1、第十章 节理第一节 节理的分类一、节理与构造的几何学关系分类1. 根据节理产状与岩层产状的关系（1）走向节理：节理走向与岩层走向大致平行（2）倾向节理：节理走向与岩层走向大致垂直（3）斜向节理：节理走向与岩层走向斜交（4）顺层节理：节理面与岩层的层面大致平行2. 根据节理与褶皱轴的关系（1）纵节理：节理的走向与褶皱轴向平行（2）横节理：节理的走向与褶皱轴向垂直（3）斜节理：节理的走向与褶皱轴向斜交,1.走向节理；2.倾向节理；3.斜向节理；4.顺层节理,a.纵节理 b.斜节理 c.横节理,“X”型共轭节理系将岩石切割成棋盘格式岩块,“X”型共轭节理系将岩石切割成菱形岩块,2. 张节理：（1）产
2、状不稳定，短而弯曲（2）节理面粗糙不平，无擦痕（3）节理缝宽，多被充填，脉宽（4）绕过砾石和粗砂（5）平行张裂面（6）常是不规则的树枝状、网状、追踪张节理（7）雁列式（左列、右列），可判断断层两盘旋向(8) 张节理是在垂直于节理面的张应力下形成的，因此，张节理面的垂线方向代表3方位,张节理,三、节理组、节理系1. 节理组：统一 应力作用、产状一致、性质一致2. 节理系：统一 应力作用、产状不同、性质不同、有成因联系四、节理的分期与配套1. 节理分期：将一个地区不同时期形成的节理，按期分开。根据交切关系，判断节理形成的先后（错开、限制、互切、追踪、切断、终止）2. 节理配套：按照成因联系，找出一
3、个地区，同一时期、统一应力，不同性质、不同方向的节理,(1) 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,(2) 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,(3) 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。,追踪节理,改造节理,(4) 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。,第二节 雁
4、列节理1、雁行排列的节理（ 左列式、右列式） 2、雁列带、雁列面、雁列角（常被方解石脉、石英脉充填）3、单脉有平直型、“S” 型、“Z” 型,雁列脉,(1) 概念: 雁列节理是一组成雁行式斜列的节理, 如若雁列节理被岩脉或矿脉所充填, 则称为雁列脉,左列型式的雁列脉,a.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。,右列型式的雁列脉,aa,bb-雁列带，MM-雁列轴， -雁列角，AW-雁列带宽度,b.雁列带: 雁列节理和雁列脉成带状展布的空间范围叫雁列带
5、c.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。 d.雁列轴: 雁列面在雁列带横截面上的迹线叫做雁列轴 e.雁列角: 单脉与雁列脉之间的锐夹角为雁列角。雁列角的大小对分析节理的力学性质很有意义, 根据实测资料统计, 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, 是由剪裂作用中与主剪切面成小角度相交的微剪裂发育而成的,雁行式张节理合肥紫蓬山侏罗系红色砂岩,第三节 节理脉的充填机智和压溶作用一、扩张脉和非扩张脉1. 扩张脉：溶液侵入节理空间，并使节理两壁张开而形成岩脉（纤维状晶体可垂直壁，可斜交壁）2. 非扩张脉：溶液与围岩交
