第五章 节理构造
第五章 节理构造

(4)结合地质背景: (所在的构造和地质体) (5)节理与岩层产状关系:
垂直岩层层理的节理组合是区内最早形成的节理组合,产生 在岩层褶皱之前,斜交岩层层理的节理是后期形成的。
本讲要点
• 张节理、剪节理的鉴别 • 节理组、节理系 • 节理的分期依据
思考、讨论题
• 节理、张节理、剪节理、节理组、节理系 • 怎样利用节理判断局部主应力状态? • 能否利用主断裂旁侧的张节理和剪节理判 断断裂的运动方式。 • 说明共轭节理的鉴别标志。
第五章 节理
思考、讨论题
• 说明横弯褶皱作用、剪切褶皱作用的特征和形 成机制。 • 剪切褶皱作用的主要变形特征,形成剪切褶皱 需要什么条件?为什么自然界较少见到剪切褶 皱? • 压扁作用及其在不同褶皱阶段的表现特征。 • 膝折的类型及形成条件。
内容提要
一、节理分类 二、节理组合、节理分期 三、节理的力学属性 四、张节理形成的最大深度问题
3.根据节理力学性质分类
• 节理都是在一定的条件下受力的作用产生 的,根据节理与应力之间的关系和节理的 特征可分为剪节理和张节理 • 剪节理:与最大或最小主应力有一定的夹 角(45°-φ/2)或(45°+φ/2),平 行剪切面形成的的破裂面。 • 张节理:垂直最小主应力形成的破裂面。
(1)剪节理的特点
ห้องสมุดไป่ตู้
• 3共轭节理:沿着两组共轭剪切面 发育的剪切节理。
共轭节理的鉴别方法:
(1)两组节理具有相反 的剪切旋向是共轭关 系重要依据,相向运 动的两象限为σ1方向, 相背运动的两象限为 σ3方向。
共轭节理的鉴别方法
(2)两组节理互相切割;
共轭节理的鉴别方法:
• (3)共轭节理 的尾部常有折 尾、分叉现象, 在节理交叉处 常构成菱形结 环,可确定为 共轭节理。
第五节 断裂构造(一)——节理0

如果岩层中间夹有脆性较大的岩层,则在上下层的力偶作用下,形成层间剪节理(图7-59C)。有时这种剪节理或其它原因的剪节理,细而密集,甚至可将岩层劈成薄片,称为劈理。图7-61说明层间剪节理或剪劈理的成因。
三、研究节理的意义
研究节理的类型、成因和分布规律有着重要的理论和实际意义。
(1)纵节理二者大致平行的节理;
(2)横节理二者大致垂直的节理;
(2)横节理二者大致垂直的节理;
(3)斜节理二者互相斜交的节理。
上述两种分类,在某些情况下,例如对于水平褶皱而言,走向节理相当于纵节理;倾向节理相当于横节理;斜向节理相当于斜节理。
(三)节理的力学成因分类
按照产生节理的力学性质,节理主要分为张节理和剪节理。
层节理 又称L节理,指节理面平行于流面的节理,常发育于岩体顶部或与围岩接触的平缓部位。这可能因岩浆自上而下冷却依次逐渐收缩所致。
上述三种节理常把侵入体分割成大小方块,促进岩石的风化。
斜节理 指节理走向与流线、流面斜交的节理,常两组共生形成“X”形。节理面光滑,有时可见擦痕和光滑镜面。这种节理属于构造节理,是在上述节理形成后,岩体受压因剪切作用所致。
(一)岩层褶皱前的早期节理
当一套水平岩层受到水平方向的侧向压力时,在层面上出现两组剪切节理,即X节理(共轭节理);这种节理面垂直于层面,是为平面型X节理(图7-59A)。
如果继续受力,会在沿着压力方向产生一组张节理,又叫横张节理;有时是沿着X节理面曲折拉开,形成追踪张节理(图7-59A)。
