第八章构造地质学野外基本工作方法章节练习

第三节 褶皱的野外观察与研究 在野外地质调查或填图过程中，对褶皱这一最基本的构造形迹进行观察与研究 ，是揭示某一地区的地质构造及其形成和发展的基础，故通常被野外地质工作者所注重。 一、常用分类方案 可从不同角度对褶皱构造进行分类，现择其常见者概述如下。 1褶皱位态分类 褶皱空间位态主要取决于轴面和枢纽的产状，根据轴面倾角和枢纽倾伏角将褶皱分成七种类型。褶皱位态分类简表 序号类 型特 征 轴面倾角枢纽倾伏角直立水平褶皱9080010直立倾伏褶皱90801070倾竖褶皱90807090斜歪水平褶皱8020010 斜歪倾伏褶皱80201070平卧褶皱020020 斜卧褶皱轴面及枢纽的倾向、倾角基本一致；前者倾角 2080，后者在轴面上的侧伏角为 20702褶皱形态分类 主要根据各褶皱形态的相互关系和厚度变化进行分类。 （1）根据各褶皱层的厚度变化分类：平行褶皱主要特征是：褶皱面作平行弯曲；同一褶皱层的真厚度在褶皱各部位一致；弯曲各层具同一曲率中心；向下消失于滑脱面上。相似褶皱主要特征为：褶皱面作相似弯曲；各面曲率相同，但无共同的曲率中心；两翼变薄而 转折端加厚；平行轴面量出的视厚度在褶皱各部位相同；褶皱形态随深度的变化保持一致。 （2）兰姆赛的褶皱形态分类。兰姆赛（Ramsay，1967）根据褶皱横截面上褶皱层厚度变化和等斜线的形式将褶皱分为 3 类 5 型，目前已被广泛采用。 型褶皱等斜线均向内弧收敛，内弧曲率大于外弧曲率。再根据厚度变化细分为三个亚型。 A型褶皱褶皱层的厚度在转折端部分比翼部小，可称顶薄褶皱。 B型褶皱褶皱层的厚度在各部分相等，是理想的平行褶皱。 C型褶皱转折端的厚度比翼部的略大，是平行褶皱和相似褶皱的过渡类型。 型褶皱等斜线相互平行，内弧和外弧的曲率相同，为典型的相似褶皱。 型褶皱等斜线向外弧收敛，外弧曲率大于内弧曲率，为典型的顶厚褶皱。 3其他分类方案 为便于对褶皱描述，可根据褶皱两翼之间的夹角（翼间角）大小，将褶皱描述为平缓（180120） 、开阔（12070） 、中常（7030） 、紧闭（305） 、等斜（50）几种类型；还可以根据褶皱转折端的形态将褶皱描述为圆弧（滑） 、尖棱、箱状褶皱和扰曲等。 70二、褶皱观察内容 野外对褶皱研究首先是几何学的观察，目的在于查明褶皱的空间形态、展布方向、内部结构及各个要素之间的相互关系，建立褶皱的构造样式，进而推断其形成环境和可能的形成机制。其观察研究要点可概括为以下几个方面。 1褶皱识别 空间上地层的对称重复是确定褶皱的基本方法。多数情况下，在一定区域内应选择和确定标志层，并对其进行追索，以确定剖面上是否存在转折端，平面上是否存在倾伏端或扬起端。在变质岩发育且构造变形较强地区，要注意对沉积岩的原生沉积构造进行研究，以判定是正常层位或倒转层位；利用同一构造期次形成的小构造对高一级构造进行研究恢复。 2褶皱位态观测 从上述褶皱分类方案可以看出，褶皱位态需要轴面和枢纽两个要素确定。对于直线状枢纽或平面状轴面，只需测量其中一个要素就可以确定褶皱的方位，但不能确定其位态，因为具有相同枢纽方位的褶皱具不同的位态，轴面可以是曲面，枢纽也可以是曲线。 实际工作中，露头上可见的褶皱全部暴露时，可用罗盘直接度量其枢纽的倾伏向、倾伏角和轴面的倾向、倾角（获取轴面产状应借助轴面劈理且要慎重）。若枢纽、轴面为曲线（曲面），则必须测量若干代表性区段的产状来说明二者的变化。