斷裂構(gòu)造之節(jié)理

地殼中巖石（巖層或巖體），特別是脆性較大和靠近地表的巖石，在受力情況下容易產(chǎn)生斷裂和錯(cuò)動，總稱為斷裂構(gòu)造。除去地殼表層普遍發(fā)育的各種斷裂構(gòu)造外，還存在許多不同規(guī)模、不同深度的斷裂系統(tǒng)，甚至把巖石圈分割成許多板塊。。通常根據(jù)斷裂巖塊相對位移的程度，把斷裂構(gòu)造分為節(jié)理和斷層2大類。一、節(jié)理一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類（一）節(jié)理的分類節(jié)理即斷裂兩側(cè)的巖塊沿著破裂面沒有發(fā)生或沒有明顯發(fā)生位移的斷裂構(gòu)造。節(jié)理的長度、密度相差很懸殊。沿著節(jié)理劈開的面稱節(jié)理面。節(jié)理面的產(chǎn)狀和巖層的產(chǎn)狀一樣，用走向、傾向和傾角表示。節(jié)理常與斷層或褶曲相伴生，它們是在統(tǒng)一構(gòu)造作用下形成的有規(guī)律的組合。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類1．節(jié)理的成因分類節(jié)理按成因分為非構(gòu)造節(jié)理和構(gòu)造節(jié)理。（1）非構(gòu)造節(jié)理：指巖石在外力地質(zhì)作用下，如風(fēng)化、山崩、地滑、巖溶塌陷、冰川活動以及人工爆破等作用所產(chǎn)生的節(jié)理。這類節(jié)理常分布于地表淺部的巖石中，節(jié)理的幾何規(guī)律性較差。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類在非構(gòu)造節(jié)理中還包括巖石在成巖過程中所形成的節(jié)理，即所謂原生節(jié)理。

①侵入巖體中的節(jié)理即巖漿侵入圍巖，隨著巖漿的冷卻而形成的有規(guī)律性的節(jié)理。它們主要分布于巖漿侵入體的頂部和邊緣部分。在火成巖體中常見的節(jié)理有橫節(jié)理、縱節(jié)理、層節(jié)理、斜節(jié)理等。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

橫節(jié)理又稱Q節(jié)理，指節(jié)理面與巖體中流線構(gòu)造（原生線狀流動構(gòu)造）相垂直的節(jié)理。

縱節(jié)理又稱S節(jié)理，指節(jié)理面平行于流線構(gòu)造的節(jié)理。

層節(jié)理又稱L節(jié)理，指節(jié)理面平行于流面的節(jié)理。斜節(jié)理指節(jié)理走向與流線、流面斜交的節(jié)理，常兩組共生呈“X”形。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

②玄武巖中的柱狀節(jié)理:即在玄武巖熔巖流或其他淺成巖體中，垂直冷凝面發(fā)育而成的規(guī)則的六方柱狀節(jié)理。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類（2）構(gòu)造節(jié)理：指在構(gòu)造運(yùn)動作用下形成于巖石中的節(jié)理，常常成組成群有規(guī)律地出現(xiàn)。這種節(jié)理往往與其他構(gòu)造如褶皺、斷層等有一定的組合關(guān)系和成因聯(lián)系。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類2．節(jié)理的幾何分類指按照節(jié)理與其所在的巖層或其它構(gòu)造的關(guān)系進(jìn)行的分類。（1）根據(jù)節(jié)理與所在巖層的產(chǎn)狀要素的關(guān)系可以分為：①走向節(jié)理即節(jié)理的走向大致平行于巖層的走向；

②傾向節(jié)理即節(jié)理的走向大致垂直于巖層的走向；

③斜向節(jié)理即節(jié)理的走向斜交于巖層的走向；

④順層節(jié)理即節(jié)理面大致平行巖層層面。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

（2）根據(jù)節(jié)理的走向與所在褶曲樞紐的關(guān)系可以分為：①縱節(jié)理即二者大致平行的節(jié)理；②橫節(jié)理即二者大致垂直的節(jié)理；③斜節(jié)理即二者相互斜交的節(jié)理。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類3．節(jié)理的力學(xué)成因分類

按照產(chǎn)生節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理主要分為張節(jié)理和剪節(jié)理。

（1）張節(jié)理：是巖石在張應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的節(jié)理。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