2.构造节理 指在构造运动作用下形成于岩石中的节理,常常成组成群有规律地出现。这种节理往往与其他构造如褶皱、断层等有一定的组合关系和成因联系。如图7-53表示在水平挤压下在褶曲构造中可能发育的各种节理。
地质学基础知识总结第五章

1.构造运动(tectonic movement):岩石(岩层)在地壳运动的作用下发生的变形或变位,是地壳运动的产物。
2.褶皱:层状岩石弯曲变形,不管其体积大小和弯曲形态如何,都称作褶皱。
褶皱的基本类型有背斜和向斜。
3.背斜、向斜:褶皱经风化剥蚀后露出地面的地层,分别向两边对称出现,岩层向上拱起,老地层在中间,新地层在两侧的称为背斜;岩层向下弯曲,新地层在中间,老地层在两侧的称为向斜。
4.断裂是指岩石受力作用发生的破裂变形。
其中两侧岩石未发生显著移动的称作节理,发生显著移动的叫做断层。
5.水平岩层是同一层面上各点的海拔标高相同或基本相同的岩层。
Δ6.水平岩层的特征(1)在地形地质图上,岩层的地质界线与地形等高线平行或重合。
在山顶或孤立山丘上的地质界线呈封闭的曲线,在沟谷中呈尖齿状条带,其尖端指向上游。
(2)一套水平岩层,老岩层在下,新岩层在上。
若地形切割轻微,地面只出露最新地层。
如果地形切割强烈、沟谷发育,则在低洼处出露较老的地层,自低谷至山顶地层时代依次变新。
(3)岩层顶、底面之间的垂直距离是岩层的厚度,水平岩层的厚度即其顶、底面的标高差。
(4)岩层出露宽度是其顶、底面出露线之间的水平距,水平距的大小取决于岩层厚度和地面坡度。
厚度一致的岩层出露宽度决定于坡度,坡度大出露宽度小,坡度小则出露宽度大。
坡度一致时,出露宽度决定于厚度,厚度大出露宽度大,厚度小则出露宽度小。
7. 产状:岩层的产状即岩层在空间上的产出状态,包括岩层的倾向、走向和倾角产状三要素:指倾斜岩层的走向、倾向和倾角。
•走向:倾斜岩层层面同任意水平面的交线的方向,它标志着岩层的延长方向。
•倾向:层面上与走向垂直并指向下方的直线叫真倾斜线,它的水平投影所指向的方向即真倾向(倾向)。
它代表层面倾斜的方向,恒与走向垂直;层面上与走向线斜交的直线都是视倾斜线,它们在水平面上投影线的方向都叫视倾向。
•倾角:层面与水平面的最大交角。
也即倾向线与倾斜线的夹角;视倾斜线与其在水平面上投影线的夹角称为视倾角。
第五章_节理__§1节理的分类

第一节 节理的分类
张节理的侧列、张口充填、共轭雁列
第一节 节理的分类
张节理是在平 行于节理面的压应 力或垂直于节理面 的张应力作用下形 成的, 因此, 张节理 面的垂直方向,代 表s3方向, 张节理 面与应变椭球体的 最大应变轴A轴垂直。
第一节 节理的分类
节理力学性质的转化:
早期形成的剪节理, 在后 期构造变形中会被改造或 叠加。
基隆八斗子砂岩层面
第一节 节理的分类
节理与有关构造的几何关系分类
分类的依据 按节理形成的力学性质分类
一、节理与有关构造的几何关系分类:
1. 根据节理产状与岩层产状的关系划分 ⑴走向节理:节理走向与岩层走向大致平行 ⑵倾向节理:节理走向与岩层走向大致垂直 ⑶斜向节理:节理走向与岩层走向斜交 ⑷顺层节理:节理面与岩层的层面大致平行
例如: 早期在南北向挤压 下形成一对共轭剪节理, 后 期在南北向顺时针剪切力 的作用下, 北东向一组剪节 理被改造为北东向的张节 理; 若后期发生的是南北向 逆时针剪切力, 则早期的北 西向一组剪节理被改造成 北西向的张节理。
第一节 节理的分类
节理性质的转变
