線狀構造

線狀構造泛指地質體中所有呈線條狀的構造要素,是一個不具成因含義的描述性術語。線狀構造包括:①原生的:如沉積岩的線形溝槽、岩漿岩的流線等;②次生的:構造變動形成的線理、桿狀構造、窗欞構造、斷層跡線、褶皺樞紐和各種構造面的交線等;③地殼中延長很遠的直線或舒緩曲線形構造或地貌,如呈線狀排列的窪地或湖泊,線狀排列的火山口等;④在遙感影像中一切呈現為線性的影像,而不論是由地質、地貌或其他原因所引起的。

基本介紹

• 中文名：線狀構造
• 外文名：linear structure
• 學科：岩石學，構造地質學

概述

線狀構造在地殼岩石中極為發育，大到巨型的線狀褶皺、斷層線，小到手標本甚至顯微鏡下所見的礦物生長線理。這些在手標本、顯微尺度和露頭尺度上透入性的線狀構造通常稱為線理。根據成因，線理可分為原生線理(在成岩過程中形成的線理)和次生線理(指在構造變形中形成的線理)，在本文中主要討論次生線理。根據尺度大小，線理可分為小型線理和大型線理。露頭尺度的線狀構造稱大型線理，而手標本或更小尺度的則稱小型線理。根據運動關係，線理可分為A型線理和B型線理。

線狀構造的產狀要素

直線的產狀是直線在空間的方位和傾斜程度。直線的產狀要素包括傾伏向(或指向)和傾伏角；也可用其所在平面上的側伏向和側伏角來表示。

直線在空間方位的表示，類似於前述面狀構造產狀要素中的傾斜線的方位表示法。直線的傾伏向指該直線在水平面上的投影線所指示的向下傾斜的方位。直線的傾伏角指該直線的傾斜角度，即該直線與其水平投影線之間的夾角。

線上狀構造與面狀構造密切相關時，通常可用直線在平面上的側伏角來表示。例如，一般線理要在面理面上測量，這時可用線理在面理面上的側伏角和面理的產狀一起來表示線理的產狀。一條直線在其所在傾斜面上的側伏角，是指該直線與該斜面的走向線問所夾的銳角；側伏向指構成上述銳角I孢走向線的那一端的方位。如一條直線的側伏為24°NE，表示其與所在面走向線的NE端的側伏角為24。

值得注意的是，在野外研究線理時，不要把任意露頭面上見到的相互平行的跡線當做線理。不論A型線理還是B型線理，只有在同期構造的面理面(AB面)上，才是其真正的表象。在不同方向的切面上都可以見到一些線狀的交跡，但只有在劈理面(s)上所看到的拉長的礦物集合體的定向排列，才是真正的拉伸線理。因此，線理的測量一定要在與其伴生的面理面上進行。

A型線理和B型線理

線理是在構造變形過程中形成的，其實質是在應力作用下物質的遷移組合和重結晶的過程，因此，線理能指示變形過程中物質運動的方向。在擠壓或拉伸條件下，物質運動的坐標軸a、b、c的方向與應變橢球體的主應變軸方向(X、Y、Z軸)一致，即物質的最大運動方向(口軸方向)與最小應力方向(a)或應變橢球體的X軸方向一致。自然界中線理種類很多，就其在變形過程中與物質運動方向或主應變軸方向的關係可分為A型線理和B型線理。

A型線理

A型線理又稱a線理，線理方向與物質運動方向(口軸)或最大主應變軸(X軸)方向平行，如礦物生長線理、拉伸線理等。

B型線理

B型線理又稱b線理，線理方向與物質運動方向(口軸)或最大主應變軸(x軸)方向垂直，而平行於中間應變主軸(y軸)方向，這類線理多屬於交面線理或褶皺線理。

小型線理

拉伸線理

拉伸線理是由拉長的岩石碎屑、礫石、鮞粒、礦物顆粒或礦物集合體等平行排列而顯示的小型線狀構造。拉伸線理是組成岩石的某些組分被拉長呈韌性變形而形成，其拉伸方向或線理的展布方向與應變橢球體中最大主應變軸(X軸)方向或物質運動方向a軸相一致，所以屬A型線理。

礦物生長線理

礦物生長線理是由針狀、柱狀或板狀礦物順其長軸定向排列而形成。這類線理多是岩石在受拉張條件下，晶體沿張應力(a3)方向生長的結果，因而礦物生長方向或纖維定向排列方向代表物質的塑性流動方向或岩石受拉伸的方向，所以也屬A型線理。

