Ch.12 Foliation and Cleavage

•名詞解釋：1. Fabric：組構。具有優勢⽅方向的礦物群廣泛出現在岩⽯石中的現象（構造組織），通常⽤用顯微鏡才能分辨出優勢⽅方向。

2. Linear fabric：線狀組構，就是線理（Lineation）。組構是以線狀的形式發育。3. Planar fabric：⾯面狀組構，就是葉理（Foliation）。組構是以⾯面狀或平板狀的形式發育。4. Random fabric：散亂的組構。組構沒有⼀一定的⽅方向。5. Primary fabric：原⽣生組構。是指沈積岩或是⽕火成岩在形成時就有的組構。變質岩沒有原⽣生組構。6. Tectonic fabrics：即 Tectonites，構造岩。構造組織發育得⾮非常透徹的岩⽯石。可以分成三種類型。（Penetrative 透徹地 ： 在⼀一塊岩⽯石當中，我們若隨意地採取樣本，都可以採集到某種組織元素時，則我們稱這塊岩⽯石透徹地具有這種組織元素。）（1） S-tectonite： 以葉理為主的構造岩。（透徹的具有葉理）（2） L-tectonite： 以線理為主的構造岩。（透徹的具有線理）（3） LS-tectonite： 透徹的具有葉理及線理的構造岩。

7. Continuous fabric （連續的組構）：若我們把岩⽯石切成⼀一⽚片⽚片的薄⽚片，當薄⽚片的厚度薄到組成岩⽯石的顆粒的尺⼨寸時，仍然可以鑑定出組織元素的⽅方向時，則我們稱這塊岩⽯石裡⾯面的組構元素是連續的。在實際的操作上，若組織元素緊密到 1mm 以下，我們的⾁肉眼無法看出組構元素的間隔時，我們就稱這塊岩⽯石裡⾯面的組構元素是連續的，或者這塊岩⽯石具有連續的組構。Spaced fabric （間隔的組構）：（組織元素間隔出現的組織）：當我們的⾁肉眼很明顯地可以看出組構元素的間隔時，我們就稱這塊岩⽯石裡⾯面的組構元素是間隔的，或者這塊岩⽯石具有間隔的組構。

•葉理的名詞解釋：1. Foliation 葉理⼀一詞來⾃自拉丁語 folium ，意指葉⼦子。在構造地質學中指的是岩⽯石中任何平板狀構造的組構，包含層理、⽚片理等等。

2. 由於葉理（foliation）的定義相當分歧，造成相當多的困擾與不必要的誤解，因此⺫⽬目前有⼀一種趨勢，將岩⽯石當中所呈現的⾯面狀構造統稱為葉理，再將葉理分為原⽣生的葉理（primary foliation）與次⽣生的葉理（secondary foliation）。（1） 原⽣生葉理指的是岩⽯石形成時所形成的⾯面狀構造。（2） 次⽣生葉理指的是岩⽯石形成之後受到變形作⽤用所產⽣生的⾯面狀構造，包含常聽到的劈理（cleavage）、⽚片理（schistosity）、⽚片⿇麻理（gneissosity）等。在構造地質學中我們著重研究次⽣生葉理。

3. Convention： Track of different foliations （s0， s1， s2，...）S0： bedding;S1： First foliation formed after bedding;S2： Foliation forms after S1.

•劈理1. 定義：緊密地平⾏行排列的透徹次⽣生⾯面狀構造，且（1） 劈理是在岩⽯石形成之後受到變形作⽤用才產⽣生的現象。（2） 劈理是在變質作⽤用中變質相不超過綠⽚片岩相 （lower greenschist facies）的低溫狀態（≤ 300˚C）下形成的。（3） 當岩⽯石具有劈理構造時，很容易沿著劈理裂開，即使劈理⾯面形成時，劈理⾯面之間的內聚⼒力並未失去。因此排列得很緊密的破裂⾯面並不是劈理，因為破裂⾯面形成時，破裂⾯面之間的內聚⼒力已被破壞掉。

