第一作者：李玮，教授，从事构造地质学教学和研究工作。
劈理作为造山带中常见的构造现象，其形成与区域变质作用和强烈的构造变形密切相关，其温压条件和构造意义对野外地质填图、构造解析和矿产勘查具有重要价值。劈理是一种常见且重要的地质构造，然而遗憾的是，目前教材中几乎未涉及构造解析方面的内容。不同学者对劈理的概念和分类存在不同的定义和理解，这使得初学者在利用层劈关系解决构造问题时面临较大困扰。
劈理不仅涉及构造变形，还涉及低级变质作用的构造现象。对劈理的研究不仅有助于我们了解岩石的区域变质作用，还能恢复区域变形过程。特别是层理与劈理关系的分析，在指导野外填图和构造重建中具有重要的指示作用。本文结合最新教材和研究文献，并基于作者在构造地质学授课实践中的教学难点及学生在劈理学习中遇到的问题，对劈理教学内容进行了更新和完善。在今后的教学和学习中，应强调劈理形成的变质条件，理清劈理中易混淆的概念，重点掌握层理与劈理关系在野外构造地质填图和构造恢复中的应用。
0 引言
1 劈理的概念
2 劈理的域结构
3 劈理的分类
3.1 不连续劈理
3.1.1 离散劈理
3.1.2 褶劈理
3.2 连续劈理
3.2.1 铅笔劈理
3.2.2 板劈理
4有关劈理概念的重新厘定
4.1 不再使用的概念
4.2 易于混淆的概念
4.2.1 铅笔构造(Pencil structure)
4.2.2 缝合线构造
5 劈理在构造解析中的应用
5.1劈理与区域褶皱轴面的关系
5.2 层劈关系对地层面向和褶皱形态的判断
5.3 层劈关系对复杂变形露头区和区域褶皱的关系的指示
劈理构造的研究已有上百年的历史，中国对劈理始于20世纪50年代。劈理作为造山带中常见的构造现象，其形成与区域变质作用和强烈的构造变形密切相关。劈理的出现常常指示区域低绿片岩相的变质作用和强烈构造变形引起的面理置换现象，其形成的温压条件和构造意义引起了地质学家的重视。然而，不同的学者对于劈理的概念和分类有不同的定义和理解。劈理研究在进行野外地质填图和构造解析中具有非常重要的作用。遗憾的是，目前教材中几乎未有构造解析方面的介绍，导致初学者利用层劈关系解决构造问题还存在很大的困扰。鉴于此，本文将详细介绍劈理的概念、分类以及不同劈理的形成过程，重点对劈理在构造地质研究中的应用进行详细介绍，同时理清以往易于混淆的概念和不严谨的概念，以期为劈理的全面认识和研究提供坚实的基础。
早在1955年李淑达就提出了劈理的概念，认为岩石受力的作用，形成褶曲和断裂，此外，岩石本身也常发生一种微细的变化，表现为密集的大致平行成组的薄片，这种构造叫做劈理。《国际构造地质词典（1983）》将劈理定义为“各种类型的次生的平行面状组构要素，这种组构要素给予岩石以物理上的各向异性，从而其内聚力并没有明显丧失”。而在1985年，刘志刚提出劈理是次生构造，以此与层理分开，并且发生在同一岩体的劈理两侧岩性完全一致的特点。目前国内的《构造地质学》教材中，将劈理定义为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。它发育在强烈变形的岩石中，具有明显的各向异性特征，发育状况往往与岩石中所含片状矿物的数量及其定向的程度有密切的关系。目前关于劈理的定义仍然以描述为主，尚未能揭示其本质的成因。根据最新国际英文教材对劈理的研究，劈理被定义为在低温条件下形成的次级构造元素，它使岩石具有沿平面分裂的趋势，这个概念强调劈理首先是形成于原岩之后，其次这一词用于较低绿片岩相条件下（即≤300°C）形成的面状构造组构，也就是说片理和片麻理不属于劈理。根据此定义，一组间隔紧密的裂缝不是劈理，经常在文献中提到的破劈理并不属于劈理的范畴。近年来，研究者认为劈理形成时并未失去其内部凝聚力，它只是切穿原有面理，并以此与破裂面区分开来。因此，为了使初学者易于掌握和理解劈理构造，在本文中，结合最新教材和文献资料给出了劈理的概念。