褶紋線理

褶紋線理是先存面理上微細褶皺樞紐密集平行排列組成的線理，褶皺的波長和波幅都在數厘米以下，或僅為毫米級。這類線理在多次變形變質的千枚岩、片岩中最為發育，因其展布方向與同期褶皺軸方向一致，故屬於B型線理。

其他線理

1交面線理是由兩組面理相交的線理，多屬B型線理。

2斷層面上的擦痕線理屬A型線理。

3韌性剪下帶中的鞘褶皺屬A型線理。

大型線理

大型線理是指在露頭尺度的線狀構造，其規模一般在幾厘米至幾十米。大型線理在露頭尺度上是非透人性的，常見有3種。

石香腸構造

石香腸構造又稱布丁構造(boudinage)，它發育在具有不同力學性質互層的岩系中，當岩層受到垂直或近垂直層面的擠壓時，強硬岩層被拉伸、甚至拉斷趨於破裂，軟弱岩層壓向兩側塑性流動，並充填到強硬層被拉張的破裂空間中，從而形成在構造剖面上形態各異、層面上呈平行排列的長條狀塊段，即石香腸構造。

窗欞構造

窗欞構造是由強硬層組成的形似一排半圓柱狀的大型線理。其形態類似古代窗欞(mullion)而得名。窗欞構造實質是強硬層構造的寬圓形背形鑲嵌在軟弱層構成的緊閉褶皺中，其半圓柱面光滑，常附有雲母、綠泥石等片狀礦物的薄膜。窗欞構造的欞柱一般呈平行穩定延伸，其形成的受力方式與石香腸不同，前者為平行層理的擠壓，後者為平行層理的拉伸或垂直層理的擠壓。“窗欞”柱的延伸方向與主應變軸y軸一致，也屬大型B型線理。

桿狀構造

桿狀構造是由石英、方解石或其他成分相對單一的強硬岩石物質構成，它們成帶成束地在一定的變質岩層中呈棒狀體出現，其長度一般為在數厘米至數十厘米。桿狀構造多產於變質岩區小褶皺的轉折端，是變質過程中同構造分泌的產物。典型的桿狀構造是石英棒，它可以是早期岩脈在褶皺過程中滾動而形成，也可以是矽質物質集中於轉折端低壓區，由分泌而形成，也有一些石英棒是先存的石英細脈隨著圍岩的褶皺輾滾而成。此外，斷層作用造成的低壓空間也有利於石英、方解石的沉澱，因輾滾而形成石英棒、方解石棒，產出於斷裂帶中。桿狀構造是強烈變形和變質分異作用的聯合產物，是垂直褶皺樞紐方向作輾滾運動的結果，所以，其延伸方向與小褶皺樞紐或應變主軸y軸一致，是一種大型B型線理。

鉛筆構造

鉛筆構造是輕微變質的泥質或粉砂質岩石中常見的使岩石劈成鉛筆狀長條的一種線狀構造。鉛筆構造的形成通常有兩種成因：一是劈理與層理交切的結果或剪下面與層理交切的結果；二是成岩壓實與順層擠壓變形共同作用的結果。鉛筆構造的規模一般取決於岩層厚度和劈理間隔的大小，在露頭上由於釋荷而裂開呈長數厘米至十厘米長的棒狀碎條，斷面呈菱形到多邊形。

線狀構造與面狀構造的關係及構造意義

在自然界中，面狀構造和線狀構造往往是同時發育的，所以觀察和研究要同時進行，也只有將兩者的研究結果作綜合分析，才能得到更滿意的結果。在片理面中有一箭石被拉長，箭石中礦物生長線理為拉伸方向(ρ3)，而片理面為擠壓面(ρ1)，由此可知原岩受變形的三軸應力方位倆垂直片理，ρ3近南北，ρ2近東西，但如果只知道片理或生長線理中的一個產狀，仍不能知道三個應力方位。同理，在研究褶皺構造時，只有確定軸面產狀(ρ1)和樞紐的產狀(ρ2)，才可以確定褶皺形成過程中所受的三軸應力狀態，斷面上擦痕線理和斷帶中礦物生長線理只能幫助確定斷盤運動方向或一個應力方位，所以，必須結合斷面性質才能確定三軸應力方位。

除了上面討論的露頭尺度及其以下的線狀構造外，把分析線狀、面狀小構造的原理用於分析區域性的、甚至全球的大型面、線狀構造也是可行的。如巨型造山帶的延伸方向是受到垂直其走向的區域性擠壓，而由板塊碰撞形成的造山帶，它的展布方向與板塊的對接(俯衝)方向垂直。