6、代，占有空间而形成的岩脉二、裂开愈合作用1. 形成过程：裂缝裂开充填愈合再裂开（反复裂开愈合的增生作用）2. 充填物：石英、方解石、长石等三、缝合线1. 不纯灰岩中的与节理类似的小构造2. 多锯齿状，总体顺岩层层面发育3. 先有裂缝，后而压溶形成,扩张性岩脉(A、B、C) 和非扩张性岩脉(D、E、F),裂开-愈合脉的发育示意图,A.缝合线构造及其与层理和斜交关系 B.缝合线锥轴与应力轴的关系,A.柱状缝合线；B.锥状缝合线,区域性节理的特点(1) 区域性节理多发育于变形比较轻微的地台水平岩层或近于水平岩层区, 在那里, 节理产状直立或近于直立, 即节理多为垂直岩层层面发育的平面共轭“X”型(2
7、) 区域性节理发育范围广, 产状稳定(3) 区域性节理规模大、间距宽、延伸长, 可穿切不同岩层和地质体(4) 区域性节理常常构成一定的几何型式, 如“X”型(5) 区域性节理若被岩浆充填, 则形成规律性排列的岩墙群,1. 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,第四节 区域性节理,2. 主节理(1) 主节理是指规模明显大于该区节理平均规模的节理(2) 主节理延伸长, 一般为数十米以至上百米(3) 主节理产状较为稳定, 在发育区的各个方向、各种类型的节
8、理中, 主节理占有主导地位(4) 主节理可以穿切不同的岩层, 甚至穿切局部地质构造(5) 主节理是更广大区域构造活动的产物,4. 非系统性节理在区域性节理的发育中, 节理在节理产状、方位、组合、排列、间距等方面是无规律可循的就叫做非系统性节理非系统性节理一般来说是非构造成因的, 当也可是前期的系统性节理遭受后期构造的改造或叠加, 使其失去原先的规律性而造成的,3. 系统性节理在区域性节理的发育中, 节理在节理产状、方位、组合、排列、间距等方面具有规律性就叫做系统性节理节理构造的这些规律性一般是构造成因的, 或者是与某种构造具有成因关系,二、区域构造分析中的作用1. 判断大构造和构造应力场2.
9、节理分期、配套。3. 应力场图解：相同时期、统一应力作用下形成的节理，有规律分布。不同方位、不同性质、不同旋向，可求出主压应力的方向。,第六节 节理的野外观测,5. 尽可能在不同的构造层、不同的岩系、不同的岩性层中布点,（一） 观测点的选定,1. 观测点的选定取决于研究的目的和任务, 一般不要求均匀布点, 而是根据地质情况和节理发育情况布点, 做到疏密适度,2. 露头良好, 最好能在三度空间观测, 其露头面积一般不小于10m2, 便于大量测量和统计,3. 节理比较发育, 节理组、节理系及其相互关系比较容易确定,4. 观测点应选在构造的重要部位,1. 地质背景的观测在对节理观测前, 首先应了解观
10、察地段的地质背景, 其中包括: 节理所在构造层及其组成 地层时代及其产状 岩层及其成层性 褶皱和断层的特点 观测点所在的构造部位等内容,（二） 节理观测的内容,4. 节理发育程度的研究岩性对节理的发育有明显的影响，表现为: 韧性岩层中剪节理比张节理发育; 在同一应力状态下, 韧性岩层中共轭剪节理的夹角常常比脆性岩层中大, 节理的间距或密集程度也因岩性而有差异岩层的厚度影响节理发育的间距, 岩层越厚节理间距越大。层面的存在会降低岩石的强度, 因此, 岩性相同而厚度不等的岩石, 在同样外力下, 。薄层中的间距小, 更密集,2. 节理的分类及节理组、节理系的划分 根据节理特征对节理进行力学性质的鉴别
11、和确定 根据节理方向、力学性质、形成时间的一致性, 划分和确定节理组 根据节理和节理组形成时间的一致性, 形成的构造应力场的统一性, 划分和确定节理系,3. 节理的配套和分期 根据节理配套的依据将所有节理和节理组进行配套 根据节理分期的依据将所配好的共轭节理和其它节理按形成的先后顺序进行分期,节理发育程度常常以密度或频度来表示。节理频度或密度是指节理法线方向上单位长度内节理的条数(条/米) 。如果n组节理都很陡, 可以选定单位面积测定节理数 为了了解岩石的渗透性及其影响, 除了统计节理密度之外, 还要计算裂隙度(G), 就是节理密度(U)与节理平均壁距(t)的乘积:G=Ut节理发育程度也可以用
