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节理的分类及成因以及节理的野外观测
(2)排列及形态: 排列:雁列可分为左 列和右列,与左行右 行相对应。 右列 形态:平直型-窄而长, 多属剪裂; S型和反S 右行 型-中段较宽,多属张 裂,反映了剪切作用 中的递进变形。
左列 左列
张裂型: 雁裂角 为450左 右
剪裂型: 雁裂角 100左右
三、缝合线构造:是一种与节理相近 似的小型构造。 顺层理发育的缝合线:常见,是不 纯灰岩压溶作用的结果。 不顺层(斜交或直交)发育的缝合 线: 形成可分为两个阶段,一是,先在构 造作用下形成裂缝;二是,在压溶作 用下发育成缝合线。σ1⊥缝合线。
2、分析不整合上、下节理发 育情况,也有助于判别节理形成顺 晚 序。
早
二、节理的配套
(一) 根据共轭节 理的组合关系配套 1、共轭节理的特 有的剪切滑动关系: 一组左行滑动,另 一组右行滑动。剪 切滑动方向可以借 助羽列、擦痕、派 生节理等判定。
2、利用剪节理 的尾端变化:折尾、 菱形结环一般代表 共轭的两组节理。 3、利用互切关 系:互切说明两组 同时生成,如果两 组节理又符合共轭 节理的特有剪切滑 动关系,则二者必 然是共轭的。
第五章 节理
节理(joint):节理是岩石中 的裂缝,是没有明显位移的断裂。
第一节 节理的分类及成因 第二节 节理的分期与配套 第三节 不同地质背景上发育的 节理 第四节 节理的野外观测 第五节 节理测量资料的整理
第一节 节理的分类及成因
一、节理与有关构造的几何关系分类 (一)根据节理产状与岩层产状的关系分类 根据节理产状与所在岩层产状的关系 将节理分为: 1、走向节理:节理走向大致平行于岩层 走向。 2、倾向节理:节理走向与岩层走向直交。 3、斜向节理:节理走向与岩层走向斜交。 4、顺层节理:节理面与岩层层面平行。
•
(1)应注意选取未被后期改造 的节理进行观察。 • (2)应注意对区域内各点上的 节理特点进行分析对比。 • (3)应注意结合与节理有关的 构造和岩石力学性质来鉴定。
主干节理
张剪性节理
石英纤维晶体
派生节理
具体分析几种类型节理:
1、雁列节理和雁列脉:雁列节理是一组 呈雁行式斜列的节理,这类节理常被充填 形成雁列脉。 (1)雁列脉的基本要素: 雁列带:雁列脉成带状展布的空 间范围。 雁列面:穿过各单脉中心而平分 雁列带的中心面。 雁列轴:雁列面在雁列带横截面 上的迹线。 雁列角:单脉与雁列面的锐夹角。
• 问题:由于节理形成时期,相 对运动方向不易确定,成因多 样,且因多期多阶段节理叠加 改造,情况非常复杂。所以, 利用节理分析构造应力场时应 当慎重。
第四节节理的野外观测 目前研究节理基础是大量测 定、观察和统计。在统计基础上, 结合地质构造等有关资料进行分 析。主节理在航空相片,甚至在 卫片上常有清晰显示,也应充分 利用。
1、产状不甚稳定,延伸不远 2、节理面粗糙,无擦痕,未 充填岩脉时是开口的,充填岩 脉宽度不均匀,脉壁不平整 3、绕过砾石和粗砂粒。
4、不规则,有时组成放射状、 同心状节理系,雁列张节理。
5、呈平行侧列状。 6、发育杏仁状结环、树枝状 分叉等尾端构造。
复合成因的节理
1、 上述特征是在一次变形中形 成的特征。如经历多次变形或一次 递进变形,会使早期变形特征被改 造或被破坏。出现兼具两类力学性 质的特征或过渡特征,表现为张剪 性 因此在鉴别节理力学性质时应注意 以下三点:
借助其他地质体判别节理形成 顺序
1、岩墙、岩脉和其他侵入体常可用来 间接判定节理形成顺序。沿不同期次节 理贯入的岩墙、岩脉、岩体,其岩性、 结构及构造上常各具特色,它们间的交 切关系可显示节理形成的先后顺序。 如充填岩脉的节理被未充填节理截 断,被充填的节理形成较早。 又如一组节理被侵入体所截,而另 一组切过该侵入体,说明前者先形成。
2、裂开-愈合作用:自然界常见被 硅酸盐或碳酸盐等充填的岩脉,这 种节理脉的充填是一个持续反复增 长的过程。 形成:先裂成缝→结晶矿物充 填愈合→裂缝扩大,再充填再愈合。 充填物来源于脉壁岩石
六、构造节理和非改造节理
自然界中见到的节理绝大多 数是构造节理,它是本书的主要 讨论对象。
三、节理组和节理系
区域性节理相对一个地区的 其它节理来讲是主节理。 区域性节理分类: 根据节理的排列组合规律, 区域性节理可分为系统性节理和 非系统性节理。
系统性节理:是构造成因的 具有规律性的区域性节理。在 节理产状、方位、组合等方面 具有规律性。 非系统性节理:它可以是构 造成因的,也可以是非构造成 因的,还可以是经后期改造了 的系统性节理。规模小、展布 局限。
节理组(set of joint):是指在 一次构造作用的统一应力场中形成 的产状和力学性质相同的一群节理, 称为节理组。 节理系(system of joint):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,构成 节理系。如Ⅹ型共轭节理系、同心 状、放射状节理系等。