当褶皱没有完全剥露时，只要能测量出褶轴（或枢纽）、轴迹、轴面三个要素中任何两个要素，就可用赤平投影方法求出另一个的数据；对大型褶皱的轴面和枢纽则需要用或图解求导。 3褶皱剖面形态 褶皱形态一般是在正交剖面上进行观察和描述 。由于露头面不规则和褶皱本身形态、位态等方面的复杂性 而使褶皱轮廓可能呈现出一个多解的画面（畸变面） 。故观察视线应与枢纽保持一致，沿其倾伏下视进行。只有对不同位置、不同方向出露的形象进行综合分析才能得出褶皱的真实形态。 对褶皱横剖面形态的研究应侧重于枢纽、轴面、转折端形态、翼间角、轴面、包络面以及波长和波幅等褶皱要素、参数的观察、测量和描述 。根据情况可自行设计表格，将上述诸项信息存集备用。 4褶皱样式 对褶皱研究 ，不仅着眼于其形态、位态，还必须研究它们的样式。F.J.特纳和 L.E.韦斯（1963）将褶皱样式分为 10 种类型，其依据可概括为： （1）褶皱层的平行性或相似性。 （2）褶皱的不连续性及不协调性。 （3）褶皱的紧闭性和翼间夹角大小。 （4）褶皱的对称性。 （5）成双的共轭褶皱等特征。 褶皱样式有许多是取决于两个褶皱面之间的单层横截面的形态，上述兰姆赛的分类可视为表达褶皱基本样式的方案之一。为研究褶皱样式，必须取得岩层倾角和相关的厚度等原始数据资料。这些资料可以从顺枢纽方向的有关图件上、露头或手标本上、素描图上或相当于正交剖面上进行收集。在野外工作中，如果褶皱出露良好，且断面相当于正交剖面，全部工作可以直接在露头上操作。根据一定间隔测量有关厚度的参数，分别编制厚度变化曲线图，并与相关图示的标准线进行比较，即可确定褶皱的形态类型或样式。 影响褶皱样式还有另外一些因素，如卷入褶皱的岩石类型、组成褶皱岩层的能干性的差异等。在相同变形条件下，弱岩层易发生塑性流变，因此，褶皱样式随岩层能干性而发生变化。若强弱岩层相间，一般情况下板岩可能形成尖棱状褶皱，而砂岩则可能形成圆弧状褶皱，二者组合为尖圆褶皱样式；如果两强硬层间距很大，其间弱岩层形成独立小褶皱，则构成不协调褶皱；若间距很小，两强岩层一并弯曲变形而形成协调褶皱。这些构造类型在实习区八角寨、孤山口、拴马庄等区段均有发育。 5褶皱的伴生构造 在褶皱形成过程中，不同部位的局部变形环境可有差异。褶皱层的某段可以伸长或缩短，而有些部分则无任何应变。因此，褶皱不同部位形成不同类型的派生、伴生小构造可与主褶皱保持一定的几何关系，各自从一个侧面反映出主褶皱的基本特征。借助这些从属构造阐明大褶皱的几何特征，分析褶皱形成机制及发育过程是野外地质工作中常采用的手段之一。 （1）褶皱两翼的小构造。层间擦痕（线）的观察与测量可用以判断相邻岩层相对位移方向和主褶皱转折端位置以及类型（水平褶皱、倾伏褶皱、A 型褶皱、B 型褶皱等） 。对翼部从属褶皱观察与测量 ，可据其不对称类型（S 或 Z 形） 、倾伏方向来确定它们处于大褶皱的位置并进一步恢复大褶皱总体形态。 （2）褶皱转折端的小构造。观察节理和小断层的类型、特征，鉴别其力学性质，测量其产状要素，利用它们的组合系统和方位分析转折端的应力、应变状态；对从属褶皱类型（M或 W 形）及其随剖面深度的变化状况 ，也是研究内容之一；在这些资料的基础上再结合地层时代关系确定褶皱性质（背斜、向斜） 。另外，还应认真观察转折端的虚脱现象及被岩浆、矿液充填的情况。 6叠加褶皱的野外研究 （1）叠加褶皱的识别准则。露头上直接观察小褶皱 重褶与否，是判断叠加褶皱的最可靠标志。当早、晚两期褶皱要素不平行时，露头或填图尺度（大、中比例尺者尤为明显）可呈现一系列封闭状的各种图案，如“蘑菇形” 、 “新月形”等，实习区萝卜顶、二亩岗叠加褶皱区段即为典型实例；其次是陡倾或倾竖褶皱的广泛发育。