扩散物质迁移现象是指？

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由扩散物质迁移机制形成的显微构造现象，包括压溶作用及固态物质扩散迁移作用形成的各种现象。

1.压力影（pressure shadow）

岩石发生压扁作用时，因其中所含的强硬矿物、结核、碎屑或化石碎片等与岩石基质能干性存在明显差异，致使在顺其伸展方向两侧形成低应力区间，由同构造分泌的结晶纤维充填而形成“阴影”。压力影是压溶作用的重要产物。

压力影从构造上分为两部分，内部较刚性的矿物称为“核晶”或“母晶”，两侧组成的部分称为“阴影”（图3-11）。常见的核晶有石英（照片3-179）、长石（照片3-180，3-181）、黑云母（照片3-182～3-184）、十字石（照片3-185）、红柱石（照片3-186）、黄铁矿（照片3-187～3-190）、石榴子石（照片3-191）等矿物，还可见鲕粒（照片3-192）、化石、砾石、岩屑、变斑晶（照片3-244～3-246）等。核晶部分在应力作用下可以产生旋转、破裂、波状消光、变形纹、机械双晶等显微构造现象。另外，核晶一般为构造变形前的产物。阴影部分一般常见的组成矿物有纤维状石英（亦有柱状、粒状）、纤维状方解石、片状白云母、绿泥石，以及一些残余基质矿物，也可见与核晶同成分的阴影（照片3-184）。阴影部分是同构造期形成的，它们的形态一般受核晶晶面的控制。

压力影的分类标准有多种。如按照核晶成分可分为：黄铁矿压力影、长石压力影、化石压力影等；按照阴影部分矿物形态特征可分为：粒状压力影及纤维状压力影。纤维状压力影又可分为直纤维压力影（核晶无旋转，阴影是平直纤维状）和弯曲纤维压力影（核晶旋转或阴影旋转，阴影纤维弯曲）；按照阴影部分可变形与否又可分为：刚性及可变形两类；按照压力影生长方向也即阴影部分生长渐进方向又可分为两类：反向生长型压力影或者叫位移控制型（照片3-187）、同向生长型或者叫晶面控制型（照片3-189、3-192）及综合生长型（照片3-190）；按照压力影整体的形态又可分为对称型（图3-9a，照片3-192）及不对称型（图3-9b，照片3-180，3-184，3-189，3-190）。

压力影一般出现在应力比较小（应变较弱）、温度比较低的低级变质岩中，如变质火山碎屑岩、变质砂岩、板岩、千枚岩、灰岩等。

2.应变帽（strain cap）

在压力影核晶平行压应力方向的两侧，常因易溶成分被溶解、迁移而使得难溶物质相对集中，形成增强的面理组构（照片3-181，3-185，3-186）。

3.压溶缝合线（stylolite）

由压溶过程中残余的难溶物质如泥质、炭质等局部集中而形成的不连续面。缝合线多见于碳酸盐岩中（照片3-193～3-198），也可出现在石英砂岩、硅质岩及其他类型岩石中。在岩石切面上呈锯齿状、缝合状，压溶缝合线像地震曲线一样，有峰和谷之分，主要是应力使压溶速度不均匀造成的。

压溶缝合线主要是在压应力作用下形成的，因此峰和谷一般正对着压应力方向，而不论压溶缝合线整体是否与压应力垂直（当压应力与层理斜交时它可以是斜向的）。按压溶缝合线的形态可分为“V”型和“H”型（钟增球和郭宝罗，1991），它们各自反映的主应力方向不同（图3-12）。压溶缝合线还可以出现多期复合叠加现象，每一期的主压应力方向都可不同。

4.压溶面理（或劈理）（pressure solution foliation or cleavage）

在挤压作用下，由不同矿物差异溶解所形成的一种特殊的面理构造，是压溶构造的一种类型。由溶解度不同的几种矿物所组成的岩石，其中相对易溶矿物如石英、方解石等，逐渐被溶解扩散，而相对难溶矿物如层状硅酸盐矿物及炭质、铁质、粘土等难溶残余则趋于集中呈带集中，逐渐形成压溶面理（或劈理）（照片3-199～3-201）。这可能也是一种形成劈理的方式。压溶劈理（pressure solution of cleavage），又称溶解劈理，由压溶作用引起变质分凝作用所产生的劈理。最普遍形式是由浅色和暗色条带交替组成，暗色条带由方解石或炭质溶解析出所致。