方家泉追踪张节理
方家泉节理
第一节 节理的分类
多发育于砂岩等碎屑岩中,其大小与 岩石的粒度有关。粒度越细、越均匀, 发育越完善。
第一节 节理的分类
羽饰构造
第一节 节理的分类
羽饰构造包括几个组成部分: 羽轴、 羽脉、边缘带、边缘节理、陡坎。
第一节 节理的分类
羽饰构造有多种型式, 最常见的是人字型, 也有呈放射状和环状的。 羽饰构造一般发育于浅层次的脆性状 态岩石中, 是快速破裂中形成的, 羽脉的发散 方向指示节理的扩展方向, 羽脉收敛会聚方 向和人字型尖端指向断裂源点,边缘带的边缘 节理及陡坎与微剪羽裂类似, 显示出剪切力 偶方向。
8.第五章 节理

•
节理的配套是指查明统一应力场中 形成的各组节理及其组合关系。
• 主要介绍共轭剪节理的配套。 • 1、互错 • 2、折尾、菱形结环 • 3、运动方向 • 4、追踪
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第二节 雁列节理和羽饰构造
• 一、雁列节理 • 雁列节理是一组呈雁行斜列式的节理,这 类节理常被充填形成雁列脉。雁列脉产出于多 种岩石,在碳酸盐岩中尤其发育 。 雁列脉呈带状展布的范围称为雁列带 ( 图 10-10) 。穿过各单脉中心而平分雁列带的中心 面,称为雁列面。雁列面在雁列带横截面上的 迹线称雁列轴。单脉与雁列面的锐交角为雁列 角。 雁列脉可以是单列产出,是单剪作用的结 果,也可以由左阶和右阶两条雁列脉交叉组合 成共轭雁列脉 (图10-7)。
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• 节理充填物的晶体常显示纤维状习性。 按照纤维晶体生长方向与脉壁的关系, 可分为同向型和反向型。同向型纤维晶 体自两壁向中心生长,相向生长的晶体 于岩脉的中心遇合,形成一条锯齿状中 线(带)。反向型纤维晶体则自中心向两壁 生长。 • 纤维晶体与脉壁可以是垂直的,也可以 是斜交的。
21
二、裂开-愈合作用
(5)
(6)
形成x形共轭剪节理; 形成羽列;
尾端变化为折尾菱形结 环;
树枝状.追踪x形成锯齿状
尾端分叉、杏仁状结环.
9
•
上述剪节理和张节理的特征是在一次变形 中形成的节理所具有的。如果岩石或岩层经历 了多次变形,早期节理的特点在后期变形中常 被改造或被破坏。即使在同一次变形中,由于 各种因素的干扰,也会使节理并不具备上述典 型特征。因此,在鉴别节理的力学性质时,首 先,必须选取未受后期改造的节理,并且要综 合考虑各种特点 ; 其次,不能只依据个别露头 上节理的特点,而应对区域内许多测点或露头 上节理的特点加以分析对比 ; 第三,鉴别节理 力学性质应结合与节理有关的构造和岩石的力 学性质进行分析。
第5章 节 理

第五章 节 理
三、节理的分期与配套
在漫长的地质历史时期中,一个地区可能经历过多 次构造运动,每一次构造运动都有着它自己的应力作用 的方式和方向,并由此产生了一定方向、一定力学性质 的节理、节理组以及一定组合型式的节理系。 而且,早期构造运动中形成的节理在后期构造运动 的构造应力场的作用下,会发生力学性质的改造和叠加。 所以,有必要对一个地区发育的所有节理按其形成 的不同时期和不同构造应力场进行分期和配套,以便从 时间上、空间上、力学成因上研究一个地区节理的形成 发育历史和分布产出规律,并为研究一个地区的构造发 展史及恢复古构造应力场提供一定的依据。
