构造地质学05章节理课件

构造地质学地质类专业基础课第五章节理内容：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分析要点：1.张节理和剪节理的主要特征和区分方法2.节理的分期和配套方法3.共轭剪节理的识别和应力指向意义4.节理的分期和共轭节理的判定5.节理玫瑰花、极点、等密图的制作第5章节理2023/4/8《构造地质学》-李强3节理：岩石中的裂隙或破裂面，破裂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。2023/4/8《构造地质学》-李强5一、节理的分类几何分类根据节理产状与岩层产状的关系划分:走向节理:节理走向与所在岩层的走向大致平行倾向节理:节理走向与所在岩层的走向大致垂直斜向节理:节理走向与所在岩层的走向斜交顺层节理:节理走向与所在岩层的层面大致平行2023/4/8《构造地质学》-李强62023/4/8《构造地质学》-李强7根据节理产状与褶皱轴方位之间的关系纵节理:节理走向与褶皱轴向平行的节理。横节理:节理走向与褶皱轴向直交的节理。斜节理:节理走向与褶皱轴向斜交的节理。注意：当褶皱枢纽是倾伏时，在倾伏端部位，纵节理相当于倾向节理，横节理相当于走向节理2023/4/8《构造地质学》-李强91.剪节理及其特征:①剪节理是由剪切力作用而产生的破裂面。②剪节理产状较稳定,平面上沿走向延伸较远,剖面上切割较深。③剪节理的剪裂面较平直、光滑,有时在剪切面有因剪切滑动产生的擦痕。剪节理裂缝窄而闭合,若被其它矿脉充填，矿脉宽度均匀，脉壁平整。

2023/4/8《构造地质学》-李强102023/4/8《构造地质学》-李强11④剪节理一般切割力较强，发育于砾岩和砂岩中的剪节理，一般都会穿切砾石和沙粒等粒状物体。⑤典型的剪节理往往组成由两组不同走向的剪节理构成的共轭“X”型节理系，这种节理系发育较好时，则将岩石切割成菱形或棋盘格状，如果一

组方向的节理发育而另一组方向的节理不发育，

则形成一组平行延伸的节理，岩石切割成板状。2023/4/8《构造地质学》-李强13“X”型共轭节理系将岩石切割成棋盘格式岩块2023/4/8《构造地质学》-李强14“X”型共轭节理系将岩石切割成菱形岩块2023/4/8《构造地质学》-李强15⑥主剪裂面由羽状微裂面组成。羽状微裂面与主剪裂面交角一般为5-15°，相当于内摩擦角的一半微裂面与主剪裂面相交的锐夹角方向指示本侧岩块剪切方向。剪节理的尾端变化和连接形式:

★折尾

★菱形结环

★分叉2023/4/8《构造地质学》-李强17⑦共轭剪节理的应力状态两组共轭剪节理的交线方向代表δ2轴，两组共轭剪节理面的夹角的平分线分别代表δ1和δ3轴的方向。一般来说，δ1位于锐夹角平分线的方向，δ3位于钝夹角平分线的方向。2023/4/8《构造地质学》-李强182.张节理及其特征:①张节理是由张应力作用而形成的破裂面。②张节理一般规模较小，平面上延伸不远，剖面上切割不深,产状不甚稳定。一组节理有时呈侧列产出。③张节理面一般粗糙不平,节理面上无擦痕。④在砾岩和砂岩中发育的张节理,不穿切砾石和砂粒,

而是绕过砾石和砂粒弯折延伸。2023/4/8《构造地质学》-李强192023/4/8《构造地质学》-李强21雁列式节理2023/4/8《构造地质学》-李强22共轭雁列式节理2023/4/8《构造地质学》-李强233.节理力学性质的过渡和转化一些早期形成的剪节理，在后期构造变形中会被改造或叠加，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。

2023/4/8《构造地质学》-李强253.缝合线构造:是一种呈幅度不等的尖锐锯齿状破裂面。

特点:

①多发育于碳酸盐岩石中，如石灰岩、白云岩，

碎屑岩中也可见到。

②缝合线构造的型式有锥状、柱状。

③多数缝合线构造的产状都是平行岩层层面的，

也有斜交岩层面产出的。2023/4/8《构造地质学》-李强262023/4/8《构造地质学》-李强29右列型式的雁列脉2023/4/8《构造地质学》-李强30雁列带:

雁列节理和雁列脉成带状展布的空间范围雁列面:穿过雁列带中各个单脉的中心而平分雁列带的中心面叫雁列面。雁列轴:

雁列面在雁列带横截面上的迹线。雁列角:

单脉与雁列脉之间的锐夹角为雁列角。雁列角有两个高峰值,一个为45°左右,属于张裂型节理;另一个为10°左右，属于剪裂型节理。雁裂节理的基本要素：2023/4/8《构造地质学》-李强31aa’,bb’-雁列带，MM’-雁列轴，β-雁列角，AM-雁列带宽度2023/4/8《构造地质学》-李强32S型反S型左列右列雁裂脉的形态：平面型和S型平面型-剪节理S型----张节理，由剪切作用递进变形形成2023/4/8《构造地质学》-李强33羽饰构造:

羽饰是发育于节理面上的羽毛状精细饰纹，是构造应力下形成的一种小型构造。羽饰构造产于多种岩石中，其中以砂岩等碎屑岩中最为常见也见于细粒变质沉积岩中，甚至在玄武岩中也有发育。2023/4/8《构造地质学》-李强34羽饰构造包括以下几个组成部分:羽轴、羽脉、边缘带、边缘节理、陡坎。2023/4/8《构造地质学》-李强35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。2023/4/8《构造地质学》-李强362023/4/8《构造地质学》-李强37节理的裂开-愈合作用:

节理常常被矿物质充填而形成岩脉，最常见的充填物是石英、方解石等。充填物有外来的，有从围岩因压溶作用析出的，也有一些岩脉是溶液与围岩交代形成的。溶液侵入节理空间并使节理两壁张开而形成的岩脉称之为扩张性岩脉;如果由溶液与围岩交代以占有空间而形成的岩脉叫做非扩张性岩脉。

2023/4/8《构造地质学》-李强38节理组和节理系:

一次构造作用中形成的节理一般是有一定的规律的，并且是成群产出，构成一定的组合型式，即节理组和节理系。节理组:在一次构造作用的统一构造应力场中形成的，产状基本一致，力学性质相同的一群节理节理系:在一次构造作用的统一构造应力场中形成的两个或两个以上的节理组称为节理系。例如,共轭“X”型剪节理就是属于一个节理系。2023/4/8《构造地质学》-李强39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分析要点：1.张节理和剪节理的主要特征和区分方法2.节理的分期和配套方法3.共轭剪节理的识别和应力指向意义4.节理的分期和共轭节理的判定5.节理玫瑰花、极点、等密图的制作第5章节理2023/4/8《构造地质学》-李强41

在漫长的地质历史时期中，一个地区可能经历多次构造运动，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此外，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。2023/4/8《构造地质学》-李强42节理的分期:

1.节理分期的概念:

节理的分期就是将一个地区不同构造时期、不同构造应力场所形成的节理进行筛分，把同一构造期和同一构造应力场所形成的节理组合在一起。节理的分期主要依据节理组以及节理系之间的交切关系，还可利用各个期次的节理与某些地质体之间的关系来进行节理分期。

2023/4/8《构造地质学》-李强432.利用节理组之间的交切关系进行节理分期:错开：后期形成的节理切断早期形成的节理，若后期节理是剪节理，则可见到错断线两侧标志点的对应错开。2023/4/8《构造地质学》-李强44限制:一组节理延伸到另一组节理前突然中止，这种现象叫做限制。被限制的节理组形成相对较晚。图中3、4组节理节理被1、2组节理所限制，所以，3、4组节理形成晚于1、2组节理错开与限制的区别：错开表现为一系列标志点的对应错开，而限制则无对应点错开。2023/4/8《构造地质学》-李强45互切:如果两组节理互相交切或切错,且两组节理相互切错的方向又遵循力学分析原理，服从统一的构造应力场，则说明两组节理是同时形成的，并具有共轭关系。2023/4/8《构造地质学》-李强46追踪、利用和改造: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。追踪节理改造节理2023/4/8《构造地质学》-李强473.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。