12、单位面积内节理的长度来表示, 如一定半径(g) 的圆内节理的长度之和(I):U=I/g2 为了确定节理密度与岩性、层厚的定量关系, 在野外可以根据岩性和层厚选定一基准层, 然后将不同层厚和岩性的岩石中测得的节理密度进行对比换算, 以求出其比值或系数,5. 节理的延伸以节理与岩层的关系, 可分为层内节理和穿层节理 。在观测节理顺走向的延伸上, 要注意节理的平行性和延伸长度。对于区域性节理, 应注意节理的走向在区域范围的变化趋势,6. 节理组合型式的观测岩石中的几组节理, 常组合成一定型式, 将岩石切割成形状和大小各不相同的块体。要注意观测节理组合型式和被切岩块所表现出的节理整体特征, 要注意区域
13、性节理的分级和等距性的测定,7. 节理面的观测 注意观察节理面的形态和结构细节节理面的平整程度节理面上是否有擦痕, 擦痕指示的节理两侧岩块的剪切位移方向 微剪切羽裂及其与主剪节理的几何关系,8. 节理含矿性和充填物的观察 节理可以是重要的含矿构造, 要注意节理是否含矿, 含矿节理的方向组合型式以及含矿节理所占节理总数的百分数。还要注意和观测矿脉内纤维状矿物的排列方式和方向,（三） 节理的测量和记录:,1. 节理产状的测量: 节理是一种面状构造要素, 测量节理的产状与测量岩层产状的要素一样, 要测量节理的倾向和倾角。节理产状的测量应该有系统、有规律的测量, 应该在节理观测点上节理的配套和分期的基
14、础上, 按不同期次、不同节理系、不同组合型式、不同方向节理组的顺序和步骤一一地进行测量。然后分别予以记录,2. 节理观测结果的记录 在节理观测点上观察和测量的结果一般要填入一定的表格和记录在专用的野外记录簿中, 以便今后对资料进行整理分析。一般性节理观测点记录表的格式如下:,节理观察点登记表,节理测量资料的整理,在野外对节理进行了观测并收集了大量资料之后, 应及时在室内对节理资料数据加以处理、整理、统计和分析, 以查明研究区节理发育的特点和规律及其与该研究区有关构造的关系, 并用以了解和帮助阐明研究区的构造演化历史及其相应的构造应力场演化历史节理资料的整理、统计和构造解析一般采用图表形式, 主
15、要有节理玫瑰花图、节理赤平投影极点图、节理赤平投影等值线图、共轭节理赤平投影求解主应力方位图等等。,节理玫瑰花图编制简便, 用它来反映节理产状方位的趋势, 其中又分为节理走向玫瑰花图、主要反映节理走向的排列趋势和变化趋势; 倾向玫瑰花图主要反映节理倾向的排列和变化趋势; 节理倾角玫瑰花图主要反映节理倾角的变化趋势。但以节理走向玫瑰花图最为常用。,（一） 节理玫瑰花图,节理极点图是将节理面以面的法线方式(即面的极点方式)经赤平投影而成。图的编制简便, 投影的极点能同时精确地反映节理地倾向、倾角产状要素, 反映节理地空间展布特征, 但不能定量地反映节理地空间优势发育方位。,（二） 节理极点图,节理
16、等密图是在节理极点图地基础上, 将极点图中地极点按单位面积进行分布密度或频率统计, 得出图中单位面积地极点分布百分数, 然后以插入法将具有相同极点分布百分数的各点用光滑线条连接起来, 便得到节理等密图。它能精确地发育节理空间的优势排列方位。,（三） 节理等值线图(节理等密图),根据共轭剪节理与最大主应力轴、中间主应力轴、最小主应力轴的几何关系, 利用赤平投影的原理和方法, 将野外所测的共轭节理产状进行赤平投影, 利用图解法求出三个主应力轴的空间产状方位。,（四） 节理求主应力轴图解,作 业,简述剪节理的概念及其特征。,张节理和剪节理的概念及其区别?,鉴定张节理、剪节理的主要标志有那些？至少列举五条, 说明其差异。,