第五章 节 理
剪节理切穿砾石
第五章 节 理
3 张节理和剪节理特征对比
(5) 剪节理经常形 成共轭“X”型节理系: 常常成对出现,共同 组成共轭“X”型节理 系。“X”型剪节理发 育良好时,可将岩石 切割成棋盘格状或菱 形 张节理面两壁多张 开,常被矿脉充填, 矿脉宽度变化较大, 脉壁不平直。
第五章 节 理
后期节理有时利用 早期节理,顺早期节理 追踪或对早期节理加以 改造。由此,一些晚 期节理比早期节理更明 显、更完整。
第五章 节 理
3 借助其它地质体判别节理形成的先后顺序
岩墙、岩脉以及其它 地质体可用来间接判断节 理形成的先后顺序。 (1) 沿着不同期次节 理贯入的岩墙、岩脉和岩 体,岩性和结构上常常各 具特色,岩性、结构不同 的岩脉、岩墙的交切关系, 可指示节理形成的先后顺 序。
第五章 节 理
一、节理的概念及研究意义 二、节理的分类 三、节理的分期和配套 四、不同地质背景上发育的节理 五、节理的野外观察 六、节理测量资料的整理
第五章 节 理
一、节理的概念及研究意义 (一)概念 节理是岩石中的裂隙或破裂面,沿着节理面 两侧的岩块基本上没有发生过相对位移或没有明 显的相对位移。 (二) 研究意义 1、褶皱、断层和区域构造有着密切的成因 联系。 2、大量发育的节理常常引起水库的渗漏和 岩体的不稳定,为水库和大坝等工程带来隐患。 3、对固体矿床的形成提供场所是石油、天 然气和地下水的运移通道和储集场所。
构造地质学——节理之二

⑶ 互切:同期。
⑷ 追踪、利 用和改造: 被追踪、利 用和改造者 早。
3. 借助相关地质体判别节理形成顺序
三、节理的配套
1. 配套的概念:把不同时期的节理归 并成节理组或节理系。
利用它们与主应力方位的关系来确定和 恢复局部或区域的古构造应力场。
2. 利用节理的共轭组合关系进行配套:
二、节理的分期
1. 分期概念:区分不同时期形成的节理的先 后关系。 目的:了解节理发育的一般规律,恢复节 理发育时期的古构造应力场。 依据:节理的相互交切关系,以及与相关 地质体的交切关系。
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2. 依据节理组交切 关系进行分期: ⑴ 错开关系:被 错者先. 注意:有对应 的错开点。
⑵ 限制:被限者晚。
第五章 节理(Joint)
第五章 节理
主要内容:
1.节理的分类 2.节理的分期与配套 3.不同地质背景上发育的节理 4.节理的野外观测 5. 节理测量资料的整理
一、节理组和节理系的概念
1. 节理组:在一次构造作用的统一应力场中 形成,产状基本一致,且力学性质相同的一 群节理,称之节理组。
2. 节理系:在一次构造作用的统 一应力场中形成的两个或两个以 上的节理组,称之节理系。如: X型共轭节理系、放射状或同心 状节理系。
复习:
1、剪节理和张节理的特征
2、节理的分期:错开、限制、互切; 借助其它地质体
3 1
4 2
1
32 1
3
1
2
1 2
3
a)利用节理的相互切错关系确定其共轭关 系。
b)利用剪切滑动关系
3. 根据总体地质特征进行配套
原理:发育特征显著不同的节理属于不同的套。 例如教材中:衡阳盆地中的两群节理(自学)。
构造地质学——节理之四

节理走向玫瑰花图
四川峨嵋挖断山构造略图
b.节理倾向玫瑰花图 (整圆)
