岩石的断裂方式与裂隙构造
节理、裂隙、层理、断层、断裂的区别
节理：
岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。通常，受风化作用后易于识别，在石灰岩地区，节理和水溶作用形成喀斯特。岩石中的裂隙，是没有明显位移的断裂。
节理是地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。按成因节理可分为：
按力学性质分类，可分为张裂隙和剪切裂隙两种。另外，对形态微细，分布密集，相互平行排列的构造裂隙，又称为[劈理]。
节理－岩体两侧未发生显著相对位移的破裂；
裂隙－坚硬岩体呈裂缝状的间隙；
断层－岩层在内动力作用下断裂并沿断裂面发生位移的一种构造变动形迹；
断裂－由于地壳构造运动，使岩石、岩土体失去连续性和完整性，造成机械破裂的总称，如裂隙、节理、断裂带等。
①原生节理，成岩过程中形成，如沉积岩中因缩水而造成的泥裂或火成岩冷却收缩而成的柱状节理； ②构造节理，由构造变形而成； ③非构造节理，由外动力作用形成的，如风化作用、山崩或地滑等引起的节理，常局限于地表浅处。
片理
又称“片状构造”。指岩石形成薄片状的构造。板状、千枚状、片状、片麻状构造可通称为片理。在变质岩中极为常见，是重要特征之一。对于其成因观点不一，一般认为在应力和温度的联合作用下，导使沿剪切面方向之一发育成一组劈理，或因重结晶较强烈，进而在此方向上形成片理构造。片理面的方向有的与原岩层理斜交，但也有与原岩层理方向一致的，后者说明片理的形成可能是继承原岩层理发育而成。
水文地质学：裂隙是指固结的坚硬岩石（沉积岩，岩浆
由构造应力作用形成的裂隙叫做构造裂隙或节理。由于构造应力在一个地区有一定的方向性，所以由构造应力形成的各种构造裂隙在自然界中的分布是有规律的，排布方向是一定的。
编辑本段构造裂隙的分类
个人理解,节理一般是闭合的,裂隙一般是有张开度的
碳酸盐岩的裂缝构造原理
碳酸盐岩的裂缝构造原理碳酸盐岩是由碳酸盐矿物组成的沉积岩，其构造特征主要是裂隙发育。
裂隙的形成与几种作用力有关，包括地壳运动、地下水侵蚀和岩石化学物质的溶解作用。
首先，地壳运动是碳酸盐岩裂隙发育的重要原因之一。
地壳运动包括构造运动和岩浆活动，当地壳发生断裂或抬升时，岩石受到应力的变化，导致岩石发生破坏并形成裂隙。
此外，构造运动也会导致岩石的褶皱形变，使岩石受到剪切力，从而产生裂隙。
其次，地下水侵蚀是碳酸盐岩裂隙发育的重要作用力之一。
地下水通过岩石的裂隙、孔隙和裂缝进入岩石内部，并通过溶解和迁移，使岩石表面产生溶蚀变化。
溶蚀作用使岩石表面形成不规则的裂缝，进一步加剧了裂隙的发育。
此外，溶蚀作用还与碳酸盐溶解度的温度和压力有关。
在高温和高压条件下，碳酸盐矿物的溶解度较低，当地下水从地下渗透到地表或进入较浅的地下埋藏区域时，温度和压力条件的变化会导致碳酸盐矿物发生溶解，使岩石形成溶蚀洞和通道，进而形成裂隙。
此外，碳酸盐岩还受到岩石化学物质的溶解作用影响，特别是二氧化碳的作用。
岩石中的二氧化碳可以溶解碳酸盐矿物，释放出溶解度较高的钙离子和碳酸根离子，并形成碳酸钙沉积物。
这种溶解作用加剧了岩石的溶蚀作用，并促进了裂隙的发育。
至此，可以总结碳酸盐岩裂隙的构造原理。
地壳运动和地下水侵蚀是主要的作用力，地壳运动导致了岩石的变形和破坏，地下水侵蚀则改变了岩石的溶解度和溶解速率，从而进一步加剧了岩石的溶蚀和裂隙发育。
此外，岩石化学物质的溶解作用也对裂隙的形成起到了重要的促进作用。
裂隙对碳酸盐岩的工程性质和资源价值具有重要影响。
裂隙可以影响岩石的强度、透水性、渗透性和导热性等工程性质，对工程建设和地下水资源开发利用有着重要的指导作用。
此外，裂隙还是油气和矿藏富集的重要储集空间，并对地下水的储存和运移具有重要影响。
因此，对碳酸盐岩裂隙的研究不仅对于工程建设和资源开发具有重要指导意义，也有助于增进对碳酸盐岩的认识和理解。
