面状构造和线状构造
是地壳中最常见的重要构造现象，
也是构造研究中最基础的
研究对象和构造标志。
面状构造与线状构造
成因多样、种类繁多。
劈理（面状构造）和线理（线状构造）
是其中较为广泛发育的两大类型。
面状构造（图源@DIRK WIERSMA / SCIENCE PHOTO LIBRARY）
线状构造（图源@facstaff.wwu.edu）
线状构造（图源@Seb Turner）
又各有什么特征？
01
劈理是一种将岩石按一定方向
分割成平行密集的薄片或
薄板的次生面状构造。
多发育在强烈变形、
轻度变质的岩石中。
劈理（图源@Mikenorton）
劈理的基本微观特征之一是
具有域结构，表现为岩石中
劈理域和微劈石相间的平行排列。
劈理域（深色）和微劈石（浅色）（图源@文献[1]）
按照传统分类方案，
根据劈理的结构及其成因
可将劈理分为
流劈理、破劈理和滑劈理。
流劈理是变质岩中最常见的
一种透入性面状构造，
由片状、板状或扁圆状矿物或
其集合体的平行排列而成，
具有使岩石分裂成无数薄片的性能。
流劈理（图源@Steven Ralser）
破劈理是指岩石中一组与
矿物的排列方向无关的、
密集的平行破裂面， 一般为剪裂面。
破劈理相对来说
较为不密集和不规则，
常常具有进行过溶解作用的痕迹。
破劈理
滑劈理又称折劈理、
应变滑劈理、 剪劈理或褶劈。
是一类被迭加在板劈理或
片理之上的劈理，
其劈面平直，平行排列，
其间距宽窄不一。
滑劈理
除此之外，根据
劈理化岩石内劈理域结构
及其特征能识别的尺度，
劈理还可被分为
连续劈理和不连续劈理两种。
凡岩石中矿物均匀分布，
全部定向，或劈理域宽度极小，
只能借助偏光显微镜和
电子显微镜才能分辨劈理域和
微劈石的劈理，均称为连续劈理。
连续劈理（图源@Geoloshe ）
而劈理域在岩石中具有明显间隔，
用肉眼就能直接鉴别
劈理域和微劈石的劈理，
称为不连续劈理。
不连续劈理（图源@Geoloshe ）
劈理的形成与褶皱、断层和
区域性流变构造在
几何上和成因上
都有着密切的关系。
轴面劈理是指其产状平行于或
大致平行于褶皱轴面的劈理。
这类劈理主要发育在
强烈褶皱的岩层里。
在岩性均一、平均韧性高、
韧性差小的岩系里，
轴面劈理与轴面的平行性较高。
轴面劈理（图源@geographSamuele Papeschi）
层间劈理是一种
受岩性及层面控制、
与层理斜交的劈理。
一般来说，在相对强硬岩石中
的劈理密度小、间隔宽，
与层面夹角较大；
反之，在相对软弱的岩层里
劈理密度大间隔小，
与层面夹角相对较小。
其岩性差异可能造成劈理折射现象。
劈理折射
顺层劈理一般是指
在宏观上与岩性界面
近于平行的劈理。
它们在褶皱中作为
变形面随褶皱而弯曲。
顺层劈理是岩石在
变质作用下的 塑性流变过程中
形成的,一般为流劈理。
顺层劈理（图源@中国矿井物探网）
断裂劈理包括断裂带内及其
附近两盘岩石中发育的各种劈理，
这些劈理是在断层的形成和
两盘相对运动过程中产生的。
断裂劈理（图源@BobMacInnes）
02
劈理是如何形成的？
其形成机制复杂多样，
最可能的主要包括以下几种。
机械旋转
早在1856年，
索尔比(H.C. Sorby)
在研究板岩应变时就指出，
矿物的优选定向是由
原有颗粒的旋转发展而成的。
索尔比(H.C. Sorby)
他根据板岩的岩石学研究和
粘土压缩实验提出,
白云母等片状矿物
在变形过程中 的旋转与刚性颗粒
在塑性流动基质中旋转一样，
一直旋转到与压缩垂直的平面上。
（图源@文献[1]）
然而，虽然机械旋转为
解释劈理域中的白云母定向排列
提供了一定的理论证据，
但却无法解释劈理域中的云母
为何如此富集，也不能解释
劈理域中扁圆状或透镜状石英的存在。
白云母（图源@Monika Razkova）
重结晶
定向结晶作用在
板劈理的形成中较为明显。
板岩中的云母或
层状硅酸盐矿物的面
呈垂直于最大压缩方向排列。
板劈理（图源@Bulo Hamid）
由于云母的定向生长，
可能促使其中的石英等矿物
呈长条状或扁平状
使石英等矿物具有
形态上的优选方位。
板劈理素描（图源@ClipArt ETC）
此外，无域结构流劈理的形成
与定向重结晶有关。
由于方解石的定向重结晶
使大理岩具有流劈理的特征。
层理和板劈理（图源@Geology Pics）
定向重结晶能使颗粒
呈长条状或扁平状，
对于劈理的形成起着重要的作用，
但同样不足以解释
板劈理的域结构形成，无法解释
板劈理劈理域中的石英、
长石颗粒强烈变细的事实。
劈理域中石英变形（图源@文献[1]）
压溶作用
通过几十年来对劈理的研究，
许多学者都认识到岩石通过
压溶作用而达到的压扁作用
是劈理形成的重要因素。
压溶作用（图源@Woudloper）
由于压力的作用，
沉积岩中的一些颗粒
（通常是方解石或石英）
在高压应力区发生溶解，
通过流体迁移，
而在低压应力区沉淀，
从而造成塑性变形，
这种作用称为压溶作用。
压溶作用（图源@Rock Fracture ）
压溶作用可以产生缝合线，
颗粒的拉长等结构构造现象。
