板岩采石场的石板上,有一组极密的平行面,一敲就沿它裂开。采石的人叫它板理,地质上叫劈理。它与沉积时形成的层理常在同一块石头上同时出现,方向相差几十度,认错就会把构造序列读反。
劈理切穿层理,这是最快的一条
层理是沉积成因,形成于成岩之前,平行于沉积面。劈理是变形成因,形成于成岩之后,由应力作用产生的密集破裂面。看到一组平行面把另一组平行面切断,被切的是层理,切进去的是劈理。
在露头上找一处两者交会的角,交角常见 30°–60°。劈理面笔直,贯通整个露头,层理面在交会处被断开。这一条不用仪器,用眼睛就能定,是野外最省时间的一步,也是最先该做的一步。
劈理切过砾石,层理绕不过去
在含砾岩层里,劈理面直接穿过砾石,把一颗卵石切成两半,两半仍在原位。层理遇到砾石会绕行,把砾石整个包在里面。这条证据比看交角更硬,因为它不依赖方向判断。
化石同理。劈理穿过贝壳时,壳被切断,而层理绕着壳走。切穿颗粒的是劈理,绕过颗粒的是层理,一句话可以概括,在砾岩和生物碎屑灰岩里都能直接用。
间距和连续性差着一个量级
板岩的劈理间距常在 1–10 毫米,密集时每厘米可见 10 条以上,整面岩壁连续不断。层理间距从几毫米到几米,常被层面构造打断,横向追 2–3 米就变厚、变薄或者尖灭。
劈理的连续性极好,一块手标本上能贯通两个对面。层理受生物扰动和冲刷面影响,连续性差。锤子敲一块标本,沿劈理裂开的面平整如板,沿层理裂开的面粗糙、摸得出颗粒。
劈理与褶皱轴面的关系决定它能不能用
区域性劈理多与褶皱轴面平行,叫轴面劈理,是判断褶皱形态的重要依据。在褶皱转折端,劈理与层理交角接近直角;在两翼,交角变小。用交角变化可以反推褶皱的闭合方向。
也有不成因的劈理,如断层附近的破劈理,只限于断层带 1–5 米之内,方向随断层变化。本文判断:破劈理只能指示断层位置,不能当轴面用,混用会把局部构造放大成区域构造。
关键数据
下列数值为常见范围,随岩性与应变强度变化。泥质岩里劈理最发育,砂岩里常不发育;同一地区从泥岩走到砂岩,劈理间距可以增大 5–10 倍。
- 劈理间距 1–10 毫米,板岩中最密。
- 层理间距几毫米至几米,横向常尖灭。
- 劈理与层理交角常见 30°–60°,转折端近直角。
- 轴面劈理平行褶皱轴面,可反推闭合方向。
- 破劈理只发育在断层带内几米范围。
- 砾石被劈理切穿而层理绕行,是最硬的判据。
边界
砂岩和碳酸盐岩里劈理不发育,间距判据会失效。此时要看颗粒是否被切穿,以及面上有没有云母、绿泥石的定向排列,定向矿物是变形期长出来的,沉积面上不会有。
强风化面上,层理被溶蚀加深,看起来比劈理更连续,容易判反。要在新鲜面上比对,或敲一块垂直两者的标本,看哪一组切穿颗粒,风化面的颜色差异不能当依据。
参考文献
- 朱志澄 主编.《构造地质学》(第二版). 中国地质大学出版社, 1999. —— 劈理类型与轴面劈理。
- 徐开礼, 朱志澄 主编.《构造地质学》. 地质出版社, 1989.
- Fossen H. Structural Geology. Cambridge University Press, 2010. —— 劈理与应变关系。