在教学中，首先从变形属性上让学生明白，劈理不是脆性变形，不属于一种破裂构造，而是在变质变形过程中形成的韧性变形构造，比如千枚理、板劈理，均是在原生面理的基础上发生强烈的变形和低级变质作用，并伴随面理的置换现象，形成了垂直于区域最大挤压方向的次生面理；而一些缝合线劈理则是在垂直区域最大挤压方向发生了压溶作用，其劈理面并未失去粘聚力，因而这些劈理并非是脆性破裂构造。进一步给出了劈理的概念，即劈理是形成在低温条件下（≤300°C），具有潜在分裂面、能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。之后再对劈理概念进一步剖析，首先确定劈理构造不是原生构造，是形成于原岩之后的次生构造，其次给出劈理的形成条件，即劈理形成于低绿片岩相或低于低绿片岩相变质条件，也就是高于绿片岩相变质条件下形成的片理、片麻理不属于劈理的范畴。由于具有劈理的岩石存在劈理域而产生了力学性质薄弱的面，当岩石被抬升并暴露在地球表面时，这些面可能会裂开，尽管劈理本身形成时并没有失去凝聚力。劈理面的定向反映了在特定应变场下板状或片状矿物的定向排列。
劈理的微观特征之一是具有域结构，表现为岩石中劈理域与微劈石相间近平行排列。劈理域通常是由层状硅酸盐或不溶残余物质富集成的平行或交织状的薄条带或薄膜，微劈石是夹于劈理域间的窄的平板状或透镜状的岩片，亦称透镜域（图1）。域结构并不是一个简单的平面，而是由一条条近平行的，由矿物晶带或其他难溶物质组成的三维空间实体，在劈理域中，矿物往往按一定方式重新排列，也就是重新定向排列形成劈理域。劈理域的形态常见锯齿状缝合线型（图1a），常发育在灰岩中，伴生易溶矿物的溶解和难溶矿物的沉淀，板状型、波状和交织状（图1b），常发育在砂岩中，连续劈理常发育在板岩和千枚岩中，常呈现粗糙-光滑的劈理形态（图1c、d）。
图1 劈理域的形态类型
(a)缝合线状劈理；(b)交织状劈理；(c)粗糙劈理；(d)光滑劈理。C.劈理域；M.微劈石。
不连续劈理统称间隔劈理，包括离散劈理，比如缝合线劈理和褶劈理。
离散劈理是在低绿片岩相变质条件下受构造差异应力作用的沉积岩中形成的一种劈理。劈理域的主要成分是黏土质和碳质的不溶残余物。微劈石则是由劈理域间隔的沉积岩块体。由于压溶总是参与到离散劈理形成过程中，因此此类劈理也称为压溶劈理或缝合线劈理(图3)。
为了更好的理解离散劈理，我们看看离散劈理的形成过程(图4)。假定富泥质的水平灰岩或砂岩层受到平行层理的挤压应力(图4中bi方向)。由压溶产生的溶解离子通过附着在颗粒表面的水膜从溶解部位运输出去。离子可能在压应力较小的晶面上析出，也可能在附近刚性晶粒的压力影中析出，或者进入孔隙流体系统完全被带出局部岩石环境。请注意，为了使压溶发生，一层薄薄的水分子必须与颗粒表面形成化学键。如果水没有成键，水中的颗粒就只能保持各向应力相同，压溶则不能发生。黏土在岩石中的分布不是均匀的。黏土初始浓度高时，压溶发生得更快。在压溶发生的地方，这个过程优先去除更多的可溶性颗粒。因此，在泥质灰岩中，方解石被除去，黏土和石英逐渐集中。在泥质砂岩中，这个过程实际上与泥质石灰岩相同，除了石英是优先溶解的矿物，而黏土是唯一浓缩的。随着碳酸盐和石英的骨架颗粒被移除，板状黏土颗粒就会坍塌在一起。黏土浓缩进一步提高了岩石的溶解度。最终，形成了一个离散的劈理域，劈理域中充填的物质主要是黏土(和石英)和一些残余的部分溶蚀的方解石颗粒组成。如果变形继续，劈理域持续变厚，因为压溶继续沿着它的边缘发生。因此，劈理域和微劈石之间的成分明显不同，以至于它在岩石中定义了一种新的分层，几乎掩盖了原始的层理。可见，间隔劈理的形成过程与层理平行缝合线的形成过程是相同的，这种平行层理的劈理是负载压实的结果。
图4 间隔离散劈理的发育过程
(a)岩石劈理前组构；(b)早期劈理域；(c)清晰定义的劈理域。
褶劈理是发育在先存面理上的，由协和的皱纹或者尖棱褶皱形成的(图5)，褶劈理切过早期面理(千枚理或者板劈理)，通过对称的褶劈两翼或者不对称褶皱的长翼来定义。早期面理保存在微劈石中，也可作为对称褶皱的枢纽，或者不对称褶皱的短翼。褶劈理可以是对称的，也可以是不对称的(图6)，(图6c)。比如发育在褶皱中的褶劈理，翼部早期的面理(图6a)发生层间剪切，出现不对称褶劈理，而在核部，早期面理(图6a)发生顺层挤压，形成对称的褶劈理。
