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1、第五章第五章 节理节理节理(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。第一节 节理的分类及成因走向节理倾向节 理斜向节理顺层节理（二）根据节理与褶皱轴方位之间
2、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 ：剪 节 理张 节 理 1、产状稳定延伸 远1、产状不甚稳定 ，延伸不远 3、切穿砾石和粗 砂粒。3、绕过砾石和粗 砂粒。：张节理：剪节理剪 节 理张 节 理 2、节理面平直光 滑，时有擦痕
3、。未 充填岩脉时是闭合 的，充填岩脉宽度 均匀，脉壁平直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：张节理：剪节理剪 节 理张 节 理 4、组成共轭X型节 理系。4、不规则，有时 组成放射状、同心 状节理系，雁列张 节理。剪 节 理张 节 理 5、主剪裂面由羽 状微裂面组成。5、呈平行侧列状 。右行左行主剪裂面由羽状微裂面组成平行侧列剪 节 理张 节 理 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。6、发育杏仁状结 环、树枝状分叉等 尾端构造。张节理剪节理与锯齿状追踪张节理剪 节 理张 节 理 1、产状稳定延伸远1
4、、产状不甚稳定，延伸不远 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、切穿砾石和粗砂粒。3、绕过砾石和粗砂粒。 4、组成共轭X型节理系。 4、不规则，有时组成放射状 、同心状节理系，雁列张节理 。 5、主剪裂面由羽状微裂面组 成。5、呈平行侧列状。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。6、发育杏仁状结环、树枝状 分叉等尾端构造。剪节理与张节理特征对比表复合成因的节理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
5、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： （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。主干节理派生节理石英纤维晶体张剪性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
6、线。 雁列角：单脉与雁列面的锐夹角。(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。 形态：平直型-窄而长 ，多属剪裂； S型和 反S型-中段较宽，多 属张裂，反映了剪切 作用中的递进变形。右列左列 右行左列张裂型 ：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。1缝合线。1缝合线及两组共轭剪节理1四、羽饰构造：在节理面上有时见到 自一根中轴向
7、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。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
8、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。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，
9、构成节 理系。如型共轭节理系、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。一、节理的分期 (一)依据节理组的交切 关系分期：1、错开：后期形成 的节理错开前期形成 的节理，被切者略有 位移。2、限制：一组节理 延伸至另一组节理后 突然中止。被限制的
10、节理形成较晚。 3、互切：是节理同时形成的表现。4、追踪、利用和改造： 被追踪、利用和改造的 节理为早期节理。(二) 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、分析不整合上、下节理发育 情况，也有助于判别节理形成顺序 。早晚二、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
11、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。 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
12、 、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。分期配套时应注意： 1、同时进行。 2、依据相互关系，并结合地质背景进行。 3、在野外进行。第三节 不同地质背景上发育的节理一、与褶皱有关的节理(一)纵弯褶皱上发育的节理：1、纵张节理：在褶皱横截面上 呈扇形排列。应力状态(当枢纽水平 时) ：3水平垂直于枢纽，并与节 理面垂直； 2水平，平行枢纽； 1直立。2、横张节理： 的应力状态是： 1水平，垂直于 枢纽；2直立； 3水平，平行枢 纽。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2，与层面直交，共轭剪切理的 锐角分角线常为局部应力
13、场1的方位 ，在背斜中1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。13二、与断层有关的节理(下章中讲 )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
14、一 般节理不是同期形成的，而是更 大区域构造活动的产物。 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
15、 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。 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。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
16、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。二、观测内容1、地质背景的观测：包括构 造层、地层及产状、岩性及成层 性、褶皱和断层的特征及测点构 造部位。 2、对节理进行分类和组系划 分。 3、对节理进行分期、配套。4、研究节理的发育程度： 1）岩性和层厚对节理发育的 影响：岩性：在同一应力状态下 ，韧性岩层主要发育剪节理，共 轭剪节理夹角大；脆性岩层主要 发育张节理，共轭剪节理夹角小 。厚度：影响节理间距，厚 者大，薄者小。因为层面存在会 降低岩石的强度。2）节理发育程度以密度或频 度来表示: 节理的密度（频度）“U”： 是指节理法线方向上单位长度（ m)内的节理条数“n” ，即条/米 。 为了了解岩石的渗透性，还 要计算节理的缝隙度。G=Ut G：缝隙度；U：节理密度； t：节理平均壁距。5、节理延伸情况：
