按节理的成因分类.pdf

一、节理 （一）基本概念 1、节理岩石受力作用形成的破裂面或裂纹，称为节理，它是破裂面两侧的岩 石没有发生明显位移的一种构造。 节理的产状也可用走向、 倾向和倾角进行描述。 2、节理组和节理系在同一时期，同一成因条件下形成的，彼此相互平行或近 于平行的一群节理叫节理组； 在同一构造应力作用下， 形成有规律组合的节理组， 叫节理系。 （二）节理分类 1、按节理的成因分类 节理按成因可分为原生节理、构造节理和表生节理。 1原生节理指岩石形成过程形成的节理，如玄武岩的柱状节理 2构造节理是岩石受地壳构造应力作用产生的，这类节理具有明显的方向性 和规律性，发育深度较大，对地下水的活动和工程建设的影响也较大。构造节理 与褶皱、断层及区域性地质构造有着非常密切的联系，它们常常相互伴生，是工 程地质调查工作中的重点对象相对于节理、表生节理。 3表生节理又称风化节理、非构造节理，是岩石受外动力地质作用风、水、 生物等产生的，如由风化作用产生的风化裂隙等，这类节理限在空间分布上常 局限于地表浅部岩石中，对地下水的活动及工程建设有较大的影响。 2、按力学性质进行分类 1张节理在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的节理，叫张节理。张节理 大多发育在脆性岩石中，尤其在褶皱转折端等张拉应力集中的部位最发育，它主 要有以下特征 裂口是张开的，剖面呈上宽下窄的楔形，常被后期物质或岩脉填充； 节理面粗糙不平，一般无滑动擦痕和磨擦镜面； 产状不稳定，沿其走向和倾向都延伸不远即行尖灭； 在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾石、结核或粗砂粒，其张裂面明显凹凸 不平或弯曲； 张节理追踪 X 型剪节理发育呈锯齿状。 2剪节理岩石受剪应力作用发生剪切破裂而形成的节理，叫剪节理，它一般 在与最大主应力呈 45夹角的平面上产生，且共轭出现，呈 X 状交叉，构成 X 型 剪节理。它具有以下特征 剪节理的裂口是闭合的，节理面平直而光滑，常见有滑动擦痕和磨光镜面； 剪节理的产状稳定，沿其走向和倾向可延伸很远； 在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉，而不改变其方向； 剪节理的发育密度较大，节理间距小而且具有等间距性，在软弱薄层岩石中常常 密集成带出现。 张节理 剪节理 3、按节理与岩层走向关系分类 1走向节理节理延伸方向大致与岩层走向平行。 2倾向节理节理延伸方向大致与岩层走向垂直。 3斜交节理节理延伸方向与岩层走向斜交。 4、根据节理与褶皱轴的关系，可将节理分为 1 纵节理-节理走向与褶皱轴向平行 2 横节理-节理走向与褶皱轴向直交 3 斜节理-节理走向与褶皱轴向斜交 与岩层走向关系 与褶皱轴向关系 5、按张开程度进行分类 宽张节理节理缝宽度 5mm； 张开节理 3～5mm； 微张节理 1～3mm； 闭合节理 45； 逆掩断层 25～45； 辗掩断层 15km，常看一较老的岩层覆于 较新的岩层之上。 逆断层一般是受水平的挤压应 力作用，沿剪切破裂面形成的，常与褶皱相互伴 生，逆断层的规模一般较大，多为区域性的巨型 构造。 逆断层手标本 3平移断层 两盘岩体沿断层面走向作水平相对 运动的断层，称平移断层。平移断层，断层面近 于直立，断层线平直，延伸很远，断层破碎带较 窄，在断层面上常有近于水平的擦痕。平移断层 一般是在水平剪切应力的作用下形成的。 平移断层示意图 （4）枢纽断层 正、逆、平移断层的两盘相对运动都是直移运动。事实上，有许多断层常常有一 定程度的旋转。 断盘的旋转有两种情况一种是旋转轴位于断层的一端，表现为横过断层走向的 各个剖面上的位移量不等，一种是旋转轴不位于断层的端点，表现为旋转轴两侧 的相对位移的方向不同，如一侧为上盘上升，而另一侧为上盘下降。 两种旋转均使两盘中岩层原来一致的产状不再平行一致。旋转量比较大的断层， 可称为枢纽断层。 