可将叠加褶皱的识别准则具体概括若干点以便实践操作：早期褶皱的轴面、变形面、枢纽等构造要素在后期褶皱作用中发生明显的变形和变位；晚期面理、线理等新生构造要素的出现；眼球状等封闭褶皱构造的出现；原生示顶构造与褶皱 伴生构造指向矛盾；重褶现象及双重褶皱要素存在；两组不同类型和不同方位的面理或线理有规律的交切；与同期褶皱规律不相符合的反常小褶皱出现。 （2）判断重褶露头所处区域叠加褶皱的部位。应用兰姆赛的三类五型基本型式、层理和劈（片）理关系及小型褶皱 特征很容易判别其所处区域构造的部位。如在露头上看到小褶皱重褶，则这个露头可能处于早期褶皱的转折端；若在露头上看到 S0S1S2，这个露头一般归属叠加褶皱的翼部；若看到 S2和 S1呈直交，这个露头可视为后期褶皱转折端部位。 （3）叠加褶皱型式判断。根据褶皱的构造 要素，主要是两期叠加褶皱的轴面和枢纽的叠加关系可划分叠加褶皱的型式 。 （4）叠加褶皱观测要点及图面表达方式。叠加褶皱在三度空间上的形态和位态；不同期次的面理和线理的测量 统计及分析；建立褶皱形成序列；叠加褶皱的表达方式可分为剖面表达在剖面的上方或地下深处用虚线示出重褶图形，剖面本身仍按常规画出岩性花纹及晚期面理；构造纲要图表达在图面上用不同的符号、线条示出各期褶皱轴迹，在晚期褶皱轴迹通过处，较早形成的地质体如岩脉、地质界线、早期断层或剪切带等也应协调变化。 7观察研究褶皱的一般程序 在地质调查过程中若发现露头良好的褶皱正交剖面时，应做如下观察、描述、测量和记录。 （1）定观察点和制图，记录褶皱的地理位置和所处的大褶皱部位。 （2）褶皱发育状况及相关地质概况：褶皱核部和两翼的地层及岩性；褶皱两翼、枢纽和轴面等要素的产状；褶皱对称性；褶皱在强层和弱层中发育的差异性；褶皱伴生组合要素及各自表现特征；尽可能实地收集不同部位岩层厚度及其变化等原始资料并在正交剖面上拍照。 （3）根据收集的数据、资料和信息对褶皱形态、位态、样式等初步进行几何学分析；经综合归纳和深入研究后再对其成因机制和运动学进行解释。 8区域大型或叠加褶皱的厘定 对露头尺度上的褶皱构造 详细观察、测量、描述和分析，旨在进一步于大尺度上厘定或在地质图上圈定大型褶皱或叠加褶皱的构造 轮廓和型式，重建变形演化历史。为此，应对下述相关构造准则给予关注并充分利用。 （1）地层变新方向。用于褶皱构造分 析的地层学方法是，应按正确的地层顺序鉴别出某一地区内各岩组的层序，据其现存布局确定总的构造特征。如利用原生构造确定地层的变新方向或鉴定地层的正常与倒转。利用次生构造确定地层变新方向或正常与倒转也很有效。尤其利用轴面劈理判别地层变新方向已成为野外工作时一种必须掌握的方法和手段。雷斯（Leith，1905）法则指出，劈理（S1）与层理（S0）同方向倾斜，若S1S0，为正常层序，而 S1S0，为倒转层序；劈理与层理 反向倾斜，为正常层序。另外，在褶皱转折端处层理和劈理则为垂直关系。 （2）构造面向。指在轴面上垂直于褶轴并指向较 新岩层的方 向，若构造面向方向指向上，称上向构造或表述为正面朝上；面向指向下，称下向构造或表述为正面朝下；构造面向方向倾伏角小于 30，则称侧向面向。地层变新方向或正面向上、正面向下只解决地层的局部正倒问题，而构造面向则是在区域上研究地层的变新方向。 在实际工作中，先利用原生构造或次生构造确定地层的变新方向，然后在轴面上确定构造面向。