地质构造学课件36

1、节理的定义节理（joint）即岩石中的裂隙（fissureorfracture），是指没有明显位移的断裂。断裂包含节理（无显著位移者）和断层（fault）（有显著位移者）2、节理研究的理论和实践意义实际意义：1）矿液、石油、天然气运移通道、储集场所，控制矿体形态。2）地下水、石油渗透性，含油性，含水性与节理发育的密度，开启性有关。3）影响水工建筑物的渗漏性和岩体的稳定性。理论意义：节理与褶皱断裂和区域性构造密切相关，它的研究对认识和阐明区域地质构造及其形成和发展方面具有重要意义。2020/12/181§1节理的分类一、几何分类Classificationofjoint）（一）据岩层产状关系分1、走向节理（strikejoint）2、倾向节理（dipjoint）3、斜向节理（obliquejoint）4、层节理（beddingjoint）2020/12/182（二）据褶皱枢纽关系分1、纵节理（longitudindjoint）2、横节理（transcurrentjoint）3、斜节理（obliquejoint）注意：当褶皱枢纽是倾伏时，在转折端（倾伏端）部位，纵节理相当拉倾向节理，横节理相当于走向节理。2020/12/183二、成因分类原生节理：（primaryjoint）次生节理：（subsequentjoint）三、根据力学性质分类1、剪节理（shearjoint）2、张节理（tensionjoint）剪节理、张节理与主应力轴和主应变轴之间的关系。2020/12/184（一）剪节理的特征1、产状稳定（沿走向和倾向均如此片）；2、节理面平直光滑，时有擦痕，脉壁平直；3、切割砾石或较大的矿物颗粒；4、常发育成共轭X节理系（conjugatejoint）5、由羽列组成（featherjointorphumosejoint）6、尾端特征：①折尾；②菱形结环；③分叉巢湖坟头组砂岩中的剪节理2020/12/185生物碎灰岩中的雁行式张节理，右阶（型）式排列，运动方向反时针－合肥工业大学行政楼大门门廊柱和州组姜块状灰岩中的共轭节理－巢湖麒麟山大采场2020/12/186（二）张节理的特征1、产状不稳定2、节理面粗糙不平整，无擦痕；3、常绕砾石和粗砂颗粒而过，一般不切割；4、多开启性，脉体充填，形态成楔形、扁豆形等；5、不规则树枝状、网状、有时呈追踪X型、雁行式、放射状、同心圆状的组合形式。6、尾端变化、树枝状、多级分叉、杏仁状结环、不规则状；2020/12/187四、节理力学性的转化2020/12/188五、节理组（jointset）和节理系（jointsystem）节理组：指统一应力场中，一次构造作用下形成的产状基本一致，力学性质相同的一组节理。节理系：指统一应力场中，一次构造作用下形成的两个或两个以上的节理组，如共轭“X”节理、放射状节理、同心状节理等。2020/12/189六、节理的分期与配套一定地区的节理一般是长期多次构造应力场的产物，为了探讨该地区的构造变形史和古构造应力场，常常进行节理的分期与配套。分期就是从时间尺度上对一定地区的所有节理进行分类，划分出先后序次，确定其长幼关系。配套是指从亲缘关系（或成生联系）上对一定空间范围内的所有节理进行组合，显然一个地区至少可以有一个或多个具亲缘关系的节理系。分期与配套的目的是，为研究区域构造和恢复古应力场提供依据。2020/12/1810（一）、节理的分期1、错开—被错开者早于错开者；2、限制—被限制者晚于限制者；3、互切—同时形成；4、追踪，利用和改造—同时或稍晚；5、间接标志：不同期次节理贯入的岩脉、岩墙、岩体、岩性、结构构造上各具特色；岩脉等互相切割，交切关系等有助于确定相对先后关系；6、不整合面上下层系中的节理发育差异。2020/12/1811（二）、节理的配套1、根据共轭节理的组合关系（1）擦痕、羽列，派生张节理确定共轭关系；（2）尾端变化特征；（3）利用两组节理的相互切错，确定共轭关系；（4）利用追踪张节理，两组雁列张节理等配套。