阶梯状断层 地垒 （四）断层的组合形态 1、正断层的组合形式 1阶梯状断层几条产状大致相同的正断 层，相互平行排列，各断层的一盘呈阶梯 状向着同一方向依次下降的组合形态，称 为阶梯状断层。 2地垒两条以上平行的正断层，断层面 相对倾斜，其中间岩块为共同的上升盘， 两侧断层的上盘呈阶梯状依次下降，这种 组合形态，称为地垒。 3地堑两条以上平行的断层，断层面相 向倾斜，对称排列，其间为共同的下降盘， 两侧断层的断盘依次上升，这种组合形态 的断层称为地堑。另外还的环状和放射状 断层 地堑 放射状断层 环状断层 叠瓦状断层示意图 2、逆断层的组合形式 1叠瓦状断层一系列产状大 致相同的断层， 相互平行排列， 各断层的上盘依次上冲逆掩， 在剖面上呈屋顶盖瓦式可鳞片 状叠置，这种组合形式，称为 叠瓦状断层。 2对冲式断层是由两条相反 倾斜，相对逆冲的断层组成的 组合形态。 3背冲式断层由两条或两组 相反倾斜的逆冲断层组成，表 现为自一个中心分别向两个相 反方向逆冲，一般是自背斜核 部向外逆冲，总体上常常呈扇 状。 对冲式断层示意图 背冲式断层示意图 （五）断层的识别 1、地貌上的标志 1断层崖和断层三角面在断层两盘的相对运动中，上升盘常常形成陡崖。称 为断层崖。如峨眉山金顶舍身崖、昆明滇池西山龙门陡崖。当断层崖受到与崖面 垂直方向的地表流水侵蚀切割，形成沿断层面分布的三角形陡壁，称为断层三角 面。如河南偃师的五佛山。 2断层湖、断层泉沿断层带常形成一些串珠状分布的断陷盆地、洼地、湖泊、 泉水等，可指示断层延伸方向。如我国云南东部顺南北向的小江断裂带分布了一 串湖泊，自北向南有杨林海、阳宗海、滇池、抚仙湖、杞麓湖以及昆明盆地、宜 良盆地、嵩明盆地、玉溪盆地等。 3错断的山脊、急转的河流正常延伸的山脊突然被错断，往往是断层两盘平 移运动的结果；横切山脊走向的平原或盆地与山岭的接触带，往往是断层通过的 地方，如太行山前断裂带，使太行山在华北平原西缘拔地而起，成为华北平原的 西部屏障；正常流经的河流突然产生急转弯，或一些顺直深切的河谷，都能指示 断层延伸的方向，如鲜水河的支流在断层通过的地方突然发生转向。 断层三角面 断层崖 错断山脊 2、构造上的标志 1断层破碎带与构造岩规模较大的断层，常 形成断层破碎带，其宽度大小不等，在断层破 碎带内常常有断层构造角砾岩，糜棱岩、碎 裂岩、断层泥、构造片状岩等构造岩。 2伴生节理在断层剪切滑动作用下，发生在 断层面两侧岩层中的节理，称为伴生节理。 3牵引褶皱断层两盘错动时，紧邻断层面两 侧的地层，因受磨擦力的牵引，发生塑性拖拉 而形成的弯曲现象，称为牵引褶皱， 4擦痕和阶步断层两盘相互错动时，由摩擦 作用导致在滑动面上产生平行密集的微小刻 槽，称为擦痕；断层面上与擦痕直交的细小陡 坎，叫阶步；在断层面上还有磨光的平面，叫 磨擦镜面。 断层破碎带 构造岩 伴生节理 牵引褶皱 擦痕与阶步 3、地层上的标志1岩层中断及褶皱核部宽窄变化岩层沿走向突然中断，造 成一种岩层在走向上与另一种或多种不同岩性的岩层接触，或造成褶皱核部 地层出露界线发生宽窄变体，说明有横断层或斜断层存在。 断层引起的褶皱核部宽窄变化 2地层的重复和缺失当发生与岩层走向平行的断层时，常造成断层两盘部分 地层的重复和缺失。 断层引起的地层的重复和缺失 （六）断层的工程地质评价 1、断层的力学性质受张力作用形成的断层，其工程地质条件比受压力作用形 成的断层差。但压力作用形成的断层可能破碎带的宽度大，应引起注意； 2、断层位置与线路工程的关系，一般说来线路垂直通过断层比顺着断层方向通 过受的危害小； 3、断层面的产状与线路工程的关系断层面倾向线路且倾角大于 10o 的，工程 地质条件差； 4、断层的发生发展阶段正在活动的断层如新构造运动剧烈、地震频繁地区的 断层，对工程建筑物的影响大，有些相对稳定的断层，影响较小，但要考虑到 复活的可能， 5、充水情况饱水的断层带稳定性差； 6、人为影响有些大的水库，可使附近断层复活，不可忽视。