水文地质学基础：岩石的空隙-裂隙
L—测定直线的长度
∑d—三条线的平均裂隙宽度
小结
裂隙的形态 裂隙的成因分类 裂隙的描述
裂隙的成因分类
构造裂隙：岩石在构造变动过程中受力产生的，具有方向性，分 布不均，如各种构造节理、断层等。
裂隙的成因分类
风化裂隙：在各种物理与化学等因素的作用下，岩石 遭受破坏而产生的裂隙，主要分布于地表附近。
裂隙的描述
裂隙的连通性 张开性 裂隙率
裂隙的描述
裂隙的连通性 组数、产状、长度和密度
裂隙的描述
张开性
裂隙率
裂隙率 体积裂隙率 面裂隙率 线裂隙率
裂隙率
体积裂隙率：是测定岩石裂隙体积与该岩石（包括裂隙在内）的 体积之比，用小数或百分数表示KrV源自 V或K rVr V
100%
其中：Kr—体积裂隙率 Vr—裂隙体积 V—岩石总体积
裂隙率
面裂隙率：是测定岩石面积上裂隙面积与该岩石（包括裂隙在 内）的面积之比，用小数或百分数表示。
Ka
l b F
或K a
l b F
100%
其中Ka—面裂隙率 l—裂隙长度 b—裂隙宽度； F—包含裂隙在内的岩石总面积
裂隙率
线裂隙率：是测定岩石直线上裂隙宽度之和与该直线长度之比，
用小数或百分数表示。
Kl
d
L
或Kl
d
L
100%
∑d=（∑d1+∑d2+∑d3）/3
其中Kl—线裂隙率 d—裂隙宽度
孔隙
裂隙
溶穴
岩石的空隙-裂隙
目录
CONTENTS
1 裂隙的形态 2 裂隙的成因分类
3 裂隙的描述
裂隙的形态
裂隙：是坚硬岩石中的裂缝空隙。 形态：空间形态是两向延伸长，横向延伸短的“饼状”空隙
断裂构造详解演示文稿
（优选）断裂构造
峨眉山玄武岩原生节理
峨眉山紫红色页岩构造节理
风化节理
108国道荣经段节理造成坍塌
碧峰峡节理造成坍塌
张家界大型节理导致山体崩塌
张家界大型节理剪切山体
内昆铁路危岩
（3）按与岩层产状关系分类：
走向节理：节理走向与 岩层走向平行。 倾向节理：节理走向与 岩层倾向平行。 斜交节理：节理走向与 岩层走向斜交。
3.裂隙的描述： （1）走向或倾向玫瑰图。 （2）记录表及分级。
三. 裂隙的工程地质评价
岩体中存在裂隙，破坏了岩体的整体性。
裂隙将岩层切割成块体，这对岩体强度和稳定性都有 很大影响，裂隙（节理）间距越小，岩石破碎程度就 越高，岩体承载力将明显降低。
岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同时也会对 风化作用起着加速的效应。
断层线
断层面
2. 断层分类： （1）按断层两盘相对运动方向分类：
①正断层：上盘相对下降的断层.（符号表示为： ） 特点：地层不对称重复。上盘新，下盘老。
老新
老新
多数情况下断层线附近：新老地地层层为为下上升升盘盘。。
② 逆断层：上盘相对上升的断层.（符号表示为
）
特点：地层不对称缺失。上盘老，下盘新。
（4）按张开程度分类：
宽张节理：缝宽：D＞5mm 张开节理：缝宽：D＝3－5mm 微张节理：缝宽：D 1 3mm 闭合节理：缝宽：D 1mm
二. 裂隙的产状及调查
1.裂隙的产状：走向、倾向、倾角。 2.裂隙（节理）的调查： （1）节理成因类型和力学性质。 （2）节理组数、密度、产状。密度一般用条／米表示。 （3）节理张开度、长度、节理面壁粗糙度。 （4）节理充填物、充填厚度、含水情况。 （5）节理发育程度分级。
一建矿业工程管理与实务矿山地质和工程地质笔记讲义
一级建造师矿业工程管理与实务1G411020 矿山地质和工程地质内容预览：共有三小节1G411021、矿山地质与工程地质条件分析与评价1G411022、地质构造及其对矿山工程影响1G411023、矿山工程水文地质条件分析与应用1G411024、矿山地质图及其应用预计2018年，一道多选或一道单选题，1-2分。
1G411021 矿业地质与工程地质条件分析与评价一、土体工程性质1、砂土和黏性土砂土是土的颗粒组成中砂粒含量较高的土体。