c.节理倾角玫瑰花图 (整圆) 步骤与a同,在整 圆内作图
2、节理极点图
利用节理法线极点的赤平投影成图 优点:
1、编制简单 2、能准确反映节理发育的优势方位
不足:
定性研究
3、节理等密图(定量研究)
1)用等值线值换算成百分数
第五章 节理(Joint)
第五章 节理
主要内容:
1.节理的分类 2.节理的分期与配套 3.不同地质背景上发育的节理 4.节理的野外观测 5. 节理测量资料的整理
对节理资料进行统计分析,以查明节理发育 的规律和特点及其与该区有关构造的关系。 一般采用图表方式: 1)节理玫瑰花图 a、走向玫瑰花图 b、倾向玫瑰花图 c、倾角玫瑰花图 2)节理极点图 3)节理等密图
B A
一、基本节理图
1、节理玫瑰花图 a、走向玫瑰花图 b、倾向玫瑰花图 c、倾角玫瑰花图
反映节理方位趋势
a.节理走向玫瑰花图(半圆)
编制简单、反映节理的走向方位,步骤: 1)资料整理:
走向换算,使走向落在上半圆内(一、四象 限);
分组(每10度一组)统计节理条数和平均 走向。
2)确定比例尺,作半圆、标坐标; 3)找点、连线; 4)标图名和比例尺。
二、节理资料的电算处理
快捷、方便,适宜处理大量数据
要点: 1.剪节理和张节理的主要特征和区分方 法。 2.节理的分期和配套方法。 3.共轭剪节理及其应力指向意义。 4.节理的分期和共轭节理的判定。 5.节理玫瑰花图的制作。 6.节理等密图的制作
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(4)结合地质背景: (所在的构造和地质体) (5)节理与岩层产状关系:
垂直岩层层理的节理组合是区内最早形成的节理组合,产生 在岩层褶皱之前,斜交岩层层理的节理是后期形成的。
本讲要点
• 张节理、剪节理的鉴别 • 节理组、节理系 • 节理的分期依据
思考、讨论题
• 节理、张节理、剪节理、节理组、节理系 • 怎样利用节理判断局部主应力状态? • 能否利用主断裂旁侧的张节理和剪节理判 断断裂的运动方式。 • 说明共轭节理的鉴别标志。
第五章
节
理
节理定义:无明显位移的裂隙,成群成组发育。 在地壳岩石中广泛存在。 节理研究意义:
1.实际意义: • 为(矿液、油气、水)提供运移通道和储藏 的空间; • 为水库和大坝等工程带来隐患(渗漏、破坏) 2.理论意义: 阐明地质构造的形成和发展
一、节理分类
• 根据节理与有关构造的几何关系的分类 • 根据节理力学性质的分类
1.节理与岩层产状关系的分类
1)走向节理:节理走向与所在岩层走向大致平行的节理(1) 2)倾向节理:节理走向与所在岩层走向大致垂直的节理(2) 3)斜向节理:节理走向与所在岩层走向斜交 (3,4) 4)顺层节理:节理面与所在岩层面大致平行的节理(5)5Βιβλιοθήκη 2.节理与褶皱轴关系的分类
a-纵节理;节理走向与褶皱轴向平行的节理 b-斜节理;节理走向与褶皱轴向斜交的节理 c-横节理:节理走向与褶皱轴向垂直的节理
3.根据节理力学性质分类
• 节理都是在一定的条件下受力的作用产生 的,根据节理与应力之间的关系和节理的 特征可分为剪节理和张节理 • 剪节理:与最大或最小主应力有一定的夹 角(45°-φ/2)或(45°+φ/2),平 行剪切面形成的的破裂面。 • 张节理:垂直最小主应力形成的破裂面。
(1)剪节理的特点
=10°~15°
右列式
左列式