(2)一组有岩脉充填的节理,被另一组无岩脉充填的节理切错,说明无岩脉节理形成相对较晚

2023/4/8《构造地质学》-李强482023/4/8《构造地质学》-李强49节理的配套:

1.节理配套的概念:

节理配套就是将在一定构造时期的统一构造应力场中形成的各组节理组合成一定的系列，换句话说,就是去鉴别那些不同方向的节理或节理组是否是形成于同一构造时期，并且是否是形成于同一构造应力场的作用，能否配套成为共轭“X”型节理系。2023/4/8《构造地质学》-李强502.节理配套的依据;

(1)进行配套的两组节理无论是在平面上还是在剖面上均具有一定的几何学组合关系，多数呈“X”型式。注意：呈“X”形的两组节理不一定都是形成于同一构造时期和同一构造应力场。2023/4/8《构造地质学》-李强51(2)

进行配套的两组节理或节理组在其尾端可以折尾、菱形结环、分叉(3)

进行配套的两组节理或节理组必需是形成于同一构造时期。在动力学上属于统一的构造应力场。s3s12023/4/8《构造地质学》-李强52(4)

进行配套的两组节理或个节理组在在露头上可见到相互切错的关系,并且这种相互切错关系遵循于力学分析原理,服从于统一的构造应力场。2023/4/8《构造地质学》-李强53

两组方向节理的相互切错2023/4/8《构造地质学》-李强54(5)

进行配套的两组节理或节理组的节理面上有擦痕，且擦痕指示的两组节理的相对位移方向遵循力学分析原理，服从统一的构造应力场。

两组方向节理的相互切错2023/4/8《构造地质学》-李强55(6)

进行配套的两组节理或节理组的节理面中或旁侧的伴生派生构造所反映的动力学特征符合统一的构造应力场。2023/4/8《构造地质学》-李强56(7)

进行配套的两组节理或个节理组的节理面一般应该有相应的构造归属,即可以归属到研究区某一次构造运动的构造成分。(8)早期形成的“X”型共轭剪节理后期受到挤压作用,易形成追踪张节理,利用这种特征也可将节理组进行配套。

2023/4/8《构造地质学》-李强57节理配套和分期中应注意的问题:1.节理的配套和分期应该在野外同时进行，但必需遵循先配套，然后再分期的原则。

2.节理的配套和分期不仅要依据节理相互之间的关系，及其本身的特征，而且应结合研究区的区域地质背景和构造背景，结合研究区构造变形的期次及其相应的构造应力场特征，还要考虑节理所在的地质构造和地质体的构造特征。

3.在野外测量、统计、分析而得出的节理配套和分期的结果，应带到野外去进行检验，若有不符之处,需及时修正,再次分析。

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分析要点：1.张节理和剪节理的主要特征和区分方法2.节理的分期和配套方法3.共轭剪节理的识别和应力指向意义4.节理的分期和共轭节理的判定5.节理玫瑰花、极点、等密图的制作第5章节理2023/4/8《构造地质学》-李强59与褶皱有关的节理与褶皱有关的节理很大程度上取决于褶皱的形成方式和发展过程，