砂土按颗粒级配可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂；砂土一般不具有黏性。
黏性土的颗粒成分更细，含水量是影响黏性土性质的决定性因素。
根据含水量多少，黏性土可形成固态、半固态、可塑态和流动态等4种状态。
黏性土的状态与含水量关系图2、黏性土的状态指标表征黏性土状态的指数有塑性指数和液性指数。
塑性指数越大，表示土处于塑性状态的含水量范围越大；液性指数越大，则该黏性土的天然含水量高，土质更软。
按塑性指数可分为黏土和粉质黏土；按液性指数可以分为坚硬黏土、硬塑黏土、可塑黏土、软黏土和流塑黏土。
3、土的可松性指土经过挖掘后，组织破坏，体积增加，虽然经过回填压实，仍不能恢复原来体积的性质。
土的可松性程度一般用最初可松性系数（K p）和最终可松性系数（K p′）表示。
K p=V2/V1，K p′=V3/V1式中：V1—开挖前土的自然体积；V2—开挖后土的松散体积；V3—运至填方处压实后的体积。
例题：土的初始可松性系数K p、最终可松性系数K p’的关系是（）。
A．K p>K p’>1B．K p=1C．K p<K P’<1D．K p>K p’<1答案：A4、土的压缩性和地基变形土体在附加荷载作用下，或松土经回填压实，均会使土体压缩，土的这种性质称为土的压缩性。
当基础荷载较小时，地基沉降与荷载呈线性关系，荷载增加到一定程度后，沉降速率将变大，继续增大荷载时地基将出现整体性破坏。
断裂构造的概念
断裂构造的概念断裂构造（Fracture Tectonics）是指地球表面上由于内部地壳和岩石发生应力作用而导致的断裂现象和构造变形。
这些断裂构造包括断层、裂缝和岩石块体的位移等形式，它们在地质过程中起到了重要的作用。
一、断裂构造的形成与类型断裂构造的形成主要是由于地壳板块在构造过程中发生的应力作用，而导致岩石或地壳发生断裂形变。
这种应力作用一般分为三种类型：拉应力（tensional stress）、压应力（compressional stress）和剪应力（shear stress）。
拉应力是指板块之间产生相对拉伸作用的应力，导致板块或岩石发生伸展和拉伸。
拉应力会导致岩石断裂，形成步错断层（normal fault）和走滑断层（oblique fault）等。
压应力是指板块之间产生相对挤压作用的应力，导致板块或岩石发生压缩和挤压。
压应力会导致岩石沿着脆性断层面发生滑动，形成逆冲断层（reverse fault）和推覆构造（thrust structure）等。
剪应力是指板块之间产生相对剪切作用的应力，导致板块或岩石发生滑动和切割。
剪应力会导致断层面上的岩石发生剪切滑动，形成走滑断层（strike-slip fault）等。
根据断裂面的倾向和走向，断裂构造可以分为不同类型，包括北、南断裂（north-south fault）、东、西断裂（east-westfault）、NW-SE断裂（NW-SE fault）和NE-SW断裂（NE-SW fault）等。
这些断裂构造在地壳运动和构造演化中起到了重要的作用。
二、断裂构造与地震活动断裂构造与地震活动之间存在着密切的关系。
地壳板块在构造进行过程中，由于内部应力的积累和释放，会导致地震的发生。
当板块之间的断裂面达到一定的破裂破坏程度时，就会引发地震现象。
地震是地壳内部物质在应力作用下释放的能量所造成的地球表面运动。
它是地球自身内能的释放，也是构造变动、震源活动过程以及板块运动和地壳形变的直接表现。
岩石构造图解
岩石构造一、板劈理：板岩所特有的连续劈理。
它发育在细粒的低级变质岩中，肉眼极难区别出劈理域或微劈石；在显微尺度上，劈理域由平行面状或交织状排列的云母或绿泥石等层状硅酸盐矿物富集成薄膜或薄层，宽约0.005毫米；微劈石由石英、长石等浅色矿物的集合组成，呈薄板状或透镜状，宽约1～0.01毫米或以下。
板劈理使板岩具有良好的可劈性，将岩石劈成十分平整的薄板。