2. 劈理的領域化特性：Powell （1979）經過詳細的觀察以後，⾸首先認為在各種的觀察尺度上，有劈理發育的岩⽯石都可以分辨出兩種礦物的組成與結構都不相同的領域構造 （domainal structures）：（1） 劈理領域（cleavage domain）：劈理⾯面較為密集的領域。（2） ⼩小岩領域（microlithon domain）： ⼜又稱為劈理間夾質領域。劈理⾯面較為不密集的領域。

3. 劈理的分類：過去學術界依據劈理的成因及結構可以把劈理劃分為四⼤大類型，分別是板劈理（slaty cleavage）、破裂劈理（fracture cleavage）、剪劈理（shear cleavage）及滑劈理（slip cleavage），這些分類都是依照單⼀一成因分出的劈理，但因為劈理的成因可以有好幾種類型，因此這種分類漸漸捨棄不⽤用。

現今⼈人們⽤用劈理的形態作為分類，基於劈理領域及⼩小岩領域在岩⽯石中所佔的⽐比例，在劈理的形態分類上先將劈理分為連續劈理（continuous cleavage）與不連續劈理。連續劈理為在⾁肉眼的觀察下，岩⽯石全被劈理所佔據者；不連續劈理則是指在⾁肉眼的觀察下可看出劈理領域與夾質領域者。連續劈理中再以構成劈理的礦物粒徑的⼤大⼩小，分為細連續劈理（fine contiunous cleavge），如板劈理，與粗連續劈理（coarse continuous cleavage），如⽚片理（schistosity）。

（1） 無夾皺劈理（disjunctive cleavage）：⼜又稱為無前理劈理、分離式劈理。指劈理領域被⼩小岩領域所分隔。在壓溶作⽤用中常常會有無夾皺劈理、壓溶劈理（pressure-solution cleavage）、縫合線劈理（stylolite cleavage）等形成。這種劈理⼤大多形成於未經過變質作⽤用的⽯石灰岩或泥灰岩（marls）中。（2） 夾皺劈理（crenulation cleavage）：岩層遭受

強烈的褶皺作⽤用⽽而產⽣生⼩小褶皺，沿著⼩小褶皺的翼部產⽣生的劈理。亦即在褶皺間產⽣生的劈理，劈理⽅方向和最⼤大應⼒力⽅方向互相垂直。夾皺劈理通常因岩⽯石受到壓溶時的礦物分異作⽤用（differentiation）⽽而形成，如下圖：

（3） 板劈理（slaty cleavage）：在泥質岩⽯石當中，⽚片狀黏⼟土礦物很強烈地平⾏行排列形成的劈理。板劈理的形成溫度在變質溫度以下（250~300 ˚C），其中的黏⼟土礦物主要為由膨潤⽯石（smectite）轉變⽽而成的依來⽯石（illite）。

板劈理的階段性發育： a. 沈積物沈積成為沈積岩岩層。 b. 在成岩作⽤用階段，沈積岩岩層受到上覆岩層向下壓的壓縮作⽤用，沈積物顆粒間的⽔水分被排除，沈積物顆粒被壓得更為緊密，使岩層的體積變⼩小，⽽而⽚片狀的礦物也因此被旋轉成⼤大致要平⾏行層⾯面的⽅方向，形成⽐比較粗糙的葉理。這種平⾏行層⾯面的層⾯面葉理稱為 diagenetic foliation 或層⾯面劈理。

