1、思考讨论题,自然界大部分褶皱是由纵弯褶皱作用形成的。从地壳变形的角度分析，这种现象反映了什么问题？,第五章 节理(Joint),构造地质学,主要内容： 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,第五章 节理,一、节理的概念,1. 定义要点：无明显位移的断裂，成群成组发育。2. 研究节理的意义：工程地质方面水文地质方面油气勘探方面热液矿床形成构造地质方面,3、主要类型：1)原生节理：成岩过程中形成，如：泥裂、玄武岩中的柱状节理、侵入岩中的原生节理。2)次生节理：成岩后产生a.构造节理：与构造变形有关，分布广，影响大，是本章讨
2、论的重点。b. 非构造节理：如人工节理、温差节理、卸载节理、分布窄，影响小。,原生解理北爱尔兰熔岩柱节理,构造节理,燕山山脉砂岩内剪节理,风化节理,二、节理与有关构造的几何关系分类,1. 按节理与岩层产状关系，分为四类：a) 走向节理b) 倾向节理c) 斜向节理d) 顺层节理,2.据节理走向与褶皱轴向的关系：a) 纵节理b) 斜节理 c) 横节理,剪节理张节理,三节理的力学性质分类,1、剪节理：由剪应力产生的破裂面。,2、剪节理的主要特征： 产状稳定，沿走向和倾向延伸较远，间距比较均匀，规模较大； 节理面平直光滑，两侧岩相可有少量相对位移，可见擦痕；, 发育在砾岩中的剪节理，一般会切穿砾岩中的
3、砾石；,照片,示意图, 常构成共轭节理系棋盘格构造；单组节理等间距出现,以上四点为关键点，其余作一般, 主剪裂面由羽状微裂面组成。 各剪节理尾端变化或连接形式有三种：折尾、菱形结环和分叉。,3、共轭剪节理角平分线与主应力方向在没有递进变形和后期构造叠加的情况下，节理锐角等分线指向最大主应力1的方向如果是韧性岩层，经过压扁作用，节理发生旋转，锐角等分线可以变为钝角等分线。,共轭剪切破裂角2q =90o-f,1在哪里？,?,压扁作用：剪节理方位与夹角变化,压扁作用：剪节理方位与夹角变化,4、张节理：张应力产生的破裂面，垂直3方向。,5、张节理的主要特征： 产状不稳定，延伸不远，单条节理短而曲折；节
4、理面粗糙不平，无擦痕； 多开口，常被矿脉充填，脉宽变化大，脉壁不平直； 一般绕过砾岩；,张节理绕过砾石和切过砾石示意图, 有时呈不规则的树枝状，各种网络状，有时具有较规则的几何形态，例如：追踪共轭剪节理形成锯齿状张节理。单列雁行张节理。共轭雁行张节理。与底劈或上拱作用有关的张节理常成放射状或同心圆状, 张节理尾端变化或连接形式有树叉状、多级分叉、杏仁状结环以及各种不规则形状等；,6、剪节理与张节理的区别：,1、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，发生先剪后张或先张后剪等节理性质的转化。,四一些复杂及特殊节理构造,剪节理,西山灰岩中的共轭剪节理 先剪切后张开 左侧为追踪形成的锯
5、齿状张节理,节理力学性质转化,由于递进变形和构造作用的转化，节理力学性质可以同时表现出张节理和剪节理两类节理的特点。,北京西山一条张剪性节理（据宋鸿林）,节理力学性质转化,主干节理特征形态（平直），与派生节理的关系表明具有右旋剪切性质主干节理中石英纤晶延伸方向与节理壁夹50角，该方向为拉伸方向，说明其又具有拉张性质派生节理特征石英纤晶在末端垂直于节理，在与主干节理汇合部位与节理壁夹60角结论：剪应力与张应力同时作用的产物,利用应变椭球体分析派生节理和纤晶生长方向,2、雁行节理和雁列脉雁列节理是一组呈雁行斜列的节理，这类节理被充填形成雁列脉。,雁列带要素 雁列带 雁列角 雁列轴,雁裂节理被充填形