二、劈理折射：强弱相间的岩层中,强硬层中的劈理和软弱层中的劈理以不同角度与层理相交，强硬层中为间隔劈理，与层理交角较大；软弱层中为连续劈理，与层理交角较小。
三、矩形石香肠：白云岩中的硅质条带拉断形成矩形石香肠，反映硅质能干层（强硬层）与白云岩软弱层之间的高粘性差。
（石香肠构造，各位可还记得～）不同力学性质互层的岩系受到垂直或近垂直岩层的挤压而形成。
软弱岩层被压向两侧塑性流动，夹在其中强硬岩层不易塑性变形而被拉断，构成平面上呈平行排列的长条状块段，即石香肠。
在被拉断的强硬岩层的间隔中，或由软弱层呈褶皱楔入，或由变形过程中分泌出的物质所充填。
四、透镜状石香肠：灰岩中相对强硬的白云岩形成的透镜状石香肠构造。
香肠体的两端有分泌的方解石充填，示压溶作用的存在。
五、挠曲：在水平或平缓的岩层中，由一般岩层突然变陡而表现出的膝状弯曲，或是由于岩层翘曲或其他和缓变形所形成的弯曲。
六、膝状褶皱：以早期板劈理为变形面发生褶皱，由左到右褶皱形式发生变化，既由膝状-箱状-圆弧状渐变过渡。
七、膝折：由一系列互相平行的膝折带组成的尖棱褶皱，称为膝折褶皱；两翼平直，转折端尖棱。
八、平缓褶皱：平缓褶皱是指翼间角小于180°、大于120°的褶皱。
九、开阔褶皱：翼间角为120°～70°的褶皱。
十、 W型对称褶皱：为石英岩中的W型对称褶皱。
中部褶皱较紧闭，向两侧逐渐开阔，褶皱转折端加厚，翼部减薄。
十二、不对称Ｎ型褶皱：不同褶皱层的褶皱形态的变化，强硬的硅质层（石英岩）具典型的相似褶皱的特点，较软弱的铁质层（富磁铁矿层）为顶厚褶皱。
四 断裂构造――裂隙PPT课件
• 张节理多开口，常被矿脉充填。
Hale Waihona Puke • 简单地说，就是短、小、粗糙不平，延伸 不远，长呈豆荚状、树枝状，常绕开砾石。
• ②剪（扭）性裂隙。它是由剪应力超过 了岩石的强度所形成的。一般产生在与 作用力大体成45’的方向上，形成两组 近似互相垂直的节理面，这种节理面在 野外常同时出现，交叉成“x’型，将岩 体切割成菱形块体。特是：节理面多平 直闭合，面上有擦痕，延伸较远，方向 稳定，常切断砾岩中的砾石。发育在褶 曲中的剪节理常与褶曲轴平行或斜交。
• 简要地说，就是长、大、平直光滑、延伸 稳定，常呈X型，可切穿砾石。
垂直节理风化后形成的 地貌
• ③劈理。指那些形态细微，分布密集，相 互平行排列的构造裂隙。其间距一般由几 毫米至几厘米，可将岩石切割成薄扳状或 薄片状，多数劈理面与岩层层面不一致， 很容易和岩层中的片理面和层理面相混淆。 劈理面常出现在褶曲的两翼或大断层的两 侧处，在塑性岩层中较为突出。
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
• (2）非构造裂隙
• 指岩石在形成过程中产生的原生裂隙、后 期的风化裂隙，以及沿沟壁岸坡形成的卸 荷裂隙等。具有普遍意义的是风化裂隙。 风化裂隙主要发育在岩体靠近地面的部分， 可达地面下IOm到15m右的深度。这种裂隙 的特点是分布零乱、没有规律性，岩石多 成碎块，沿裂隙面岩石的结构和矿物成分 均有明显变化。
• 根据裂隙的成因，可把裂隙分为 构造裂隙和非构造裂隙两类。
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第一节
岩石的断裂方式
破裂：岩石所受应力达到或超过其强度而产生不连续面的变形。 破裂构造 断层：破裂面两侧有明显位移 裂隙：无规则分布 裂隙：破裂面两侧无明显位移 节理：规则分布 劈理：密分布
fault fracturing crack
Brittle deformation
二、张裂隙