一般认为，如果只有一期褶皱作用，褶皱有一致的构造面向；如果大区域是下向构造，一般存在有大型倒转褶皱或推覆构造；如果在同一褶皱中沿其轴面上向构造和下向构造均有发育，无论有无双重转折端出现仍能厘定有叠加褶皱存在；若有两期褶皱叠加，则应在晚期轴面上确定构造面向，不同构造面向的分界面，就是早期褶皱的轴面位置。 （3）构造降向。构造降向包括褶皱降向和劈理降向。野外工作中前者易于识别且便于操作，故先予简单介绍。所谓褶皱降向是指在褶皱横剖面所在的平面中，旋转的上部分量所指的水平方向。地形线在S 上的构造面向利用大褶皱翼部从属褶皱的降向可以确定其转折端之所在，即在一个剖面上从属小褶皱降向发生改变了，说明可能存在大型背斜或向斜。实际上，褶皱降向（vergence）与 S 形、Z降向旋转上部分量垂直褶轴平面形不对称型和 M 形、W 形对称型小褶皱组合样式可以结合起来研究。顺沿枢纽倾伏方向观察，不对称型者从长翼到短翼的变化，即小褶皱轴面倒向短翼方向这种现象在有的文献中称之为褶皱倒向（vergence ，与褶皱 降向为 同一词）： S 形为左行或逆时针倒向；Z 形为右行或顺时针倒向。如果在大一级褶皱转折端发现 M形或 W 形对称型小褶皱时，可据 S、Z、M、W 各形在不同部位的组合特征以及褶皱倒向或（和）褶皱降向的相关指示规律等相互佐证以求准确恢复大型褶皱是背斜还是向斜，如图 8-13 所示。仅从该图判读可以看出，其褶皱降向相背是向斜，相向则是背斜。在多期褶皱变形地区，还可用上述综合标志来确定不同世代大褶皱转折端的位置，只不过判断要素复杂些。 劈理降向是指垂直于组构面交线的平面内，晚期组构面（如 S1）为平行早期组构面（如S0） ，其旋转的上部分量的水 平投影所指的方向。在任何情况下，晚期组构面（如 S1）都应当通过上部锐角来旋转（图 8-14） 。若劈理降向相向是背斜，反之则为向斜（图 8-15） 。在实组构面交线 际运用该准则进行构造分析时，要考虑诸如岩性及其组合、劈理性质及其组合、后期改造及其世代关系等因素。 前述地层变新方向、构造面向、构造降向诸准则均代表构造极性。一旦构造极性在野外能够正确厘定，就可对褶皱构造确切命名，如背形向斜、向形背斜等。但若在地质背景复杂区段进行构造解析工作，则涉及面更为广泛，仅从图 8-16 就可看出褶皱样式与构造面 向所具有的数种配置关系。因此，在野外地质调查过程中确定区域大型褶皱和叠加褶皱所运用的方法有多种且要综合分析和相互验证。研究者可在实践中不断探索和积累。 第四节 节理的野外观察与研究 节理是野外常见的构造类型。节理的性质、产状、期次、组合、发育程度和分布规律与褶皱、断层乃至区域构造等有着密切的成因联系。对其详细研究有助于对某一地区各类地质事件深入分析和了解。 1野外观察区段（点）的选择与布置 在野外地质调查或地质填图过程中，一般根据专题研究和要解决的问题来选择布置观察区段（点） 。每一观察区段（点）的范围视节理的发育情况而定，一般要求几十条节理可供观测，而且最好将其布置在既有平面又有剖面的露头上，以利于全面研究解析。 2观测研究内容 （1）在任何地段观测节理，首先要了解区域褶皱、断裂的分布特点以及观察区段（点）所在的构造部位，区分不同岩性的地层或其他地质体，观察和测量 其中不同性质的节理。常用记录格式如表 8-3；也可根据实际情况和要侧重解决的问题另行设计表格。 表 8-3 节理观测记录表 （2）区分节理的力学性质来厘定张节理、剪节理或羽饰构造等类型。一般是根据节理特点（如产状变化、光滑程度、充填情况） 、组合型式以及尾端变化（如分叉、折尾、马尾状）诸方面因素来综合确定。 （3）节理若被脉体充填，调查时要尽量收集脉体产状、规模、形态、间隔、充填矿物的成分及其生长方向等资料；根据节理或脉体特性进行分组；以及它们之间交切、互切、限制、追踪和矿物生长方向来分期配套以确定形成的先后顺序。制作素描图或拍照示出其形态和相互关系。 （4）在选定地点内对所有节理产状进行系统测量。测定方法和岩层产状 要素测定的方法类同。为特殊目的需要，如为确定某一组节理与褶皱的 关系，尚要测定节理与层理、共轭节理等交线产状，以判别褶皱几何形态。 （5）注意观测缝合线构造。此种构造可与层面平行、斜交或直交，它们一般与主压应力方向垂直，在一定程度上有助于分析区域应力场。 3节理观测资料的整理与解析 在各观察区段（点）所获得的节理数据、资料等信息要及时在野外基地或室内进行整理、统计、存储和制图。视解决的问题而制作的相关图件有数种，若了解节理或与之相关的脉体发育情况时常绘编玫瑰花图、节理极点图等；若为分析节理与构造应变关系则可绘制节理应变场状态图等。 第五节 断裂的野外观察与研究 断裂的性质、特征及发育规模，在很大程度上将可能控制某一地区的地质复杂程度，一些大断层亦可能构成某一区段基本地质构造格架。因此，野外对断裂构造的研究 已成为地质调查或地质填图的一项重要内容之一。 一、断层常用分类方案 断层常用分类方案如表 8-4 所示，但实际上其分类涉及到诸如地质背景、运动方式、力学机制和各种几何关系等，故可有各种不同方案。除表中所列之外，对下述几种相关构造也应有所了解。 表 8-4 常见断层分类简表（据张克信等，2001，略修改补充） （1）推覆体。于角度十分低缓的逆冲断层上运移距离在数公里以上的平板状外来岩体（系） 。 （2）逆冲推覆构造（推覆构造） 。既包括逆冲断层又包括外来岩体在内的整个构造系统。 （3）枢纽断层。断层的一侧以垂直于断层面的轴为枢纽而发生过旋转运动的断层。 （4）剥离断层。是伸展构造区发育的一种平缓铲式正断层，并且往往与变质核杂岩构造有关。剥离断层之上为剥离上盘，其下为剥离下盘。剥离上盘是一套浅层次的正断层组合，下剥离盘为变质核杂岩。 （5）变质核杂岩。是由古老片麻岩等组成的穹状隆起，外形近圆形，以剥离断层为界与PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 136沉积盖层分开，顶部之剥离断层接触带实 为由糜棱岩组成的韧性剪切带 。 （6）滑脱构造。是指顺一条相对原生界面（如不整合面，重要岩系或岩性界面等）发生剪切滑动，滑动面上下盘的岩系各自独立变形，或造成地层缺失。它是伸展（或重力）体制下形成的低角度断裂构造。 （7）走向滑动断层（走滑断层） 。指大型平移断层，两盘顺直立断层面相对水平滑动。 二、断层观察内容 1.断层几何要素和位移 野外断层观察一是要有章可循；二是要注意对所收集的信息、资料和数据的记录、描述规范化。为此，表 8-5 可作为借鉴。 表 8-5 断层描述简表 2断层的识别 野外实践证明，并非所有的断层要素如断层面、断层破碎带等都能清楚地暴露于地表，故判别断层存在与否是一项细致的工作。通常采用不同尺度的构造观察 相结合，遥感解译与实地验证相结合，路线地质与地质填图相结合，区域调查与专题研究相结合等手段并利用多方面标志进行综合判断方能确定。主要识别标志见表 8-6。 表 8-6 断层野外识别标志 3断层观察要点 断层观察内容较多（表 8-7） ，现择表中要点介绍。