例如：纵弯褶皱上发育的节理与横弯褶皱上发育的节理就明显地不同。在纵弯褶皱的不同发育阶段和不同的构造部位发育的节理也不同。2023/4/8《构造地质学》-李强60纵弯褶皱机制岩层发生弯曲褶皱之前，水平岩层受侧向水平挤压力作用，在岩层中形成一对平面共轭“X”型剪节理，δ2垂直，δ1、δ3水平。s3s1s22023/4/8《构造地质学》-李强61在平面“X”型剪节理形成之后，岩层继续受侧向水平挤压，逐渐弯曲褶皱，并在褶皱上形成一系列节理，这些节理是引起褶皱的区域性应力和褶皱形成过程中派生的局部应力作用的结果。主要有：与纵弯褶皱有关的张节理有两组，一组纵张节理，一组横张节理。横张节理多发育于褶皱的转折端或核部，垂直褶皱的枢纽延伸，其应力状态为：最大主应力δ1水平，并平行横张节理的走向方向；中间主应力δ2直立；最小主应力δ3水平，并垂直横张节理的走向方向。

2023/4/8《构造地质学》-李强62横张节理2023/4/8《构造地质学》-李强63

纵张节理主要发育于背斜转折端上，在背斜横截面上排列成扇状，单个节理为尖端向下的楔形，随着背斜的不断隆起，纵张节理也不断从外侧向内核发展。当背斜枢纽为水平状态时，纵张节理的应力状态是：最大主应力δ1直立或近于直立，中间主应力δ2水平，平行枢纽方向；最小主应力δ3水平或近于水平，且垂直纵张节理面。2023/4/8《构造地质学》-李强64纵张节理横张节理2023/4/8《构造地质学》-李强65与纵弯褶皱有关的剪节理包括一对斜向共轭剪节理以及两翼岩层间滑动派生引起的层间剪节理。其中的斜向共轭剪节理与褶皱的轴向斜交，剪节理面倾向陡峻，其应力状态为中间主应力δ2直立；最大主应力δ1处于水平状态，且平行共轭剪节理锐夹角的平分线方向；最小主应力δ3处于水平状态，并平行共轭剪节理的钝夹角平分线方向。2023/4/8《构造地质学》-李强66斜向共轭剪节理纵张节理横张节理斜向共轭剪节理纵张节理横张节理2023/4/8《构造地质学》-李强67由于褶皱两翼岩层在弯曲褶皱过程中，层间弯滑作用导致层间滑动，派生出剪切力，并由剪切力作用产生层间剪节理两组，其中一组平行或近于平行岩层层面，另一组垂直或近于垂直岩层层面发育2023/4/8《构造地质学》-李强68

纵弯褶皱的岩层在弯曲褶皱的过程中，在褶皱的横截面上会产生一对“X”型共轭剪节理，因其出现在剖面上而被称为剖面“X”型共轭剪节理。两组剪节理的倾向相反，走向在平面上相互平行，且平行褶皱的轴迹。其应力状态为：中间主应力δ2处于水平状态，最大主应力δ1也处于水平状态，并垂直褶皱的轴迹方向；最小主应力δ3直立。

2023/4/8《构造地质学》-李强69剖面“X”型共轭剪节理斜向共轭剪节理纵张节理横张节理2023/4/8《构造地质学》-李强70

在断层作用中，由于断层两盘相对位移滑动而派生剪切应力作用，这种派生的局部应力场会在断层的旁侧产生一些与断层具有一定几何关系的节理构造来。

1.羽状张节理:

断层两侧发育的羽状张节理一般是在断层活动时所派生的局部应力活动的产物，这种节理呈羽状斜列，位于断层的旁侧而不穿切断层。与断层有关的节理2023/4/8《构造地质学》-李强711.羽状张节理:

羽状张节理常常与断层成锐角相交，与断层相交的锐夹角方向指示断层本盘位移方向，由此，断层派生的羽状张节理可以用来判断断层的滑动方向。羽状张节理的应力状态为：节理面与断层面的交线方向代表中间主应力δ2的方向；羽状张节理面的法线方向代表最小主应力δ3的方向，最大主应力δ1垂直δ2,并与δ2同位于张节理面上。2023/4/8《构造地质学》-李强72羽状张节理2023/4/8《构造地质学》-李强732.伴生剪节理:

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(1)正断层的伴生节理:

在形成正断层的统一构造应力场下，可以形成两组剪节理，一组与断层面平行或近于平行，另一组与断层面斜交，在剖面上构成“X”型共轭剪节理。在平面上两组剪节理的走向均相互平行，且平行断层的走向。其应力状态为：δ2水平且平行两组剪节理交线方向，δ1直立并平行两组剪节理的锐夹角平分线方向；δ3水平且平行两组剪节理的钝夹角平分线方向。2023/4/8《构造地质学》-李强75“X”型共轭剪节理2023/4/8《构造地质学》-李强76

(2)逆断层的伴生节理:

在形成逆断层的统一构造应力场下，可以形成两组剪节理，一组与断层面平行或近于平行，另一组与断层面斜交，在剖面上构成“X”型共轭剪节理。在平面上两组剪节理的走向均相互平行，且平行断层的走向。其应力状态：δ2水平并平行两组剪节理的交线方向，δ3直立并平行两组剪节理的钝夹角平分线方向；δ1水平且平行两组剪节理的锐夹角平分线方向。2023/4/8《构造地质学》-李强77“X”型共轭剪节理2023/4/8《构造地质学》-李强783.派生剪节理:

断层两盘相对运动引起的派生构造应力场，也可以形成两组剪节理，其中一组剪节理与断层面呈大角度相交，一般不太发育，也不太稳定。另一组剪节理与断层面呈小角度相交，其交角一般不超过15°，相当于剪切羽裂，该组剪节理与断层面相交锐夹角方向指示本盘运动方向。2023/4/8《构造地质学》-李强79两组剪节理2023/4/8《构造地质学》-李强801.区域性节理:在地壳表层广大地区存在着规律性展布的节理，这些节理与局部的地质构造如断层、褶皱没有成因上的联系，应该是区域性构造和区域性构造应力场作用的结果，这类节理称为区域性节理。

与区域构造有关的节理2023/4/8《构造地质学》-李强81区域性节理的特点:(1)发育范围广，产状稳定(2)规模大、间距宽、延伸长，穿切不同岩层和地质体

(3)常构成一定的几何型式，如“X”型(4)若被岩浆充填，则形成规律性排列的岩墙群。2023/4/8《构造地质学》-李强82节理在分析区域构造中的作用和问题作用：从理论上，节理是构造应力作用的结果与区域构造应力场有一定的联系，因此可以从中获取区域构造应力场的信息。问题：1）节理的形成时期不易确定；2）节理两侧岩石位移小，不易判别运动方向3）非构造节理的干扰；4）多期构造的叠加。因此：节理在分析应力场时存在许多困难。2023/4/8《构造地质学》-李强83利用节理研究区域构造应力场的要点：1）联系构造背景和构造部位；2）建立节理组合样式和空间展布模型；3）结合区域构造变形历史进行分期配套；4）分析节理的成因和形成深度。2023/4/8《构造地质学》-李强84利用（共轭）节理资料研究构造应力场的原理和方法共轭剪节理的交线为方向共轭剪节理的两个夹角的平分线方向分别为σ1和σ3。一般锐角平分线为σ1。把各测点上σ1，σ3方向投影到平面上，将相邻点的σ1和σ3方向用平滑线连接，构成主应力迹线图。2023/4/8《构造地质学》-李强85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分析要点：1.张节理和剪节理的主要特征和区分方法2.节理的分期和配套方法3.共轭剪节理的识别和应力指向意义4.节理的分期和共轭节理的判定5.节理玫瑰花、极点、等密图的制作第5章节理2023/4/8《构造地质学》-李强871.选点基本原则：代表性。2.具体要点：1）露头良好（最好能作三维空间观测）；2）岩层产状稳定；3）节理相互关系比较明确；4）构造重要部位。2023/4/8《构造地质学》-李强883.主要观测内容1）地质背景分析；2）组、系划分，成因判别；3）分期配套；4）测量：产状，长度，宽度（平均宽度），密度（条/米）；5）充填物和充填程度观察。内容：1.节理的分类2.节