岩石的断裂方式与裂隙构造

1、第八章第八章岩石的断裂方式与裂隙构造岩石的断裂方式与裂隙构造第一节第一节 岩石的断裂方式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：岩石所受应力达到或超过其强度而产生不连续面的变形。断层：破裂面两侧有明显位移断层：破裂面两侧有明显位移裂隙：破裂面两侧无明显位移裂隙：破裂面两侧无明显位移裂隙：无规则分布裂隙：无规则分布节理：规则分布节理：规则分布劈理：密集分布劈理：密集分布破裂构造破裂构造faultfracturingcrack11222),(P)(2/1210 ,2/121Brittle deformation22122212/12/1Coulomb-Griff

2、ith failure criteria根据裂隙与应力方向可将裂隙划分为根据裂隙与应力方向可将裂隙划分为三种主要类型：三种主要类型： 张裂隙张裂隙 张剪裂隙张剪裂隙 剪裂隙剪裂隙 压剪裂隙压剪裂隙 压性裂隙（非破裂成因面）压性裂隙（非破裂成因面）张裂隙：张裂隙：与主压应力平行。与主压应力平行。-3 = T ，1-3 4T； 或平均应力或平均应力1.5T, 破裂曲线相交于破裂曲线相交于（0，-T ）点。点。剪裂隙：与主压应力斜交。剪裂隙：与主压应力斜交。0.80.8t t - -3 3 ，1 1-3 3 5.6 5.6t t 或平均应力或平均应力22t t，遵循库仑破裂准则，形成共轭剪裂隙，遵循

3、库仑破裂准则，形成共轭剪裂隙， 9090共轭角共轭角4545。自然界最常见的破裂面自然界最常见的破裂面压性裂隙：与主压应力垂直。压性裂隙：与主压应力垂直。非破裂面非破裂面压剪性裂隙压剪性裂隙张剪性裂隙张剪性裂隙(1) 产状稳定，延伸较远。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。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。发育于砂、砾岩等岩石中的剪裂，一般穿切砾石和胶结物。一、剪裂隙一、剪裂隙(4)

4、常常组成共轭常常组成共轭“X”型共轭裂隙，锐角中分线指示主压应力型共轭裂隙，锐角中分线指示主压应力 方向。方向。 往往成等距排列。往往成等距排列。 (5)主剪裂面由羽状微裂面组成。主剪裂面由羽状微裂面组成。二、张裂隙二、张裂隙(1) 产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲。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。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，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。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。一般被矿脉

5、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，各种网张节理有时呈不规则的树枝状，各种网 络状，有时也追踪络状，有时也追踪“X”型共轭剪节理形型共轭剪节理形 成锯齿状张节理、单列或共轭雁列式张成锯齿状张节理、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节理，有时也呈放射状或同心圆状组合三、张剪裂隙三、张剪裂隙 四、压剪性裂隙四、压剪性裂隙追踪张裂隙追踪张裂隙五、雁列裂隙五、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雁列脉，实质是沿剪裂方向发育的一组张裂隙六、

6、压溶缝合线构造六、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尖端指向主压应力第二节第二节 构造脉构造脉裂隙被流体充填，流体中矿物沉淀形成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，最常见的为根据充填物质称为。脉，最常见的为石英、方解石脉等石英、方解石脉等常形成自然水晶矿、石英脉型金矿常形成自然水晶矿、石英脉型金矿一、脉体的充填方式一、脉体的充填方式扩张性脉：流体侵入裂隙并使扩张性脉：流体侵入裂隙并使 其两壁张开而形成的岩脉。其两壁张开而形成的岩脉。非扩张性脉：流体与围岩交代非扩张性脉：流体与围岩交代 而

7、占有空间形成的岩脉。而占有空间形成的岩脉。破裂愈合脉：由于孔隙压力破裂愈合脉：由于孔隙压力 周期性变化，裂隙周期性张周期性变化，裂隙周期性张 开和闭合所形成的脉体。开和闭合所形成的脉体。充填物质来源：外来流体和围充填物质来源：外来流体和围 岩因压溶析出（扩张、破裂岩因压溶析出（扩张、破裂 愈合脉）流体与围岩交代愈合脉）流体与围岩交代 形成（非扩张脉）形成（非扩张脉） 脉体充填物的晶体常显示纤维状习性脉体充填物的晶体常显示纤维状习性，而且矿物纤维，而且矿物纤维生长的方向代表张应力的方向。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：根据矿物生长方式可分为四类：A A 对向生长（同向型

8、）对向生长（同向型）脉；脉；B B 背向生长（反向型）脉；背向生长（反向型）脉；c c 复合型脉；复合型脉；d d 拉伸矿物拉伸矿物纤维脉纤维脉二、脉体生长方式二、脉体生长方式C 复合型脉复合型脉D 拉伸矿物纤维脉拉伸矿物纤维脉 Prefailure Seismogenic fault failure Postfailure discharge Self-sealing RepetionMechanism of Fault ValveSibson, R. H. 1988第三节第三节 节节 理理岩石中有一定排列规律的无明显位移的裂隙岩石中有一定排列规律的无明显位移的裂隙断层：破裂面两侧有明显位移

9、断层：破裂面两侧有明显位移裂隙：破裂面两侧无明显位移裂隙：破裂面两侧无明显位移破裂构造破裂构造节理节理构造节理构造节理原生节理原生节理一、构造节理一、构造节理1.成因分类成因分类 成因与特征见前述裂隙分类成因与特征见前述裂隙分类张节理张节理剪节理剪节理张剪节理张剪节理裂隙：无规则分布裂隙：无规则分布节理：规则分布节理：规则分布劈理：密集分布劈理：密集分布发育最广泛的节理发育最广泛的节理为共轭剪节理为共轭剪节理2.与岩层产状关系的分类与岩层产状关系的分类1.走向节理；走向节理；2.倾向节理；倾向节理；3.斜向节理；斜向节理；4.顺层节理顺层节理3.与褶皱轴面产状关系的分类与褶皱轴面产状关系的分类a.纵节理；纵节理；b.斜节理；斜节理；c.横节理横节理4. 节理与应力应变场节理与应力应变场二、原生节理二、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.侵入岩节理侵入岩节理流面、流线流面、流线L节理：节理：流面，流面，流线；流线； S S节理：节理