(2)张节理特点 • A-张性破裂面: • 产状不稳定、延伸不远、常侧列产出
• B-粗糙不平,无擦痕。 • C-多脉体充填,脉的宽度变化大 • D-常绕过砾石
• F-追踪共轭剪节理, • 呈锯齿状
–追踪张节理
• G-呈单列或组合成共轭雁列张节理 • 锐夹角
到这
二、节理与主应力关系
• 1-张节理与应力关系 • 张节理法线 = σ3方向 • 张节理法线 = 应变椭球X轴
拉伸
节理与主应力关系
• 张节理法线 = σ3方向 • 张节理法线 = 应变椭球X轴
挤压
节理与主应力关系
• 张节理法线 = σ3方向 • 张节理法线 = 应变椭球X轴
单剪
45
递进变形的结果
节理与主应力关系
• 2-剪节理与主应力 关系 – (1)剪节理与 应力关系 – 共轭剪切节理的 交线与2 – 共轭剪切节理的 锐夹角、钝夹角 与1 、3
2-节理分期的依据
(1)节理与节理组的交切 关系:
后期节理组合切割早期的节 理组合。
(2)-各期节理的配套 关系 –统一应力场中各组节 理的配套关系(运动 方式) –共轭节理尾端变化
节理分期的依据
(3)不整合面:
不整合面上、下岩层有不同的节理组合,不整合面以下岩层 内的节理组合是先形成的,不整合面以上岩层内的节理组合 是后形成的。
第五章 节理
思考、讨论题
• 说明横弯褶皱作用、剪切褶皱作用的特征和形 成机制。 • 剪切褶皱作用的主要变形特征,形成剪切褶皱 需要什么条件?为什么自然界较少见到剪切褶 皱? • 压扁作用及其在不同褶皱阶段的表现特征。 • 膝折的类型及形成条件。
内容提要
一、节理分类 二、节理组合、节理分期 三、节理的力学属性 四、张节理形成的最大深度问题
• A-产状稳定,延伸 远
(1)剪节理的特点
• B-平直光滑,节理面擦痕
(1)剪节理的特点
• C-切过砾石和胶结物
(1)剪节理的特点
• D-常构成共轭节理 系——棋盘格构造
• E-单组节理等间距
F-主剪裂面由羽状微裂面构成
羽列:主剪裂面由羽状裂面组成。 左列式:沿小节理走向向前观察,后一 条小节理重叠在前面一条小节理左 侧,称为左列。 右列式: 羽列与运动方式
• 3共轭节理:沿着两组共轭剪切面 发育的剪切节理。
共轭节理的鉴别方法:
(1)两组节理具有相反 的剪切旋向是共轭关 系重要依据,相向运 动的两象限为σ1方向, 相背运动的两象限为 σ3方向。
共轭节理的鉴别方法
(2)两组节理互相切割;
共轭节理的鉴别方法:
• (3)共轭节理 的尾部常有折 尾、分叉现象, 在节理交叉处 常构成菱形结 环,可确定为 共轭节理。
共轭节理的鉴别方法:
• (4)相向运动的二象限尖端的钝化现 象——这是可靠依据。
共轭节理的鉴别方法:
• (5)有张节理追 踪的两组剪节理, 为共轭节理。
四、节理分期
1-节理分期研究意义:
区域内的节理,有的是同期构造运动形成的, 有的是不同期构造运动形成的。 从时间、空间和力学成因上研究构造发育史、 构造分布规律,为构造分析和古应力场恢 复提供依据。
2-剪节理与主应力关系
• (2)两种纯剪应力状态下剪切节理的产状关系
(3)单剪状态-剪节理与主应力关系
高角度 剪节理
剪节理 张节理
低角度剪节理
三、节理组和节理系
• 1节理组:是指在一次构造作用的统一
应力场中形成的、产状基本一致和力学 性质相同的一群节理。
• 2节理系:在一次构造作用的统一应
力场中形成的两个或两个以上的节理组 称为节理系。