图5 秦岭造山带宽坪群褶劈理
(a)宽坪群石英片岩中发育的褶劈理，蓝色铅笔指示褶劈理的延伸方向；(b)宽坪群英片岩中的间隔褶劈理，褶劈理平行黄色铅笔，切割了早期片理面。
图7 褶劈理形成过程中的成分分异
(a)分异前，石英迁移前岩石组分均一；(b)分异后，石英主要富集在皱纹的枢纽区，层状硅酸盐主要集中在皱纹的翼部，其结果是在岩石中形成了成分不同的条带；(c)早期S1面理完全置换成新的S2劈理。
连续劈理又分为粗劈理(比如铅笔劈理)和细劈理(比如板劈理和千枚劈理)。
如果一种细粒的沉积岩(页岩或泥岩)由于其内部组构而分裂成细长的铅笔状碎片，我们说它有铅笔劈理。一般，这种铅笔杆状体长5~10cm，宽0.5~1cm。露头上，铅笔劈理看起来像两组面理互相交切的结果(图8)，但是实际上，这种劈理的裂开反映的是黏土颗粒在岩石内部的排列。
图8 页岩中的铅笔劈理，具有水平层理痕迹
铅笔劈理的形状是由于黏土矿物的特性。形状上强烈各向异性的黏土薄片当沉积下来并被压实时，产生了平行于层面的优先定向。这种优先取向使富黏土岩石倾向于沿层理裂开，就像页岩的叶理。这种富泥质岩石经压实后，在页岩中代表应变状态的应变椭球呈平行于层理的煎饼状(图9a)。若页岩受到顺层挤压缩短，泥岩中大的碎屑层状硅酸盐发生褶皱和旋转，细粒沿垂直于缩短方向经历压溶，形成新的黏土结晶。同时，石英可能开始溶解，当这些骨架颗粒被移除时，黏土薄片坍塌，使它们的基面垂直于缩短面。在这一过程的早期阶段，新的构造组构与初始平行层理的组构发育程度相当。在这个阶段，代表这种状态的应变椭球看起来像一个大雪茄，岩石显示铅笔劈理(图9b)。由新的或旋转的黏土颗粒所定义的平面大致垂直于缩短方向，因此它形成了与原始层理成大角度的构造面理(图9c)o总之，铅笔劈理是发生在弱变形页岩中的组构，其沿层面上裂开的程度与沿新生构造面理上裂开的程度相当。若变形产生的新生组构强于初始层理，则铅笔劈理会被板劈理所替代。
图9 铅笔劈理递进演化成板劈理的示意图
(a)沉积岩埋藏过程中的压实作用使黏土平行于层理形成弱的优选取向。代表性的应变椭球在层理平面上就像一个煎饼；(b)平行层理的缩短形成了初始构造组构。这种组构叠加在原生压实组构上导致铅笔构造的形成。代表性的应变椭球是细长的，长轴平行于铅笔；(c)持续的构造缩短导致与层理呈高角度相交的板劈理的形成。层状硅酸盐主要沿劈理方向排列，代表性的应变椭球为平行于劈理的扁圆形。
板劈理形成早期阶段可能是铅笔劈理，随着垂直于劈理面的缩短积累，整个岩石中的黏土形成了与原始沉积组构成一定角度的优选方向，并且这种方向主导着新生岩石的组构。该阶段劈理发育的有限应变椭球体与构造组构平行，呈薄饼状。板劈理的形成过程与泥质砂岩或灰岩中分离劈理的形成过程大致相同，但所形成的域间隔非常紧密，实际上没有未劈理的微劈石，整个岩体显示出构造产生的优选方向。当岩石具有这种连续组构时，我们说它具有板劈理(图10)。也就是说，板劈理是由在富含黏土的岩石中层状硅酸盐的强烈优选定向限定的，由此形成的低级变质岩称为板岩。
图10 倒转向斜中发育完好的轴面板劈理
当变质条件达到低绿片岩相时，泥质岩中的黏土和伊利石反应形成白色云母和绿泥石。如果反应发生在各向异性应力场中，这些层状硅酸盐生长具有很强的优选方位。由排列紧密的细粒白色云母或绿泥石组成的岩石称为千枚岩，其中所含的面理称为千枚劈理(图11)。千枚岩具有独特的丝绢光泽，它的变质程度处于板岩和片岩之间。
图11 千枚劈理，表面具丝绢光泽，由白云母和绿泥石组成，后期被褶劈理叠加
破劈理(Fracturecleavage)是20世纪早期，一些学者在观察间隔劈理时，不正确的认为劈理域是由于岩石中粘聚力丧失形成的脆性破裂，因而将这种离散的间隔劈理称为破劈理。现在应避免使用这种不正确的槪念，若是一系列紧密排列的裂隙，我们应小心区分其与间隔劈理的区别，将这种构造称为裂隙或节理组。
