叶理是变形岩石体中最常见的面状构造。在未变质或极低级变质的沉积岩区或岩浆岩区,原生面理(如韵律层理或流动面理)不仅是研究这些地区的成岩作用和变形作用及其相互之间的关系的重要的参照面,而且,原生面理的发育特征为研究成岩作用过程提供了最直接的信息。相比之下,各种次生面理则主要发育于变质岩区或强烈变形岩石区。在这种情况下,正确区别原生面理和次生面理是面理观察与研究工作的第一步。
在岩石强烈变形和变质的岩石出露区工作时,对叶理的观察与研究,除大量测量各种叶理的产状要素并均匀地标绘在相应的地质图或构造图上外,在露头良好的地区,应对叶理作深入的观察。工作中应注意:
(1)区分叶理和层理:在强烈变形变质岩石中,叶理的发育常常把层理掩蔽起来。区分层理和叶理,一方面要观察所观测到的平行面状构造是否存在原生沉积标志,如粒级层、交错层、波痕等,特别要努力寻找和追索具有特殊岩性或结构、构造的标志层。通过较大范围追索和填图,把层理和叶理区分开来,查明两者之间的几何关系和空间展布规律。必须指出的是,当运用叶理和层理之间的几何关系,即通常采用叶理和层理之间的夹角关系来判断沉积岩层层序是正常还是倒转的关系时,要十分慎重,应与其他原生沉积构造标志的判断相结合,否则,可能会得到与实际情况相反的结论。
(2)精细观察叶理的结构及其几何形态:鉴别劈理域和微劈石的岩石化学成分、矿物成分及其相互关系,以区分叶理的类型。
(3)观察叶理与岩性之间的关系:逐层测量叶理与层理之间的夹角,以确定叶理的折射现象,进而调查叶理发育特点与岩石间的黏性或能干性差异的关系。
(4)确定叶理化岩石的应变状态:寻找叶理化岩石中的各种应变测量标志,诸如压力影、退色斑、变形化石、变形颗粒和S-C面理等,进行叶理化岩石的有限应变和增量应变及应变状态的测量与分析,以了解变形岩石中叶理发育特征与岩石应变状态之间的关系。
(5)确定叶理之间相对发育序次、建立叶理发生发展序列:因为每一期叶理的出现表示经历了一次构造事件,所以,分析叶理的叠加关系及其先后顺序对建立构造发展序列具有重要的理论和实践意义。图8-14提供了在板岩和片岩发育带分析叶理叠加关系的一般程序:①D1世代变形阶段,片理S1与D1大褶皱是不协调的,与层理S0成多种夹角关系,在大褶皱长翼两者近于平行而在褶皱转折端处两者近于直交;②D2世代为褶劈理S2的发育阶段,早期的片理S1因褶皱和压扁而形成S2;③D3世代为S2的再褶皱作用阶段,D3褶皱的轴面方位(图8-14D3中虚线方向)代表了D3世代形成的折叶理S3(图8-14D3右边小圆内所示的微构造)的方位。
图8-14片岩和板岩带中叶理发育序列图示
(据C.W.Psschier&R.A.J.Trouw,1996)
(6)观察叶理与其他构造的生成关系:叶理可以单独出现。但在变形强烈的地区,各种叶理的出现往往与更大规模的褶皱、断层和韧性剪切带有关。
(7)观察叶理与岩石类型和变质条件的关系:叶理的发育状况及其形成机制,在不同类型岩石和变质条件下,是各不相同的。在泥质岩中,机械旋转、压溶作用、定向成核和重结晶作用都可在叶理形成中起作用。在大多数情况下,成岩面理形成于次生面理发育之前。在一些极低级变质条件下,劈理域与成岩组构成一定的夹角关系,而微劈石中成岩面理则发生褶皱作用;在碎屑岩中,连续叶理出现在细粒岩石体中,而不连续叶理则发育在粗粒岩石体中。后一种情况下多伴有压溶作用发生;在灰岩中,叶理发育程度取决于温度的大小和云母的含量。在低温条件下,压溶和双晶化作用是颗粒形态组构构成的叶理的重要机制。在高温条件下,晶体塑性流变和双晶化作用才是灰岩中流叶理的主导形成机理。在变基性岩石中,无论是连续叶理,还是不连续叶理,都是由角闪石、绿泥石、绿帘石和云母及透镜状成分层的定向排列显示出来。在低级变质条件下,机械旋转和新生矿物的定向生长是流叶理的重要形成机制。但在中高级变质条件下,叶理和片麻理发育的主导机制是新生矿物的定向生长、重结晶和晶体塑性变形。因此,对叶理与岩类和变质条件之间关系的研究,不仅有助于了解叶理的形成过程及其机理,而且有助于解释叶理所代表的构造物理学意义。
(8)采集定向标本:采集标本为室内深入研究叶理的物质组成、微观结构构造特征及其变形和变质作用特点提供基本物质基础。