其中断层岩的内容参考变质岩有关章节，此处不再赘述。 （1）断层面（带）产状的观测 。断层面出露地表且较平直时，可以直接测量或利用“V”字形法则判断。但多数情况下常表现为一个破碎带，往往比较杂乱或被掩盖而不能直接测量，此时可在与之伴生的节理、片理产状测量 统计数据的基础上，综合钻孔资料或物探资料，用三点法、赤平投影等推断确定。 另外，在确定断层面产状时，应考虑到其沿走向和倾向可能发生变化，如逆冲断层的波状变化；受岩性、深度、构造应力强度、应变速度以及后期改造等因素影响亦会导致产状发生某些变化。 表 8-7 断层野外观察内容 （2）断层两盘运动方向的确定。断层活动过程中总会在断层面上或其两盘留下一定的痕迹或伴生现象，它们可成为分析判断两盘相对运动的主要依据。但断层活动是复杂的，一条断层常常经历了多次脉冲式滑动，因此，在分析并确定两盘相对运动时应充分考虑其复杂性和多变性： 根据两盘地层的新老关系。分析两盘地层的相对新老关系有助于判断两盘的相对运动方向。对于走向断层，上升盘一般出露老岩层；但若断层倾向与岩层倾向一致且地层倒转或断层倾角小于岩层倾角时，则老岩层出露盘是下降盘。如果两盘中地层变形复杂 ，为一套强烈压扁的褶皱，则不能简单地根据两盘直接接触的地层时代来判定相对运动。如果横断层切过褶皱，对背斜来说，上升盘核部变宽，下降盘核部变窄，向斜则反之，此种效应亦体现在两盘地层的新老关系之变化。 牵引构造。断层两盘的岩层若发生明显弧形弯曲则形成牵引褶皱，其弧形弯曲的突出方向指示本盘运动方向。一般说来，变形越强烈，牵引褶皱越紧闭。为了准确进行判断，应在平面和剖面上同时进行观察，并结合断层两盘其他指向标志作出适当结论。 擦痕和阶步。擦痕和阶步是断层两盘相对错动时在断面上留下的痕迹。擦痕表现为一组比较均匀的平行细纹。在硬而脆的岩石中，擦面常被磨光和重结晶，有时附以铁质、硅质或碳酸盐质等薄膜，以致光滑如镜称为磨擦镜面。擦痕由粗而深端向细而浅端一般指示对盘运动方向。如用手触摸，可以感觉到顺一个方向比较光滑，相反方向比较粗糙，感觉光滑的方向指示对盘运动方向。 在断层滑面上常有与擦痕直交的微细陡坎被称为阶步，阶步的陡坎一般面向对盘的运动方向。在断层滑动面上有时可看到纤维状矿物晶体，如纤维状石英、纤维状方解石以及绿帘石、叶蜡石等。它们是相邻两盘逐渐分开时生长的纤维状晶体，称为擦抹晶体，许多擦痕实质上就是十分细微的擦抹晶体。当断层面暴露时，各纤维晶体常被横向张裂隙拉断而形成一系列微小阶梯状断口，其陡坎亦指示对盘运动方向。阶步有正阶步和反阶步之分。在野外区分正阶步和反阶步可依据以下两点：其一，正阶步的眉峰常常成弧形弯转，而反阶步的眉峰则成棱角直切；其二，如果阶步有擦抹矿物或在眉峰部位有压碎现象则常为正阶步。 羽状节理。在断层两盘相对运动过程中，其一盘或两盘的岩石中可产生羽状排列的张节理和剪节理。这些派生节理与主断层斜交，交角的大小因力学性质不同而有所差异。羽状张节理与主断层常成 45相交，锐角指示节理所在盘的运动方向。断层还可能派生两组剪节理，一组与断层面成小角度相交，交角一般在 15以下，即内摩擦角的一半；另一组与断层成大角度相交或直交。小角度相交的一组节理，与断层所交锐角指示本盘运动方向。断层派生的两组剪节理产状一般不稳定，或被断层两盘错动而破坏，所以不易用来判断断层两盘的相对运动。 断层两侧小褶皱。由于断层两盘的相对错动，两侧岩层有时可形成复杂的紧闭小褶皱或揉皱，它们与上述牵引构造不同，其轴面与主断层常成小角度相交，所交 锐角指示对盘运动方向。 断层角砾岩。