（如轴面片理、线理构造等）产状数据的系统测量。这些是褶皱野外观测的重要内容，这些数据的获得是室内统计研究工作的基础。为了研究细微组构特点，应采集定向标本。

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