流劈理是一个定义松散的术语，似乎被应用于连续的轴面劈理，被解释为岩石中韧性变形的结果。它通常被错误地解释为代表岩石在韧性变形过程中流动(剪切)平面的方向。
剪切劈理、溶液劈理和应变滑移劈理是用来描述各种间隔劈理的术语。溶解劈理是指离散劈理，特别是发育规模更不规则的劈理。剪切劈理和应变滑劈理都是褶劈理。这些术语都没有很好的定义，也都不应该用于描述，建议不再使用。
目前的中文教材中，将铅笔构造归属为一种大型线理构造。然而，如前文所述，在最新的英文教材中，铅笔构造应为铅笔劈理，属于劈理范畴，为连续劈理中的一类劈理。造成上述分歧的原因在于对铅笔构造的成因存在误解。通常，铅笔构造在露头上看起来像两组面理交切的结果，但实际上，这种铅笔状劈理反映了岩石中黏土颗粒的内部排列，其形成过程在上文已做详细描述。
还有我们常常看到的缝合线构造，许多国内学者将其类似于节理的小型构造，并安排在节理章节讲述。然而，如前文所述，缝合线构造是一种离散的间隔劈理。我们应该将这些混淆的槪念厘定清楚，使学生能够获取最新最合理的构造知识体系。
劈理/面理并不是孤立发生的，相反，它们是代表一个地区变形面貌的一套构造的组成部分。分析劈理对于分析变质变形过程、进行野外构造地质填图和恢复区域构造具有重要的指导意义。
如果整个变形单元以页岩为主，则区域板劈理的形成大致平行于区域褶皱的轴面，这类劈理也称之为轴面劈理。通常，在这样的构造环境下，褶皱在区域构造搬运的方向上发生翻转，区域劈理倾向内陆。如果劈理不平行于轴面，而是斜切过褶皱，我们称劈理为横切劈理。横切劈理的出现可能表明劈理是叠加在先存褶皱上的，也可能表明应变场中存在局部复杂性。例如，褶皱过程中逆冲岩席的旋转可能导致褶皱枢纽向区域缩短方向倾斜。横切劈理(图12)是指在压扭环境(Transpression)中形成的(意味着同时存在纯剪切和简单剪切分量)。逆时针横切劈理，其中劈理相对于大致同步的褶皱枢纽逆时针切割(图12)，表明了右旋剪切的分量。同样，一个左旋剪切分量可产生顺时针横切劈理。然而，使用横切劈理作为剪切指向标志是有争议的。
图12 具有横切劈理的褶皱中劈理、轴面和包络面之间的关系
注：所示的逆时针横切劈理可能是右旋剪切的指示标志。注意层理和劈理交线与枢纽线斜交。
图14 利用层劈关系确定地层面向
(a)层理和劈理倾向相反，(b)层理和劈理倾向相同。
劈理与层理关系为露头和大型区域褶皱的相对位置提供了有力的线索，劈理折射可以帮助确定褶皱的面向。以带有S1轴面劈理的初始平卧褶皱(F1)为例，该褶皱被第二世代褶皱叠加，产生一个直立开阔褶皱(图15)。结果，F2褶皱的一部分面向朝上，而另一部分朝下。如果该褶皱地层中仍含有S1劈理，且在富黏土层位中的S1劈理与F1褶皱轴面平行，则在F2褶皱面向向上的倒转翼上(A)，层理比劈理倾角更陡，而在正常翼(B)劈理比地层陡。在F2褶皱面向向下部分的正常翼(C)，地层倾角比劈理陡，然而在倒转翼，劈理比地层陡(D)。褶劈理S2近平行于F2褶皱的轴面，尤其是在F2褶皱的核部。褶劈理的几何学特征进一步指示了宏观褶皱的面向(即倒转翼和正常翼)。
(1)对劈理概念的理解应强调劈理形成的变质变形条件，即劈理是形成在低温条件下(≤300°C)，具有潜在分裂面能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。劈理是形成于低绿片岩相条件下的变形构造。
⑵建议不再使用破劈理、流劈理、剪切劈理、溶液劈理和应变滑移劈理这些定义松散或者错误的概念。
⑶正确理解铅笔构造和缝合线构造，铅笔构造属于劈理范畴，是在富泥质的砂岩或泥灰岩中形成的铅笔劈理，而非线理构造。缝合线构造亦非一种破裂构造，同样属于劈理范畴。
⑷重点掌握层理与劈理关系在区域地质填图和构造形态恢复中的应用。尤其是利用劈理与层理的关系判断地层正常与倒转、恢复褶皱形态，这些分析方法对于区域构造变形过程恢复具有重要的指示意义。