(1) 产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲。 (2)裂隙面粗糙不平，无擦痕。 (3)在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中常常绕砾石或粗砂粒而过， 如切穿砾石，破裂面也凹凸不平。 (4) 一般被矿脉充填。脉宽变化较大，脉壁不平直。 (5)张节理有时呈不规则的树枝状，各种网 络状，有时也追踪“X”型共轭剪节理形 成锯齿状张节理、单列或共轭雁列式张 节理，有时也呈放射状或同心圆状组合
压性裂隙：与主压应力垂直。非破裂面
压剪性裂隙 张剪性裂隙
一、剪裂隙
(1) 产状稳定，延伸较远。 (2) 平直光滑，有时具剪切滑动擦痕。未被矿物充填时是平直 闭合缝，如被充填，脉宽较为均匀，脉壁较为平直。 (3) 发育于砂、砾岩等岩石中的剪裂，一般穿切砾石和胶结物。
(4)常常组成共轭“X”型共轭裂隙，锐角中分线指示主压应力 方向。 往往成等距排列。 (5)主剪裂面由羽状微裂面组成。
2
1 / 2( 1 2 )
P( , )
1
2
2
1/ 2 1 2 ,0
1
1/ 21 2 2 2 1/ 21 2 2
Coulomb-Griffith failure criteria
根据裂隙与应力方向可将裂隙划分为 三种主要类型： 张裂隙 张剪裂隙 剪裂隙
脉体充填物的晶体常显示纤维状习性，而且矿物纤维 生长的方向代表张应力的方向。 根据矿物生长方式可分为四类：A 对向生长（同向型） 脉；B 背向生长（反向型）脉；c 复合型脉；d 拉伸矿物 纤维脉
C 复合型脉
D 拉伸矿物纤维脉
Mechanism of Fault Valve Sibson, R. H. 1988
压剪裂隙
压性裂隙（非破裂成因面）
张裂隙： 与主压应力平行。-σ3 = T ，σ1-σ3 ≤ 4T； 或平均应力≤1.5T, 破裂曲线相交于（0，-T ）点。
剪裂隙：与主压应力斜交。0.8σ t ≥-σ 3 ，σ 1-σ 3≥ 5.6σ t 或平均应力≥2σ t，遵循库仑破裂准则，形成共轭剪裂隙， 90°≥共轭角≥45°。 自然界最常见的破裂面
岩石中有一定排列规律的无明显位移的裂隙 节理 构造节理 原生节理
一、构造节理 1.成因分类
张节理 剪节理 张剪节理 成因与特征见前述裂隙分类
发育最广泛的节理 为共轭剪节理
2.与岩层产状关系的分类
1.走向节理；2.倾向节理；3.斜向节理；4.顺层节理
3.与褶皱轴面产状关系的分类
a.纵节理；b.斜节理；c.横节理
追踪张裂隙
三、张剪裂隙 四、压剪性裂隙
五、雁列裂隙
由一组呈雁行状斜列裂隙形成的构造，常被脉体填充而形成 雁列脉，实质是沿剪裂方向发育的一组张裂隙
六、压溶－缝合线构造
不纯碳酸盐岩石发生压溶形成的一种压性面理 尖端指向主压应力
第二节 构造脉
裂隙被流体充填，流体中矿物沉淀形成构造脉 根据充填物质称为。。。脉，最常见的为石英、方解石脉等 常形成自然水晶矿、石英脉型金矿
一、脉体的充填方式
扩张性脉：流体侵入裂隙并使 其两壁张开而形成的岩脉。 非扩张性脉：流体与围岩交代 而占有空间形成的岩脉。 破裂－愈合脉：由于孔隙压力 周期性变化，裂隙周期性张 开和闭合所形成的脉体。 充填物质来源：外来流体和围 岩因压溶析出（扩张、破裂 －愈合脉）流体与围岩交代 形成（非扩张脉）
二、脉体生长方式
4. 节理与应力－应变场
二、原生节理
岩浆岩侵位冷却过程中形成的非构造成因节理
1.侵入岩节理
流面、流线 L节理：∥流面，∥流线； S节理：⊥流面，∥流线； Q节理：⊥流面，⊥流线； 斜节理
花岗岩区险绝奇观的成因 华山、泰山和黄山
2.火山岩节理
柱状节理：垂直于熔岩流面， 截面呈规则多边形（4～6边） 冷凝成因
1. Prefailure 2. Seismogenic fault failure 3. Postfailure discharge 4. Self-sealing 5. Repetion
第三节 节 理
断层：破裂面两侧有明显位移 破裂构造 裂隙：破裂面两侧无明显位移 裂隙：无规则分布 节理：规则分布 劈理：密集分布