充填脉的愈合物质
来源于脉壁岩石，
是压溶作用造成的结果。
珊瑚灰岩的压溶作用（图源@Mikenorton）
在垂直最大压缩方向的
颗粒边界上被溶解出的物质
向低应力区迁移和堆积，
可形成劈理，主要有板劈理、
褶劈理、破劈理。
压溶作用形成的劈理（cleavage）
晶体塑性变形
变形岩石中矿物颗粒
通过晶体塑性变形作用，
如位错蠕变或固态扩散蠕变，
促使扁平状或长条状颗粒沿着
应变椭球体XY主应变面平行排列，
获得晶体形态优选方位，
从而构成了岩石中
连续的面理或流劈理。
糜棱面理（图源@文献[2]）
例如韧性剪切带内通常见到的
条带状糜棱面理，
就是这种晶体塑性变形机制
的典型产物。
糜棱面理
03
线理是岩石中发育的
一般具有透入性的线状构造。
根据观察的尺度，可将线理划分为
小型线理和大型线理。
线理（图源@facstaff.wwu.edu）
前者指露头或
手标本尺度上透入性线状构造，
后者指大中尺度上
不一定具有透入性的线理。
线理（图源@facstaff.wwu.edu）
小型线理
在强烈变形岩石中，
常常弥漫着各种微型或小型的线理，
其形态和成因各异，
主要有以下几种:
拉伸线理
（stretching lineation）
是拉长的岩石碎屑、砾石、缅粒、
矿物颗粒或集合体等
平行排列而显示的线状构造。
拉伸线理（图源@ Rolinator ）
矿物生长线理
（mineral lineation）是由
针状、柱状或板状矿物顺其长轴
定向排列而成的构造。
它是岩石在变形、变质作用过程中，
矿物在引张方向上
重结晶生长定向排列的结果。
矿物生长线理（图源@facstaff.wwu.edu）
皱纹线理
（crenu|ation lineation ）指
由面理小褶皱的枢纽平行排列
而成的线状构造。
多与折劈理的发育有关。
某些面理上的X型极细微的皱纹线理，
是x型微剪节理与面理交切的结果。
几种线理关系（图源@文献[3]）
交面线理
（intersection lineation）是
两组面理相交或面理与
层理相交形成的线理，
常平行于同期褶皱的枢纽方向。
交面线理（图源@lecturepages）
大型线理
变形或变质岩石中常发育
一些独特形态的粗大线理，
一般不具透入性，
但在大尺度上观察，
也可看作是透入性的，
主要有石香肠构造、
窗棂构造和铅笔构造等。
石香肠构造又称布丁构造，
是指变形期间，
当较强的岩层伸展和拉长时，
可能分隔成一些岩块或
形成被狭窄的“颈”分离开的
透镜状或枕状构造。
石香肠构造（图源@Davepark）
窗棂构造是强硬岩层组成的
形似一排棂柱的
半圆柱状大型线状构造。
是强烈褶皱岩层中一种大型线理，
有时表面被磨光并蒙上
一层应力矿物外膜。
窗棂构造（图源@文献[4]）
铅笔构造是轻微变质的
泥质或粉砂质岩石中常见的
使岩石劈成铅笔状长条的
一种线状构造。
铅笔构造（图源@Colinlangford）
根据铅笔构造的形成作用，
可分为两类:
劈理与层理交切或
剪切面与层理交切的结果;
成岩压实与顺层挤压变形
共同作用的结果。
铅笔构造（图源@Chuck Bailey）
参考资料：
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[2] Watts M J , Williams G D . Strain geometry, microstructure and mineral chemistry in metagabbro shear zones: a study of softening mechanisms during progressive mylonitization[J]. Journal of Structural Geology, 1983, 5(5):507-517.
[3] LINEAR STRUCTURAL ELEMENTS
[4] Urai J , Spaeth G , Zee W V D , et al. Evolution of Mullion (Boudin) structuresin the Variscan of the Ardennes and Eifel[J]. Journal of the Virtual Explorer, 2000.
[5]Rustichelli A , Torrieri S , Tondi E , et al. Fracture characteristics in Cretaceous platform and overlying ramp carbonates: An outcrop study from Maiella Mountain (central Italy)[J]. Marine & Petroleum Geology, 2016, 76:68-87.
facstaff.wwu.edu、YouTube、维基百科、搜狐、百度百科等
- End -
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