5、压溶缺失（pressure solution removal）

鲕粒、化石或单矿物如方解石、石英等在压溶过程中部分被压溶造成的压溶缺失现象（照片3-198～3-200，3-202～3-204）。

6.显微脉（microveins）

在矿物及岩石的布丁构造或张裂隙中，常常由于压溶作用发生扩散，沿张应力方向呈纤维结晶状态（照片3-205～3-214）。纤维状矿物多垂直脉壁，其形成方式可分为对生、背生、复合和紊生四种（图3-13；Ramsay and Huber，1983）。利用这种显微脉的特征可以来判断裂隙的性质、裂隙的递进变形、主应变方向的变化、估算拉伸应变量等等。

图3-13中所列均为理想的对称状态，事实上不对称状态及复杂生长情况更常见。如照片3-205为单轴生长的方解石脉，照片3-206为单轴多阶段生长的不对称方解石脉，照片3-207为对称对向生长的石英脉，3-208为对称背向生长的石英脉，3-209～3-211为不对称多阶段对向生长的方解石脉，3-212、3-213为不对称多阶段背向生长的方解石脉，3-214为多阶段多成分对向生长脉。

一般地，主要造岩矿物的压溶顺序为：炭质、锆英石、黄铁矿、榍石、电气石、胶磷矿、白云母、绢云母、粘土矿物、长石、石英、方解石、赤铁矿。从这个顺序可以看出，方解石很容易被压溶，所以压溶缝合线多出现在灰岩和大理岩中，而显微脉和压力影中的纤维矿物又多为方解石和石英。

7.出溶构造（exsolution structure）

固溶体和液体一样，在适当的条件下，其溶度会降低，此时溶质便从溶体中分离出来，发生出溶作用，形成出溶构造。导致出溶的因素有温度、压力、应力及化学成分的变化等。与应力有关的出溶构造主要有以下几种：

（1）应力条纹（stress-induced lamellae）：在应力作用下，钾长石或钠长石中的钠质出溶或析出形成条纹长石，这种析出的应力条纹多沿剪切面或张裂面分布，呈雁行状、火焰状、棋盘格子状以及不规则形状等（照片3-215～3-217），在矿物晶体内分布很不均匀。条纹的排列在特定的场合下还可指示剪切指向。

（2）出溶页理（exsolution lamellae）：两种成分的物质呈平行连生现象，类似聚片双晶。这种出溶页理在辉石中较常见（照片3-218～3-220），在斜长石中有时也能见到。

（3）应力蠕英结构（myrmekite）：一定的压应力可使斜长石或碱性长石等的摩尔体积缩小，导致SiO2从晶格内出溶或析出，形成一种蠕英结构，这种结构与应力有关，而与变质岩和岩浆岩中的交代蠕英结构不同，所以称应力蠕英结构（照片3-221～3-228）。Vernon（2000）提出富钙斜长石交代钾长石变形残斑形成蠕英结构反映了岩石变形温度接近于长石的结晶温度条件，属于典型的高温变形组构。

据Simpson（1985），这种结构常常发育在σ型碱性长石残斑的偏压性的侧面，也即压扁面上（拉伸方向上碱性长石以重结晶为主，见图3-14），或者是碱性长石与斜长石颗粒接触边缘，以及两种长石和石英的交结点处。蠕英结构只发生在高绿片岩相甚至是更高的条件下，Simpson提出这种结构的化学反应式是水和钙长石交代碱性长石的结果。化学反应式如下：

Stel和Breedveld（1990）通过对长石中这种蠕英结构的光轴组构测量得出蠕英的光轴定向与主晶长石无关，而与岩石中石英残晶的定向具有一致性。

上述三种出溶构造是在应力作用下形成的，由应力导致的出溶作用，其实也是位错机制在起作用。在应力作用下，固溶体产生位错及其运动，从而改变了滑动面或位错附近原子的邻近关系，导致固溶体溶度变化，而发生出溶现象。