2、根据节理发育总体特征以及节理与其它构造关系节理的分期和配套应注意以下几点：（1）分期与配套同时进行；（2）不能仅依据节理自身相互关系及特征，还要考虑地质背景；（3）分期配套必须在野外现场进行，有时还需要把统计分析的结论带至野外实践中检验。2020/12/1812§2雁列节理和雁列脉一、雁列节理1、雁列脉的要素，雁列带、雁列轴、雁列角、雁列宽度，示图。2、雁列的左、右列确定方法：顺着雁列轴向前方观察，前面一雁列脉排在后面雁列脉的右侧，称为右列式；反之称为左列式。“S”形，反“S”形2020/12/1813生物碎灰岩中的雁行式张节理，右阶（列）式排列，运动方向左旋（反时针）－合肥工业大学行政楼大门廊柱左阶（列）雁行式张节理－合肥紫蓬山侏罗系红色砂岩2020/12/1814二、羽饰构造（featherS.）2020/12/1815§3节理脉的充填机制和压溶作用一、扩张脉和非扩张脉1、扩张脉：节理被石英、方解石和矿脉等溶液灌入节理中，并使节理两壁张开而形成的脉。纤维状晶体可垂直、斜交脉壁，形成梳状构造；2、非扩张脉：溶液与围岩交代，而占有空间而形成的岩脉。2020/12/1816二、缝合线（suture,suturalline）三、裂开—愈合（rack-heal）发育在砂岩中的缝合线构造2020/12/1817§4不同地质背景上发育的节理一、与纵弯褶皱伴生的节理图示讲解以下各点1、早期平面“X”节理系，应力轴σ1、σ2、σ3，应变轴A、B、C，2、晚期平面“X”节理系（当岩层褶皱后，出现局部应力场作用）◆背斜转折端“X”节理系；◆向斜转折端“X”节理系。3、剖面“X”节理系（注意：在层理面上其走向永远是彼此平行的，不受后期构造运动的影响）4、横张节理●早期追踪张节理，岩层褶皱后⊥枢纽β；●褶皱枢纽倾伏端的横张节理，节理倾角与枢纽倾伏角互余；●晚期平面“X”节理系，在向斜核部的角追踪张5、纵张节理发育于褶皱的转折端，与枢纽平行。6、层内剪节理发育于层间，上下岩层相互滑动引起的与层理平行。2020/12/1818二、与横弯褶皱有关的节理环状和辐射状节理系，σ1直立，σ2、σ3水平三、与断层有关的节理1、羽状剪节理2、羽状张节理四、与区域构造有关的节理1、主节理；2、系统节理和非系统节理五、节理在分析区域构造中的作用和问题2020/12/1819§5节理的野外观测节理自然界虽然广泛普遍发育，但是尚未形成一套系统的研究方法。研究方法因任务不同而异，但不外乎系统的观察、测量统计、然后结合地质构造进行分析。通常在工作之前，对航、卫片进行解释，宏观地观察认识工作区节理的特点和规律，常能收到事半功倍之效。航卫片上可确定节理的方向、产状及其与各级构造的关系、节理的组合型式及其变化、节理发育程度、展布范围和被充填的情况。2020/12/1820一、观察点的选定示研究任务而定，一般不要求均匀布点，而是根据构造情况及节理发育情况布点，做到疏密适度。选定观察点时，还应注意到：1、露头良好，最好能两个面都能观察到，露头面积一般不小10m2，便于大量测量；2、构造特征清楚，岩层产状稳定；3、节理比较发育，组、系相互关系明确，且观测点要选择在重要的构造部位；4、一定地区各种不同的构造层，各类构造，岩体和岩石组合中的节理总是互有差异的。因此，可划分不同的节理区域，分别进行测量统计。2020/12/1821二、观测内容1、地质背景的观测（构造部位、地层及产状，岩性及成层性、褶皱、断裂的特点）；2、节理的分类和组系划分；3、节理的分期与配套；4、节理发育程度的研究；（1）岩性对节理发育程度的影响表现为：

a.韧性岩层：剪节理发育，共轭剪裂角大

b.脆性岩层：张节理发育，共轭剪裂角小（2）岩层单层厚度的影响：厚度大，节理间距大，稀疏；厚度小，节理间距小，密集；原因是层理降低强度。2020/12/1822（3）节理发育程度常用密度或频度表示

a.密度或频度：指节理法线方向上的单位长度（米）内的节理条数，n条/m