断裂构造之节理王莉霞.pptx

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1、一、节理一、节理（一）节理的分类（一）节理的分类 节理即断裂两侧的岩块沿着破裂面没有发生或没有节理即断裂两侧的岩块沿着破裂面没有发生或没有明显发生位移的断裂构造。明显发生位移的断裂构造。节理的长度、密度相差很长度、密度相差很悬殊悬殊。沿着节理劈开的面称节理面节理面。节理面的产状产状和岩层的产状一样，用走向、倾向和倾角表示用走向、倾向和倾角表示。节理常常与断层或褶曲相伴生与断层或褶曲相伴生，它们是在统一构造作用下形成是在统一构造作用下形成的有规律的组合的有规律的组合。第1页/共38页一、节理（一）节理的分类1节理的成因分类节理按成因分为非构造节理和构造节理。（1）非构造节理：指岩石在外力地质作用

2、外力地质作用下，如风化、山崩、地滑、岩溶塌陷、冰川活动以及人工爆破等作用所产生的节理。这类节理常分布于地表浅部地表浅部的岩石中，节理的几何规律性较差几何规律性较差。第2页/共38页一、节理（一）节理的分类 在非构造节理中还包括岩石在成岩过程中所成岩过程中所形成形成的节理，即所谓原生节理原生节理。侵入岩体中的节理侵入岩体中的节理即岩浆侵入围岩，随着岩浆的冷却而形成的有规律性的节理。它们主要分布于岩浆侵入体的顶部和边缘部分。在火成岩体中常见的节理有横节理、纵节理、层节理、斜节理等。第3页/共38页一、节理（一）节理的分类 横节理又称横节理又称QQ节理节理，指节理面与岩体中流线构造（原指节理面与岩体

3、中流线构造（原生线状流动构造）相垂直的节理生线状流动构造）相垂直的节理。纵节理又称纵节理又称S S节理节理，指节理面平行于流线构造的节理指节理面平行于流线构造的节理。层节理又称层节理又称L L节理节理，指节理面平行于流面的节理指节理面平行于流面的节理。斜节理指节理走向与流线、流面斜交的节理斜节理指节理走向与流线、流面斜交的节理，常两组常两组共生呈共生呈“X X”形形。第4页/共38页一、节理（一）节理的分类 玄武岩中的柱状节理玄武岩中的柱状节理:即在玄武岩熔岩流或其他浅成岩体中，垂直冷凝面发育而成的规则的六方柱状六方柱状节理。第5页/共38页一、节理（一）节理的分类（2 2）构造节理）构造节理

4、：指在构造运动作用下构造运动作用下形成于岩石中的节理，常常成组成群有规律地出现常成组成群有规律地出现。这种节理往往与其他构造与其他构造如褶皱、断层等有一定的组合关系和成因联系有一定的组合关系和成因联系。第6页/共38页一、节理（一）节理的分类2节理的几何分类 指按照节理与其所在的岩层或其它构造的关系进行的分类。（1）根据节理与所在岩层的产状要素的关系根据节理与所在岩层的产状要素的关系可以分为：走向节理走向节理即节理的走向大致平行于岩层的走向；倾向节理倾向节理即节理的走向大致垂直于岩层的走向；斜向节理斜向节理即节理的走向斜交于岩层的走向；顺层节理顺层节理即节理面大致平行岩层层面。第7页/共38页

5、一、节理（一）节理的分类 （2 2）根据节理的走向与所在褶曲枢纽的关系）根据节理的走向与所在褶曲枢纽的关系可以分为：纵节理纵节理即二者大致平行的节理；横节理横节理即二者大致垂直的节理；斜节理斜节理即二者相互斜交的节理。第8页/共38页一、节理（一）节理的分类3节理的力学成因分类 按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理和剪节理。和剪节理。（1 1）张节理）张节理：是岩石在张应力作用下张应力作用下所产生的节理。第9页/共38页一、节理（一）节理的分类 （2 2）剪节理）剪节理：又称剪切节理又称剪切节理，是岩石在剪切应力（亦称剪切应力（亦称扭应力）作用下

6、所产生的节理扭应力）作用下所产生的节理第10页/共38页一、节理（二）节理与褶皱构造的关系（二）节理与褶皱构造的关系 在一个地区，在同一应力场（或在同一构造运动）作用下，所产生的褶皱、断裂等彼此具有密切的成因联系。第11页/共38页一、节理1岩层褶皱前的早期节理 当一套水平岩层受到水平方向的侧向压力时，在层面上出现两组剪切节理，即X节理（共轭节理）；这种节理面垂直于层面，是为平面型X节理。如果继续受力，会在沿着压力方向产生一组张节理，又叫横张节理；有时是沿着X节理面曲折拉开，形成追踪张节理。（二）节理与褶皱构造的关系第12页/共38页一、节理2岩层褶皱后的晚期节理 岩层在水平压力的继续作用下，