6、成雁列脉,3、羽饰构造：发育在节理面上的羽毛状精细纹饰，是应力作用下形成的小型构造。,4、缝合线构造细小尖峰状缝合面组合，难溶组分聚集缝合线既有顺层发育的，也有斜交层面发育的斜交者多是在构造作用下先裂开，后经压溶作用形成,5、节理脉的充填常常是一个持续反复增生的过程，先形成一个窄的裂缝，然后张开，张开的空间被结晶物质充填愈合。 这种反复裂开与愈合的增生作用，称为裂开愈合作用。,愈合时充填的愈合物来自脉壁，是压溶作用所致，垂直于脉壁，反向生长,据J.Ramsay研究，瑞士温德格来仑鲕状压岩中宽7.5mm的脉，经历了500次以上的开合作用。,主要内容： 1.节理的分类 2.节理的分期与配套 3.不
7、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,第五章 节理,一、节理组和节理系的概念,1. 节理组：在一次构造作用的统一应力场中形成，产状基本一致，且力学性质相同的一群节理，称之节理组。,2. 节理系：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，称之节理系。如：X型共轭节理系、放射状或同心状节理系。,二、节理的分期,1. 分期概念：区分不同时期形成的节理的先后关系。目的：了解节理发育的一般规律，恢复节理发育时期的古构造应力场。依据：节理的相互交切关系，以及与相关地质体的交切关系。,2. 依据节理组交切关系进行分期： 错开关系：被错者先.注意：有对应的错开点
8、。, 限制：被限者晚。注意：无对应的错开点。 互切：同期。, 追踪、利用和改造：被追踪、利用和改造者早。,3. 借助相关地质体判别节理形成顺序,三、节理的配套,1. 配套的概念：把不同时期的节理归并成节理组或节理系。利用它们与主应力方位的关系来确定和恢复局部或区域的古构造应力场。,2. 利用节理的共轭组合关系进行配套：a）利用节理的相互切错关系确定其共轭关系,b）利用剪切滑动关系,3. 根据总体地质特征进行配套原理：发育特征显著不同的节理属于不同的套。例如教材中：衡阳盆地中的两群节理(自学)。,4. 注意事项：节理的配套工作十分繁难复杂，这项研究只宜在构造变动微弱、构造关系清楚地区进行。 原因
9、：a）节理是一种小尺度构造，成因多样，不仅构造作用可以形成，非构造因素也可造成。b）在漫长的地质时期中多次形成的节理又相互叠加、改造、穿插、切割，使各次构造作用中形成的节理的相互关系被破坏和掩蔽。,复习：1、剪节理和张节理的特征2、节理的分期：错开、限制、互切；借助其它地质体,1,2,3,1,2,3,1,4,1,2,3,1,2,3,主要内容： 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,第五章 节理,构造节理是区域构造运动的产物,它与构造运动中形成的褶皱、断层和区域构造在几何特征、形成作用和发展演化上都具有密切关系。,1.与
10、褶皱构造有关的配套节理1)平面共轭剪节理系A、早期平面共轭剪节理系B、晚期平面共轭剪节理系,2)剖面共轭剪解理系A、早期剖面共轭剪节理系B、晚期剖面共轭剪节理系,3)横张节理A、早期横张节理B、晚期横张节理,4)纵张节理(一般形成于褶皱晚期),5)穹隆上发育的节理(横弯褶皱),节理最容易在褶皱的什么部位生成？,2.与断层有关的配套节理1.羽状张节理： 3的张节理，与断层面的锐夹角指向本盘运动方向,2.伴生剪节理：二组“X”共轭节理，一组平行断层面，其锐角平分线指向1。,3派生节理,断层及其派生节理和小褶皱示意图,F主断层；S1、S2剪节理；T张节理；D小褶皱轴面(右下为应变椭球体)A最大应变(
