[科普中國]-劈理折射

劈理折射（cleavage refraction）是指由于巖石能干性或巖層厚度的差異，層間發(fā)育的劈理與巖層面之間的夾角會出現(xiàn)不同角度的變化，從而造成的一種現(xiàn)象。

簡介劈理折射（cleavage refraction）是指當(dāng)劈理切過不同巖性的巖層時，劈理面方位發(fā)生改變的現(xiàn)象。

在強(qiáng)硬層中劈理與層理的交角較大，在弱層巖層中兩者交角較小，這種現(xiàn)象反映了不同巖性的巖層中應(yīng)變狀態(tài)的變化。

劈理形成機(jī)制原巖在扁平作用下由于礦物組分的機(jī)械旋轉(zhuǎn)、礦物的定向結(jié)晶或沿著緊密間隙裂隙狀的不連續(xù)面的簡單剪切變形而成。具體將劈理形成的可能機(jī)制概括為以下4種。2

機(jī)械旋轉(zhuǎn)早在1856年，索爾比（H.C.Sorby）對威爾士寒武系板巖退色斑的有限應(yīng)變測量確定了垂直劈理有75%的縮短，并根據(jù)板巖的巖石學(xué)研究和粘土壓縮實(shí)驗(yàn)，提出白云母等片狀礦物在變形過程中的旋轉(zhuǎn)與剛性顆粒在塑性流動基質(zhì)中旋轉(zhuǎn)一樣，一直旋轉(zhuǎn)到與壓縮垂直的平面上。

雖然機(jī)械旋轉(zhuǎn)使片狀、板狀礦物垂直于縮短方向定向排列為解釋劈理域中的白云母定向排列提供了途徑；然而機(jī)械旋轉(zhuǎn)不能解釋劈理域中的云母為何如此富集，也不能解釋劈理域中扁網(wǎng)狀或透鏡狀石英的存在。

定向重結(jié)晶作用定向重結(jié)晶作用在板劈理的形成中較為明顯。板巖中的云母或?qū)訝罟杷猁}礦物的面垂直于最大壓縮方向排列。由于云母的定向生長，可能促使其中的石英等礦物成K條狀或扁平狀，使石英等礦物具有形態(tài)上的優(yōu)選方向。此外，無域構(gòu)造的連續(xù)劈理的形成與定向重結(jié)晶有關(guān)。由于方解石的定向重結(jié)晶使大理巖具有連續(xù)劈理的特征。石英巖中的劈理，由定向次生加大的石英和膠結(jié)物定向重結(jié)晶形成的云母所組成。定向重結(jié)晶能使顆粒拉長或壓扁，對劈理的形成起著重要的作用，但與機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)制一樣，定向重結(jié)晶不足以解釋板劈理的域構(gòu)造的形成，也不能解釋板劈理的劈理域中的石英、長石顆粒強(qiáng)烈變細(xì)的事實(shí)。

壓溶作用20世紀(jì)70年代以來，對劈理進(jìn)行了大量的研究，許多學(xué)者都認(rèn)識到巖石通過壓溶作用而壓扁是劈理形成的重要因素。

壓溶作用發(fā)生在垂直最大壓縮方向的顆粒的邊界上，溶解出的物質(zhì)由化學(xué)勢能控制下向低應(yīng)力區(qū)遷移和堆積。板巖中的石英、長石在垂直壓縮方向上被溶解，其顆粒變成透鏡狀或長條狀，壓溶作用不斷地在垂直壓縮方向的顆粒邊界或?qū)拥慕缑嫔贤七M(jìn)，漸漸地使石英或石英集合體變成透鏡狀，形成微劈石。溶解出的物質(zhì)遷移至低應(yīng)力區(qū)形成須狀增生物、壓力影或分導(dǎo)脈。巖石中的粘土或云母等不溶殘余相對富集，云母等片狀礦物在心力作川下遞進(jìn)旋轉(zhuǎn)而定向排列，形成劈理域（M域）。

壓溶作用能較合理地解釋板劈理和褶劈理的域構(gòu)造的形成及其特征，在間隔劈理的形成中同樣起著重要作用。發(fā)育在泥灰?guī)r中的間隔劈理，壓溶作用使可溶物質(zhì)遷出，粘土質(zhì)或碳質(zhì)的不溶殘余堆積成縫合線狀的劈理域。

晶體塑性變形變形巖石中礦物顆粒通過晶體塑性變形作用，如位錯蠕變或固態(tài)擴(kuò)散蠕變，促使扁平狀或長條狀顆粒沿著應(yīng)變橢球體XY主應(yīng)變面平行排列，獲得晶體形態(tài)優(yōu)選方位，從而構(gòu)成了巖石中連續(xù)的面理或流劈理。例如韌性剪切帶內(nèi)通常見到的條帶狀糜棱面理，就是這種晶體塑性變形機(jī)制的典型產(chǎn)物。

劈理形成機(jī)制是一個復(fù)雜的尚未解決的問題，壓溶作用已經(jīng)證明是劈理形成的主導(dǎo)機(jī)制，但也不能完全排除其他各種機(jī)制的作用或參與。斯賓塞（E.w.Spencer，1977）等提出，未固結(jié)沉積物會在壓實(shí)作用下形成劈理。同時，區(qū)域性劈理與層理一致的現(xiàn)象說明，深埋地下的巖石有可能在“負(fù)荷變質(zhì)”作用下形成區(qū)域性連續(xù)劈理。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽國 - 副教授 - 中國海洋大學(xué)