8.变斑晶包迹构造（porphyroblast trail）

变斑晶是指一种同构造生长的斑晶，斑晶内常常包含有各种类型的包裹物迹线。变斑晶是通过扩散物质迁移形成的一种矿物生长现象。在许多情况下都没有发现流体相参与的迹象，因此认为迁移是在固态条件下发生的。变斑晶的生长受热动力学因素的响应，包括：成分、温度、内部应变和表面能。大的变斑晶，尤其是内部含有高密度包体的变斑晶，可能是通过次生重结晶作用形成的。变斑晶的粒度和分布规律反映了成核作用和生长作用所需能量的平衡。成核作用与生长作用所需能量的比值较高时，体系将有利于形成数量较少的大颗粒变斑晶。

利用变斑晶包迹可以判断矿物结晶生长与变形之间的关系。Passchier和Trouw（2005）将变斑晶分为构造前（照片3-229，3-230）、构造间（照片3-231）、同构造（无旋转变斑晶照片3-232～3-234，旋转雪球构造照片3-235～3-238）和构造后期（照片3-239～3-243）生长四类（图3-15）；有些变斑晶包迹反映了更为复杂的变形过程（照片3-244～3-248）。

根据变形分解作用的概念（Bell，1986），同构造变斑晶可以出现在递进缩短作用带或递进剪切变形带。其中无旋转变斑晶主要发育在递进缩短作用带（图3-16）；而雪球构造的形成只发生在递进剪切作用带，或发生在无缩短递进作用的均质变形条件下，即单剪变形条件下。Fay等（2008）应用数值模拟再现了变斑晶包迹的形成与基质变形之间的成因关系，合理地解释了长期以来介于变斑晶旋转与不旋转之间的争端。他们提出陀螺现象（gyrostasis phenomenon），相对强硬变斑晶周围软弱基质内网状剪切带的出现与否决定了变斑晶是否发生旋转。网状剪切带存在时不会发生变斑晶旋转，而网状剪切带不存在时，变斑晶将发生旋转。陀螺现象之所以出现在软弱的基质中，是因为单剪变形垂直于初始共轴缩短变形作用的叠加仅仅会引起微量的主应力轴旋转。由于剪切带主要受主应力轴的方向控制，导致初始的网状带在后期的非共轴变形作用过程中保持其位置和方向。变斑晶与其周围的非共轴变形基质相互独立，但邻近变斑晶的基质部分却仍为共轴变形，不发生任何旋转变形。

自Zwart（1960）首次利用变斑晶包迹判定前构造、同构造和后构造期生长以来，许多学者（Spry，1963；Bell et al.，1983，1985，1986，1989，1991，1995；Johnson，1990；王惠初，1995；游振东，1996；李三忠和李建忠，1997；Passchier and Trouw，2005）对变斑晶的旋转问题，变斑晶成核、生长及溶解与变形分解作用，变斑晶与造山作用过程的关系，变斑晶与应力方位、应变速率、应变量大小及生长动力学，变形与变质的相互作用等多方面的问题进行了研究探讨。总之，变斑晶包迹的详细研究，对研究造山带演化历史及机制、变形与变质作用过程及物质运移机制等起着重要作用，也有许多问题值得进一步深入探讨。

此外，反应边（reaction rim/corona）、残余矿物（relic）和后成合晶（symplectite）现象也是高温固态扩散物质迁移作用的结果。反应边是围绕颗粒矿物相的改变形成的边部（照片3-249）。这种现象是由高温固态扩散物质迁移作用导致的常见结构，因为变质矿物的生长需要成分的活动性。残余矿物是大部分已经被反应边取代了的矿物颗粒残余（照片3-250）。后成合晶是在反应边中常见的薄层状或蠕虫状的交生现象（照片3-250）。

矿物中化学环带的出现也是固态扩散物质迁移作用存在的明显证据。变质矿物尤其是石榴子石、角闪石、辉石及长石类矿物，通常表现出从核部到边部系统的成分变化或相对均一的核部和一个明显不同的边部。这些成分分异可以从一些矿物的颜色变化看出，但大多数需通过电子探针研究得出。

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