7、开始弯曲褶皱，如图4-59C所示，在背斜顶部产生平行于枢纽的张节理，又叫纵张节理。（二）节理与褶皱构造的关系第13页/共38页一、节理（二）节理与褶皱构造的关系 如果褶皱继续发展，沿着最大剪切面又发育成X节理，在剖面上呈X交叉，而在层面上与枢纽平行，故称剖面X节理。如果岩层中间夹有塑性较大岩层（如页岩），岩层褶皱时由于层间滑动所产生的力偶作用，使岩层发生小型褶皱，叫层间牵引褶皱或拖拉褶皱。第14页/共38页一、节理（二）节理与褶皱构造的关系 如果岩层中间夹有脆性较大的岩层，则在上下层的力偶作用下，形成层间剪节理剪节理。有时这种剪节理或其它原因的剪节理，细而密集，甚至可将岩层劈成薄片，称为劈理劈

8、理。图4-59 节理与褶皱关系示意图 C.褶皱后在背斜顶部出现的纵张节理及层间剪节理；第15页/共38页一、节理（三）研究节理的意义（三）研究节理的意义 首先，研究节理的分布、性质和组合情况，有助于推断首先，研究节理的分布、性质和组合情况，有助于推断区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造的相互关系。的相互关系。有时候一条剪节理是由许多条首尾衔接的呈羽状排列的小节理组成。第16页/共38页一、节理 其次，研究节理有很大实际意义。其次，研究节理有很大实际意义。有些节理，主要是张节理张节理常提供岩浆活动侵入的通道，并提供岩浆活动侵入的

9、通道，并控制矿体的形成和分布控制矿体的形成和分布。富含张节理的岩石富含张节理的岩石，对于地下水的运动和富集地下水的运动和富集有密切关系，有时构成地下水的含水层。此外，在进行隧道、水工隧道、水工建筑（水库大坝等）、矿井坑道、桥梁等工程建筑（水库大坝等）、矿井坑道、桥梁等工程设计和施工时设计和施工时，都必须对有关地区的岩石节理做详细的调查和测量。（三）研究节理的意义第17页/共38页一、节理 除此，节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响。节节理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件，流水、冰、植物等常沿节理风

10、化或侵蚀，造成各种地貌。（三）研究节理的意义第18页/共38页一、节理（二）节理与褶皱构造的关系退 出第19页/共38页一、节理 除此，节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响。节节理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件，流水、冰、植物等常沿节理风化或侵蚀，造成各种地貌。（三）研究节理的意义第20页/共38页一、节理 除此，节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响。节节理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件，流水、冰

11、、植物等常沿节理风化或侵蚀，造成各种地貌。（三）研究节理的意义第21页/共38页一、节理（二）节理与褶皱构造的关系如果岩层中间夹有脆性较大的岩层，则在上下层的力偶作用下，形成层间剪节理剪节理（图4-59C）。有时这种剪节理或其它原因的剪节理，细而密集，甚至可将岩层劈成薄片，称为劈理劈理。图4-61说明层间剪节理或剪劈理的成因。图4-59 节理与褶皱关系示意图 C.褶皱后在背斜顶部出现的纵张节理及层间剪节理；第22页/共38页一、节理 除此，节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响。节节理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件理构成岩石的软弱面，为风化和

12、侵蚀提供了有利条件，流水、冰、植物等常沿节理风化或侵蚀，造成各种地貌。如花岗岩中的纵节理、横节理和层节理，往往把坚硬的岩石切割成方块，在棱、角处先行风化，形成球状风化地貌（图4-64）。有时沿着陡倾斜的节理风化侵蚀成险峻峭拔的地貌（图4-65）；有时沿着垂直节理侵蚀成悬崖峭壁（图4-66）或峰林石柱，如广东仁化丹霞地貌、河北承德棒锤山、北京西山龙门涧、云南路南石林、湖南大庸张家界等，都是在近水平的岩层中发育了几组垂直节理，然后顺着节理差别风化，结果塑造成千姿百态、群峰林立、石柱凌空的地貌形态。有些河谷也是沿着主要节理的方向发育的。测量节理产状要素的方法与测量岩层产状相同。有时节理面未暴露在外，

