构造地质学05章节理

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1、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,2019/2/14,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。,2019/2/14,构造地质学-李强,4,节理研究的理论和实践意义 实际意义：1）矿液、石

2、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。,2019/2/14,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,2019/2/14,构造地质学-李强,6,2019

3、/2/14,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,2019/2/14,构造地质学-李强,8,节理的力学性质分类: 可将节理划分为剪节理和张节理两类:,节理的成因分类: 可将节理划分为原生节理和次生节理两类:,2019/2/14,构造地质学-李强,9,1. 剪节理及其特征: 剪节理是由剪切力作用而产生的破裂面。 剪节理产状较稳定, 平面上沿走向延伸较远,剖面 上切割较

4、深。 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。,2019/2/14,构造地质学-李强,10,2019/2/14,构造地质学-李强,11,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。 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。,2019/2/14,构造地质学-李强,12,2019/2/14,

5、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,2019/2/14,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,2019/2/14,构造地质学-李强,15,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,2019/2/14,构造地质学-李强,16,折尾,菱形结环,分叉,2019/2/14,构造地质学-李强,17,共轭剪节理的应力状态 两组共轭剪节理的交线方 向代表2轴，两组共轭剪 节理面的夹角的平分线分

6、别代表1和3轴的方向。 一般来说，1位于锐夹角 平分线的方向，3位于钝 夹角平分线的方向。,2019/2/14,构造地质学-李强,18,2. 张节理及其特征: 张节理是由张应力作用而形成的破裂面。 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。 张节理面一般粗糙不平, 节理面上无擦痕。 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。,2019/2/14,构造地质学-李强,19,2019/2/14,构造地质学-李强,20,张节理往往呈开启张口状态, 可被岩脉、矿脉充填。 张节理的尾端变化和连接形式：多为不规则形态,

7、另有树枝状、多级分叉、杏仁状结环。 在共轭剪裂带中形成的张节理多呈雁列状。 张节理是在平行于节理面的压应力或垂直于节理面 的张应力作用下形成的, 张节理面的垂线方向代表 3方向, 张节理与应变椭球体的最大应变轴A轴。,2019/2/14,构造地质学-李强,21,雁列式节理,2019/2/14,构造地质学-李强,22,共轭雁列式节理,2019/2/14,构造地质学-李强,23,3.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

8、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。,2019/2/14,构造地质学-李强,24,2019/2/14,构造地质学-李强,25,3. 缝合线构造: 是一种呈幅度不等的尖锐锯齿状破裂面。 特点: 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。 缝合线构造的型式有锥状、柱状。 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。,2019/2/14,构造地质学-李强,26,2019/2/14,构造地质学-李强,27,缝合线构造的成因是岩石中先存在微破裂面，后来 遭受挤压。破裂面附近的易溶组分溶解并迁移，难 溶组分残留聚集，以至原来平直的破

9、裂面转化成无 数细小尖峰突起的缝合面。 缝合线构造的应力状态：缝合线构造的峰尖方向指 示最大主应力1方向。,2019/2/14,构造地质学-李强,28,三、特殊节理组合类型,雁列节理和雁列脉的要素及其特征: 左列和右列: 雁列节理或雁列脉在平面上有左列和右列两种型 式。当垂直节理走向观察时，远侧节理向左侧错列或 在左端重叠时，称为左列；反之，远侧节理向右侧错 列或在右端重叠时，称为右列。,2019/2/14,构造地质学-李强,29,右列型式的雁列脉,2019/2/14,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

10、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：,2019/2/14,构造地质学-李强,31,aa,bb-雁列带， MM-雁列轴， -雁列角， AM-雁列带宽度,2019/2/14,构造地质学-李强,32,S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,2019/2/14,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

11、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。,2019/2/14,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。,2019/2/14,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。,2019/2/14,构造地质学-李强,36,2019/2/1

12、4,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。,2019/2/14,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

13、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。,2019/2/14,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,2019/2/14,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

14、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。,2019/2/14,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

15、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。,2019/2/14,构造地质学-李强,43,2.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。,2019/2/14,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

16、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。,2019/2/14,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。,2019/2/14,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,2019/2/14,构造地质学-李强,47,3. 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,