c. diagenetic foliation 形成之後，岩層受到⼤大地壓縮作⽤用，形成與層⾯面斜交的葉理。這與層⾯面斜交的葉理和與層⾯面平⾏行的葉理相交，形成交線線理。具有這種交線線理的劈理，稱為鉛筆劈理（pencil cleavage）。 d. 隨著岩層整體應變的增加，先前形成的鉛筆劈理中，與層⾯面斜交的劈理⾯面發育得更為平整，⽽而形成板劈理。（4） 千枚岩劈理（phyllitic cleavage）：在低度的綠⾊色⽚片岩變質相下，泥質岩⽯石中的黏⼟土礦物與依來⽯石轉變成⽩白⾊色雲⺟母與綠泥⽯石。在礦物轉變的過程中，這些⽩白⾊色雲⺟母與綠泥⽯石受到不均勻匀應⼒力作⽤用⽽而作平⾏行的排列因⽽而形成葉理時，這種葉理就稱為千枚岩劈理。（5） ⽚片理（schistosity）在中度的綠⾊色⽚片岩變質相下，泥質岩⽯石中的⽩白⾊色雲⺟母與綠泥⽯石轉變成顆粒較粗的雲⺟母礦物與其他礦物。在礦物轉變的過程中，這些雲⺟母礦物與其他礦物受到不均勻匀應⼒力作⽤用⽽而作平⾏行的排列因⽽而形成葉理時，這種葉理就稱為⽚片理。（6） ⽚片⿇麻岩理（gneissosity）⽚片⿇麻岩是⼀一種葉理為成分條帶構造（compositional banding）的變質岩。所謂的成分條帶構造是淡⾊色的條帶與暗⾊色的條帶交互出現的構造。通常，淡⾊色條帶的礦物成分主要為⻑⾧長⽯石與⽯石英，⽽而深⾊色條帶的礦物成分主要為輝⽯石、⾓角閃⽯石或⿊黑雲⺟母。這種條帶構造稱為⽚片⿇麻葉理（gneissosity）。由於⽚片⿇麻岩是在⽐比較⾼高度的變質環境中形成的（⾓角閃岩變質相到粒變岩相，amphibolite to granulite facies），原有的⽩白雲⺟母已經變化成⻑⾧長⽯石，因此不會形成⽚片理。由沈積岩變質⽽而成的⽚片⿇麻岩稱為副⽚片⿇麻岩 （paragneiss）。由⽕火成岩變質⽽而成的⽚片⿇麻岩稱為正⽚片⿇麻岩（orthogneiss）。

⽚片⿇麻岩構造（gneissic structure）：沈積岩或⽕火成岩在中、⾼高度變質作⽤用時，經過再結晶作⽤用所發展出來的⼀一種條帶形葉理。這種變質岩主要是由中粒到粗粒的礦物所組成。成份或顆粒⼤大⼩小不同的礦物常常分別聚集在⼀一起⽽而呈現成分不同的條帶構造（compositional banding），⽽而⽚片狀的、板狀的或⻑⾧長條狀的礦物則排成平⾯面構造且呈現⽅方向性的排列，透鏡形與顆粒形的礦物則⼤大致呈平⾏行的排列。

⽚片⿇麻岩成分條帶（compositional banding）的形成機制：

（7） 混合岩（migmatite）當變質溫度很⾼高時，岩⽯石會開始熔化，但由於岩⽯石是由不同的的礦物組成⽽而成的，不同的礦物具有不同的熔點，因此熔點較低的礦物（如⽯石英、雲⺟母與鈉質斜⻑⾧長⽯石）會先熔化⽽而成為液體（岩漿），⽽而熔點較⾼高的礦物（如橄欖⽯石、輝⽯石、⾓角閃⽯石與鈣質斜⻑⾧長⽯石）仍然維持固體的狀態（refractory minerals）。這種只有部分的岩⽯石熔化的作⽤用稱為部分熔化作⽤用（partial melting or anatexis）。進⾏行部分熔化作⽤用的岩⽯石就像⼟土⽯石流⼀一樣，未熔化的礦物或岩體會懸浮在黏稠的岩漿當中。當這些混雜在⼀一起的固體與液體受到擠壓時，就會像⼟土⽯石流⼀一樣地流動、變形，形成褶皺與再褶皺的構造。當溫度下降後，這種混合著酸性岩漿與基性岩塊的混合物就固化成為所謂的混合岩。

劈理折射：劈理折射是指當劈理切過不同岩性的岩層時，劈理⾯面⽅方位發⽣生改變的現象。在強硬層中劈理與層理的交⾓角較⼤大；在弱層岩層中兩者交⾓角較⼩小。這種現象反映了不同岩性的岩層中應變狀態的變化。如右圖。

軸部的劈理變化：⼀一般⽽而⾔言，劈理會垂直最⼤大應⼒力軸⽅方向發育，但在劈理的頂部（意即靠近層⾯面處），劈理會因為各層間的岩性不同⽽而有變化。如下圖，⾴頁岩中的劈理為了適應砂岩的外弧⽽而伸張：p.s. Neutral point：劈理消失的地⽅方

•Fold Transposition

•Transection cleavage