13、可将硬纸片插入节理裂隙中，然后测量其产状要素。（三）研究节理的意义第23页/共38页一、节理 除此，节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响节理对于地貌的发育、形态等有深刻的影响。节节理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件理构成岩石的软弱面，为风化和侵蚀提供了有利条件，流水、冰、植物等常沿节理风化或侵蚀，造成各种地貌。如花岗岩中的纵节理、横节理和层节理，往往把坚硬的岩石切割成方块，在棱、角处先行风化，形成球状风化地貌（图4-64）。有时沿着陡倾斜的节理风化侵蚀成险峻峭拔的地貌（图4-65）；有时沿着垂直节理侵蚀成悬崖峭壁（图4-66）或峰林石柱，如广东仁化丹霞地貌、河北承德棒锤山、北京西

14、山龙门涧、云南路南石林、湖南大庸张家界等，都是在近水平的岩层中发育了几组垂直节理，然后顺着节理差别风化，结果塑造成千姿百态、群峰林立、石柱凌空的地貌形态。有些河谷也是沿着主要节理的方向发育的。测量节理产状要素的方法与测量岩层产状相同。有时节理面未暴露在外，可将硬纸片插入节理裂隙中，然后测量其产状要素。（三）研究节理的意义第24页/共38页一、节理（三）研究节理的意义（三）研究节理的意义 首先，研究节理的分布、性质和组合情况，有助于推断首先，研究节理的分布、性质和组合情况，有助于推断区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造的相互关系

15、。的相互关系。有时候一条剪节理是由许多条首尾衔接的呈羽状排列的小节理组成。第25页/共38页一、节理（三）研究节理的意义（三）研究节理的意义 首先，研究节理的分布、性质和组合情况，有助于推断首先，研究节理的分布、性质和组合情况，有助于推断区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造的相互关系。的相互关系。有时候一条剪节理是由许多条首尾衔接的呈羽状排列的小节理组成。第26页/共38页一、节理（一）节理的分类 （2 2）剪节理）剪节理：又称剪切节理又称剪切节理，是岩石在剪切应力（亦称剪切应力（亦称扭应力）作用下所产生的节理扭应力）作用下所

16、产生的节理第27页/共38页一、节理（一）节理的分类 （2 2）剪节理）剪节理：又称剪切节理又称剪切节理，是岩石在剪切应力（亦称剪切应力（亦称扭应力）作用下所产生的节理扭应力）作用下所产生的节理第28页/共38页一、节理（一）节理的分类3节理的力学成因分类 按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理和剪节理。和剪节理。（1 1）张节理）张节理：是岩石在张应力作用下张应力作用下所产生的节理。张节理常具有如下的特征：产状不甚稳定，在岩石中延伸不深不远；产状不甚稳定，在岩石中延伸不深不远；多具有张开的裂口，节理面粗糙不平多具有张开的裂口，节理面粗糙不平，面上

17、没面上没有擦痕，节理有时为矿脉所填充；有擦痕，节理有时为矿脉所填充；在碎屑岩中的张节理，常绕过砂粒和砾石，节在碎屑岩中的张节理，常绕过砂粒和砾石，节理随之呈弯曲形状理随之呈弯曲形状；节理间距较大，分布稀疏而不均匀，很少密集节理间距较大，分布稀疏而不均匀，很少密集成带成带；常平行出现常平行出现，或呈雁行式（即斜列式）出现或呈雁行式（即斜列式）出现，有时沿着两组共轭呈X形的节理断开形成锯齿状张节理，称追踪张节理追踪张节理。第29页/共38页一、节理（一）节理的分类3节理的力学成因分类 按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理和剪节理。和剪节理。（1 1）

18、张节理）张节理：是岩石在张应力作用下张应力作用下所产生的节理。上述褶曲构造中的纵节理和横节理都属于张节理。张节理常具有如下的特征：产状不甚稳定产状不甚稳定，在岩石中延伸不深不远；多具有张开的裂口张开的裂口，节理面粗糙不平（图4-55），面上没有擦痕，节理有时为矿脉所填充；在碎屑岩中碎屑岩中的张节理，常绕过砂粒和砾石，节节理随之呈弯曲形状理随之呈弯曲形状（图4-55）；节理间距较大节理间距较大，分布稀疏而不均匀，很少密集很少密集成带成带；常平行出现常平行出现，或呈雁行式（即斜列式）出现或呈雁行式（即斜列式）出现，有时沿着两组共轭呈X形的节理断开形成锯齿状张节理，称追踪张节理追踪张节理（图4-56