如果断层切割并搓碎某一标志性岩层或矿层，根据该层角砾在断层面上或断层带内的分布特征可以推断两盘相对位移方向。有时断层角砾成规律性排列，它们变形的 XY 面与断层所夹锐角指示对盘运动方向。 （3）断层规模观测。野外要追索断层延伸的长度和涉及的宽度，并结合有关方法测定断距大小来确定断层规模。其中测定断距方法很多，如在露头上采用剖面法求解或根据断层造成缺失或重复的地层厚度来估算，亦可根据构造窗后缘与最远飞来峰之间距确定最短位移距离等。相对比较精确的方法是采用“平衡剖面法”， 但必须掌握丰富的地质资料。真实的断层滑距一般要在上述资料基础上，根据断层的几何关系进行计算才能获得。 （4）断层期次的判别。由于受后期构造改造或本身重新活动，可使早期断层的运动方向或性质等方面发生转变。因此，野外要力求收集准确的相对时序关系的地质证据，其中较为重要的是结合构造要素组合规律和序列进行分析，如叠加的擦痕，构造岩交切分布，充填其中的岩体、岩脉被错开等。 在野外对断层观察研究 过程中，要系统采集断层带内及其两盘的构造标本，特别是定向标本，以便室内进一步测试、分析和鉴定；对典型现象均应素描和照相。这些都是深入研究断层必不可少的基础性工作。 （二）断层的野外观察研究方法1断层的识别与确定断层面；断层构造岩；构造不连续；地层的重复和缺失；断层的派生构造；地貌特征及其它标志。2断层性质的确定断层性质是指断层形成时应力的作用方式，可分为挤压断层、拉伸（张）断层和走滑（平移）断层。（1）挤压断层的主要特点：断层面在走向和倾向均呈舒缓波状，断层带内充填有挤压角砾岩、构造透镜体，在断层面两盘常发育派生构造。（2）张性断层的主要特点：断层面不平整，呈之字形追踪延伸，发育张性角砾岩，断层面上擦痕不发育、断层面两盘派生构造不发育。（3）走滑断层的主要特点：断层面平直，产状稳定。断层面上常发育大面积镜面和近水平擦痕。断层两盘常发育派生构造，派生构造面与主断层面的交线近直立。3断层两盘相对运动方式的确定确定断层两盘的运动方向，野外常根据以下几方面进行判断：（1）断层两盘地质体错开的位置。（2）断层两盘地层的新老关系。一般情况，对于走向断层，老地层出露盘常为上升盘。（3）断层面上的擦痕和阶步。擦痕是断层两盘相互错动而留在断层面上的痕迹，常表现为平行而细密的线状。丁字形擦痕常为一端粗而深另一端细而浅，轴粗而深向细而浅的方向指示断层面对盘和滑动方向。阶步在断层面上与擦痕方向正交的微细陡坎。它是顺擦痕方向局部阻力的差异或因断层间歇运动的顿挫形成的，包括正阶步和反阶步。正阶步的陡坎一般面向对盘的运动方向。（4）根据断层两盘的派生构造由于主断层的相对错动，在断层的一盘或两盘产生羽状剪切破裂。剪切破裂有时一组发育，有时两组呈共轭型式产出。其中一组剪切破裂与主断层夹角小于45，大约在15左右，其破裂运动方向与主断层运动方向相同，它们与主断层所夹锐角指示剪切破裂所在盘运动方向；另一组剪切破裂与主断层夹角大于45，其所夹锐角仍然指示所在盘的运动方向。4断层的形成时期断层的形成时期主要是依据断层与地层之间的切割关系来判定。断层一般形成于被切割的地层之后、覆盖于其上的地层之前。可以从以下几方面予以分析：（1）查明断层与地层之间的切割或覆盖关系；（2）注意新老断层之间的切割关系；（3）断层与岩体、矿化之间是切割还是侵入的关系；（4）断层两侧沉积地层的厚度变化。构造岩的分类及其特征由于变形作用使岩石的结构和构造，甚至矿物成分发生变化，形成一种组构、矿物成分与原岩不同的新类型岩石，称之为构造岩。