第二节 节理的分期和配套
节理是岩石脆性变形的产物, 它发育在地壳的浅层(估计深度 不会超过10Km)。 节理可以分为构造节理和非 构造节理,除在地表发育少量 非构造节理外,一般都是构造 节理。
四、节理在分析区域构造中的作 用和问题
作用:节理与一定构造和构 造应力场具有特定的关系。因此 常用以研究其所在的大型构造和 构造应力场。
剪 节 理 1、产状稳定延伸 远 3、切穿砾石和粗 砂粒。
张 节 理 1、产状不甚稳定, 延伸不远 3、绕过砾石和粗 砂粒。
Ⅰ:张节理
Ⅱ:剪节理
剪 节 理 2、节理面平直光 滑,时有擦痕。未 充填岩脉时是闭合 的,充填岩脉宽度 均匀,脉壁平直
张 节 理 2、节理面粗糙, 无擦痕,未充填岩 脉时是开口的,充 填岩脉宽度不均匀, 脉壁不平整
三、与区域构造有关的节理 地壳表层广大地区存在着有 规律性展布的区域性节理,这种 节理与局部构造没有成因上的联 系,因为它是区域性构造作用的 结果。
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、 可切穿不同岩层,不受局部构 造控制。 3、常构成一定的几何形式。
主节理:是指规模明显大于 该区节理平均规模的节理。主节 理延伸长,产状稳定、切穿不同 岩层乃至局部构造。在一定地区 的各种节理中占主导地位。与一 般节理不是同期形成的,而是更 大区域构造活动的产物。
4、利用追踪的张节理配套:两 组雁列张节理可配套;两组雁列脉 有一条共同的张节理能确切说明两 者是共轭关系。
(二)根据节理发育地区总的地质特征 进行节理配套
一地区发育的几组节理,往往各具特色。抓 住其特色就可以将其分开。如:一群间距大、
穿层性强、延伸远、展布范围广及有一定 方位的节理与另一群间距小、受岩层控制、 延伸不远、展布范围局限、方位随岩层产 状及局部构造变化的节理可分开。
一、观察点的选定
根据研究任务(区域或局部构 造)布点,作到疏密适度。 选观察点时要考虑: 1、观测点应露头良好(面积 >10m2,便于在三度空间观测, 大量测量)
2、构造特征清楚、岩层产状稳定 3、节理组、系关系清晰。 4、观测点的位置应选在构造上的 重要部位,并在不同构造层、不 同岩系和不同岩性层中都应布点。
张节理
剪节理与锯齿状追踪张节理
剪节理与张节理特征对比表
剪 节
理
张 节
理
1、产状稳定延伸远 2、节理面平直光滑,时有擦 痕。未充填岩脉时是闭合的, 充填岩脉宽度均匀,脉壁平直 3、切穿砾石和粗砂粒。 4、组成共轭X型节理系。 5、主剪裂面由羽状微裂面组 成。 6、具有折尾、菱形结环和分 叉特有的尾端构造,反映两组 共轭剪节理的结合方式。
研究节理的目的:主要是为了探 讨研究区的构造变形史和古构造应 力场。 但一地区的节理,一般是长期多 次构造活动的产物,所以就要进行 节理的分期与配套。
分期:是将一个地区的不同时期 形成的节理加以区分,把同期节理 组合在一起。 配套:是将同一构造期的统一应 力场形成的各组节理组合成一定系 列。主要是将共轭的两组节理组合 在一起,以便研究应力场。
σ1
σ1
缝合线及两组共轭剪节理
四、羽饰构造:在节理面上有时见到 自一根中轴向两侧呈辐射状散布的纹 饰,形似羽毛,称为羽饰或羽痕。
发育的岩石:为岩性比较均一的细粒 岩石,如:细砂岩、粉砂岩、凝灰岩等。
边缘节理
羽饰组成:羽轴、羽脉、边缘带(陡 坎及边缘节理)。 羽脉:自羽轴向两侧呈弧形发散,总 体构成环状或半环状。
顺层节理 走向节理
倾 向 节 理
(二)根据节理与褶皱轴方位之间的关系, 将节理分为: (1)纵节理(a):节理走向平行于褶皱轴。 (2)横节理(c):节理走向垂直于褶皱轴。 (3)斜节理(b):节理走向与褶皱轴斜交。
二、节理力学性质分类
按力学性质可将节理划分为剪节 理及张节理两类。 剪节理(shear joint) :是由剪应 力作用引起的节理。 张节理(tension joint) :是垂直 于相对伸长方向的平面形成的节理。 剪节理与张节理的主要特征如下:
3、剪节理: (1)平面共轭剪节理:共轭剪节 理与褶皱轴向斜交,两组节理的交线 代表σ2,与层面直交,共轭剪切理的 锐角分角线常为局部应力场σ1的方位, 在背斜中σ1与枢纽平行,在向斜中与 枢纽垂直。 这对共 轭节理是局 部应力场引 起的。
(2)褶皱两翼层间滑动引起的剪节 理。
σ3
σ1
二、与断层有关的节理(下章中讲)
边缘节理
边缘带:由陡坎和边缘节理组成, 实际上是一组斜列小节理与主节理 面交切的结果。
边缘节理
• 产生:一般认为羽饰构造是在节理 逐渐生长过程中发育的,羽脉的收 敛中心可能是节理生长的起点,逐 渐向外扩张。力学性质可能为张剪 性。
五、节理脉的扩张和充填作用
1、扩张脉和非扩张脉:自然界常 见岩脉的充填,常见的充填物是石 英和方解石。 溶液侵入节理空间并使节理两 壁张开而形成的岩脉称扩张性岩脉 由溶液与围岩交代而占有空间 形成的岩脉称非扩张性岩脉。