19、）。第30页/共38页一、节理（一）节理的分类3节理的力学成因分类 按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理按照产生节理的力学性质，节理主要分为张节理和剪节理。和剪节理。（1 1）张节理）张节理：是岩石在张应力作用下张应力作用下所产生的节理。上述褶曲构造中的纵节理和横节理都属于张节理。张节理常具有如下的特征：产状不甚稳定产状不甚稳定，在岩石中延伸不深不远；多具有张开的裂口张开的裂口，节理面粗糙不平（图4-55），面上没有擦痕，节理有时为矿脉所填充；在碎屑岩中碎屑岩中的张节理，常绕过砂粒和砾石，节节理随之呈弯曲形状理随之呈弯曲形状（图4-55）；节理间距较大节理间距较大，分布稀疏而不均匀，很少

20、密集很少密集成带成带；常平行出现常平行出现，或呈雁行式（即斜列式）出现或呈雁行式（即斜列式）出现，有时沿着两组共轭呈X形的节理断开形成锯齿状张节理，称追踪张节理追踪张节理（图4-56）。第31页/共38页一、节理（一）节理的分类2节理的几何分类 指按照节理与其所在的岩层或其它构造的关系进行的分类（图4-53）。实际上这种几何分类与力学成因有密切关系，即一定的几何关系可反映一定的力学成因。（1）根据节理与所在岩层的产状要素的关系根据节理与所在岩层的产状要素的关系可以分为（图4-54）：走向节理走向节理即节理的走向大致平行于岩层的走向；倾向节理倾向节理即节理的走向大致垂直于岩层的走向；斜向节理斜向

21、节理即节理的走向斜交于岩层的走向；顺层节理顺层节理即节理面大致平行岩层层面。第32页/共38页一、节理（一）节理的分类2节理的几何分类 指按照节理与其所在的岩层或其它构造的关系进行的分类（图4-53）。实际上这种几何分类与力学成因有密切关系，即一定的几何关系可反映一定的力学成因。（1）根据节理与所在岩层的产状要素的关系根据节理与所在岩层的产状要素的关系可以分为（图4-54）：走向节理走向节理即节理的走向大致平行于岩层的走向；倾向节理倾向节理即节理的走向大致垂直于岩层的走向；斜向节理斜向节理即节理的走向斜交于岩层的走向；顺层节理顺层节理即节理面大致平行岩层层面。第33页/共38页一、节理（一）节

22、理的分类 玄武岩中的柱状节理玄武岩中的柱状节理:即在玄武岩熔岩流或其他浅成岩体中，垂直冷凝面发育而成的规则的六方柱状六方柱状节理。第34页/共38页一、节理（一）节理的分类 玄武岩中的柱状节理:即在玄武岩熔岩流或其他浅成岩体中，垂直冷凝面发育而成的规则的六方柱状节理。其成因，一般认为，假设在均一基性的熔岩中有均匀分布的冷却中心（呈等边三角形分布，冷却中心距离彼此相等），然后各向中心收缩，形成六方柱状节理，如图4-52所示。往自然界，由于熔岩物质的不均一性等因素的影响，这种节理不一定都是六方柱状，也可能呈五角柱状七角柱状及其它。徐松年（1984）等的研究表明，柱状节理面不是单纯的张裂面，还存在非

23、平面的剪切变形。第35页/共38页一、节理（一）节理的分类 玄武岩中的柱状节理:即在玄武岩熔岩流或其他浅成岩体中，垂直冷凝面发育而成的规则的六方柱状节理。其成因，一般认为，假设在均一基性的熔岩中有均匀分布的冷却中心（呈等边三角形分布，冷却中心距离彼此相等），然后各向中心收缩，形成六方柱状节理，如图4-52所示。往自然界，由于熔岩物质的不均一性等因素的影响，这种节理不一定都是六方柱状，也可能呈五角柱状七角柱状及其它。徐松年（1984）等的研究表明，柱状节理面不是单纯的张裂面，还存在非平面的剪切变形。第36页/共38页一、节理（一）节理的分类 横节理又称Q节理，指节理面与岩体中流线构造（原生线状流

24、动构造）相垂直的节理。这可能因岩浆冷凝不均，垂直流线方向产生张力所致。节理面较粗糙，产状较陡直。其中常被岩浆填充，形成互相平行的岩墙或岩脉。纵节理又称S节理，指节理面平行于流线构造的节理。这可能因岩浆在流动方向由外及里冷却收缩不均产生剪切力所致。节理面平直，节理裂隙紧闭，产状较陡。层节理又称L节理，指节理面平行于流面的节理，常发育于岩体顶部或与围岩接触的平缓部位。这可能因岩浆自上而下冷却依次逐渐收缩所致。上述3种节理常把侵入体分割成大小方块，促进岩石的风化。斜节理指节理走向与流线、流面斜交的节理，常两组共生呈“X”形。节理面光滑，有时可见擦痕和光滑镜面。这种节理属于构造节理，是在上述节理形成后，岩体受压因剪切作用所致。第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页