对于构造岩的类型划分，目前较流行的方案主要有两类：以结构为主的分类，（Sibson，1977；Tagaki，1982）；和按成因机制分类（wise，1984；王嘉阴，1978；孙岩，1985）。本文总结了近年来有关构造岩，尤其是糜棱岩研究成果，并参考前人的分类方案，强调了构造岩形成机制，结合岩石结构和重结晶作用的特点，拟订了一个分类方案（表2-7-1）。根据形成机制和结晶作用特点不同，将构造岩划分为碎裂岩系列、糜棱岩系列和构造片麻岩系列。（一） 碎裂岩系列岩石以脆性变形为主，显著特点是无定向或具弱定向，岩石中裂隙发育，岩石被裂隙切割成大小不一的碎块。随应变加大，碎块间位移加大，粒度变细，碎块间碎基增多，碎块逐渐被碎粒和碎粉所包围，呈残留碎块状，以至最后岩石全部变为碎粒或碎粉。断层角砾岩 由仍保持原岩特点的岩石碎块组成。角砾胶结物为磨碎的岩屑、岩粉以及岩石压溶物质和外源物质。这类角砾岩中的角砾形状多不规则，大小不一，杂乱无定向。断层角砾中角砾的棱角也可以被磨蚀而成透镜状、椭圆状，角砾也可呈雁列式等定向排列（图2-7-12）。胶结物有时也显示定向，围绕角砾，甚至发育劈理。 初碎裂岩 岩石具碎裂结构或碎斑结构。碎块位移或转动较大，碎块呈残留碎斑状，被碎基所包围。碎基含量约占10%-50%，但岩石中碎斑仍多于碎基，碎斑粒已变小，一般小于2mm。碎斑中常见破裂和边缘粒化现象。初碎裂岩在不同度上保留原岩的性质和结构。碎裂岩 岩石具碎裂结构，碎斑少而小，岩石大部分已破碎为碎粒、碎粉，碎基约占50-90%。颗粒趋于均一，原岩结构难以辩认。若碎粒较多，由碎粒与碎粉组成碎粒结构，也称为碎粒岩。超碎裂岩 岩石中碎斑小而少见，碎基分布较均匀，多为碎粉状，占90%以上。原岩结构已无法辨认。大部分由碎粉组成，故也称之为碎粉岩。 假玄武玻璃 岩石一般颜色较深，常呈黑色或黑绿色，外貌很象玄武质玻璃，故称假玄武玻璃，也有人称构造熔岩（何绍勋等，1996）。岩石一般隐晶质、玻璃质结构或玻基碎斑结构。玻璃基质可呈流动构造、条带状构造或碎粉状构造，还可见球状、树枝状微晶结构、气孔和杏仁构造和球粒构造等。有时可以见到局部结晶，这些结晶质可能是假玄武玻璃形成过程中保留下来的，也可能是玻质脱化而成的。碎斑大小不等，但多在0.2mm以下，呈浑圆状或不规则状。成分依原岩而不同，可以是长石、石英或其它矿物，含量一般较少。碎斑结构的产状主要是因为形成假玄武玻璃时时间短，以及碎屑矿物成分、变形形态和熔体成分的影响等，一般达不到主岩熔融，使假玄武玻璃保存有母岩的岩屑和晶屑，而形成碎斑结构。（二）糜棱岩系列糜棱岩最初（Lapworth，1885）用于描述苏格兰高地莫因断层中的岩石。认为是一种细粒的具强烈叶理化的岩石，是在脆性破碎和研磨作用下形成的，不伴有组分的重结晶作用。后来Christie（1960）发现了莫因断层中的糜棱岩普遍发育重结晶现象，但却没有打破糜棱岩为脆性变形产物的观点，认为是后构造重结晶所致。直到70年代，人们对糜棱岩的显微构造、组构等特征及成因机制等才有了新的认识。到1981年在美国Panrose召开了一次国际会议，对糜棱岩的显微构造、变形机制、形成条件及命名原则等广泛地进行了讨论，普遍认为糜棱岩的三个基本特征是：粒度减小；出现在较窄小的带内；具增强叶理和线理。按残斑和基质的含量、性质及结构等，糜棱岩可进一步划分为糜棱岩化岩石、初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩。11随堂章节