11、拉伸)轴C最小应变(压缩)轴,3.与区域构造有关的节理 在地表广大地区有规律性展布，与局部的褶皱和断层没有成因联系的节理-区域性节理。主要见于地台上。 特点：1)发育范围广，产状稳定；2)规模大，间距宽，延伸长，切穿不同岩层3)常构成一定的几何形式。,主节理：规模明显大于该区节理平均规模的节理 延伸长，常以较稳定产状切穿不同岩层或局部构造，在各类节理中占主导地位。区域构造活动的产物系统性节理规律性反映与构造的成生联系非系统性节理非构造或构造成因节理向地壳深部逐渐消失，估计能达到15km。卸载节理“释重节理”或“释负荷节理”。,4、节理在分析区域构造中的作用和问题1. 作用：理论上，节理是构造应
12、力作用的结果，与区域构造应力场有一定的联系，因此可以从中获取区域构造应力场的信息。2. 问题：1）节理的形成时期不易确定；2）节理两侧岩石的位移很小，不易判别运动方向；3）非构造节理的干扰；4）多期构造的叠加。因此：节理在分析应力场时存在许多困难。,5.节理的密度(频率)：节理法线方向上单位长度内的节理的条数(条/米)。反映节理发育程度的一个重要指标1)与岩石性质的关系：脆性岩层密度大2)与岩层厚度的关系：岩性相同时，与岩层厚度成反比3)与构造应力的关系：与构造应力成正比,主要内容： 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
13、理,第五章 节理,1.选点基本原则：代表性。2.具体要点：1)露头良好(大于10平米、最好能作三维空间观测)；2)岩层产状稳定；3)节理相互关系比较明确；4)观测点应选在构造重要部位。,3. 主要观测内容1)了解观测点地质背景，区分构造节理和非构造节理；2)组、系划分，成因判别；3)对节理进行分期和配套；4)节理发育程度的研究：产状，长度，平均宽度，密度；5)组合形式的观测,6)充填物和充填程度观察。7)含矿性观察,4 .节理观测的记录 位置、地层层位及岩性、构造部位、产状、组系、分期配套、密度、充填物等,主要内容： 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
14、的野外观测 5. 节理测量资料的整理,第五章 节理,对节理资料进行统计分析，以查明节理发育的规律和特点及其与该区有关构造的关系。一般采用图表方式:1)节理玫瑰花图a、走向玫瑰花图b、倾向玫瑰花图c、倾角玫瑰花图2)节理极点图3)节理等密图,一、基本节理图,1、节理玫瑰花图a、走向玫瑰花图b、倾向玫瑰花图c、倾角玫瑰花图,反映节理方位趋势,a.节理走向玫瑰花图(半圆) 编制简单、反映节理的走向方位，步骤：1)资料整理：走向换算，使走向落在上半圆内(一、四象限)；分组（每10度一组）统计节理条数和平均走向。2)确定比例尺，作半圆、标坐标；3)找点、连线；4)标图名和比例尺。,节理走向玫瑰花图,四川峨嵋挖断山构造略图,b.节理倾向玫瑰花图(整圆)c.节理倾角玫瑰花图(整圆)步骤与a同，在整圆内作图,2、节理极点图利用节理法线极点的赤平投影成图优点：1、编制简单2、能准确反映节理发育的优势方位不足：定性研究,3、节理等密图(定量研究)1)用密度计统计节理极点2)绘出节理等值线图(插入法)3)将等值线值换算成百分数,二、节理资料的电算处理,快捷、方便，适宜处理大量数据,要点：1.剪节理和张节理的主要特征和区分方法。2.节理的分期和配套方法。3.共轭剪节理及其应力指向意义。4.节理的分期和共轭节理的判定。5.节理玫瑰花图的制作。6.节理等密图的制作,福建漳州滨海火山公园,A,B,