（2）剪節(jié)理：又稱剪切節(jié)理，是巖石在剪切應(yīng)力（亦稱扭應(yīng)力）作用下所產(chǎn)生的節(jié)理一、節(jié)理（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系在一個(gè)地區(qū)，在同一應(yīng)力場（或在同一構(gòu)造運(yùn)動）作用下，所產(chǎn)生的褶皺、斷裂等彼此具有密切的成因聯(lián)系。一、節(jié)理1．巖層褶皺前的早期節(jié)理當(dāng)一套水平巖層受到水平方向的側(cè)向壓力時(shí)，在層面上出現(xiàn)兩組剪切節(jié)理，即X節(jié)理（共軛節(jié)理）；這種節(jié)理面垂直于層面，是為平面型X節(jié)理。如果繼續(xù)受力，會在沿著壓力方向產(chǎn)生一組張節(jié)理，又叫橫張節(jié)理；有時(shí)是沿著X節(jié)理面曲折拉開，形成追蹤張節(jié)理。（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系一、節(jié)理2．巖層褶皺后的晚期節(jié)理巖層在水平壓力的繼續(xù)作用下，開始彎曲褶皺，如圖4-59C所示，在背斜頂部產(chǎn)生平行于樞紐的張節(jié)理，又叫縱張節(jié)理。（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系一、節(jié)理（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系如果褶皺繼續(xù)發(fā)展，，沿著最大剪切面又發(fā)育成X節(jié)理，在剖面上呈X交叉，而在層面上與樞紐平行，故稱剖面X節(jié)理。如果巖層中間夾有塑性較大巖層（如頁巖），巖層褶皺時(shí)由于層間滑動所產(chǎn)生的力偶作用，使巖層發(fā)生小型褶皺，叫層間牽引褶皺或拖拉褶皺。一、節(jié)理（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系如果巖層中間夾有脆性較大的巖層，則在上下層的力偶作用下，形成層間剪節(jié)理。有時(shí)這種剪節(jié)理或其它原因的剪節(jié)理，細(xì)而密集，甚至可將巖層劈成薄片，稱為劈理。圖4-59節(jié)理與褶皺關(guān)系示意圖C.褶皺后在背斜頂部出現(xiàn)的縱張節(jié)理及層間剪節(jié)理；一、節(jié)理（三）研究節(jié)理的意義（三）研究節(jié)理的意義

首先，研究節(jié)理的分布、性質(zhì)和組合情況，有助于推斷區(qū)域性應(yīng)力場的特點(diǎn)和各種應(yīng)力的分布規(guī)律以及與各種構(gòu)造的相互關(guān)系。有時(shí)候一條剪節(jié)理是由許多條首尾銜接的呈羽狀排列的小節(jié)理組成。一、節(jié)理

其次，研究節(jié)理有很大實(shí)際意義。有些節(jié)理，主要是張節(jié)理常提供巖漿活動侵入的通道，并控制礦體的形成和分布。富含張節(jié)理的巖石，對于地下水的運(yùn)動和富集有密切關(guān)系，有時(shí)構(gòu)成地下水的含水層。此外，在進(jìn)行隧道、水工建筑（水庫大壩等）、礦井坑道、橋梁等工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)，都必須對有關(guān)地區(qū)的巖石節(jié)理做詳細(xì)的調(diào)查和測量。（三）研究節(jié)理的意義一、節(jié)理除此，節(jié)理對于地貌的發(fā)育、形態(tài)等有深刻的影響。節(jié)理構(gòu)成巖石的軟弱面，為風(fēng)化和侵蝕提供了有利條件，流水、冰、植物等常沿節(jié)理風(fēng)化或侵蝕，造成各種地貌。（三）研究節(jié)理的意義一、節(jié)理（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系退出一、節(jié)理除此，節(jié)理對于地貌的發(fā)育、形態(tài)等有深刻的影響。節(jié)理構(gòu)成巖石的軟弱面，為風(fēng)化和侵蝕提供了有利條件，流水、冰、植物等常沿節(jié)理風(fēng)化或侵蝕，造成各種地貌。（三）研究節(jié)理的意義一、節(jié)理除此，節(jié)理對于地貌的發(fā)育、形態(tài)等有深刻的影響。節(jié)理構(gòu)成巖石的軟弱面，為風(fēng)化和侵蝕提供了有利條件，流水、冰、植物等常沿節(jié)理風(fēng)化或侵蝕，造成各種地貌。（三）研究節(jié)理的意義一、節(jié)理（二）節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系如果巖層中間夾有脆性較大的巖層，則在上下層的力偶作用下，形成層間剪節(jié)理（圖4-59C）。有時(shí)這種剪節(jié)理或其它原因的剪節(jié)理，細(xì)而密集，甚至可將巖層劈成薄片，稱為劈理。圖4-61說明層間剪節(jié)理或剪劈理的成因。圖4-59節(jié)理與褶皺關(guān)系示意圖C.褶皺后在背斜頂部出現(xiàn)的縱張節(jié)理及層間剪節(jié)理；一、節(jié)理除此，節(jié)理對于地貌的發(fā)育、形態(tài)等有深刻的影響。節(jié)理構(gòu)成巖石的軟弱面，為風(fēng)化和侵蝕提供了有利條件，流水、冰、植物等常沿節(jié)理風(fēng)化或侵蝕，造成各種地貌。如花崗巖中的縱節(jié)理、橫節(jié)理和層節(jié)理，往往把堅(jiān)硬的巖石切割成方塊，在棱、角處先行風(fēng)化，形成球狀風(fēng)化地貌（圖4-64）。有時(shí)沿著陡傾斜的節(jié)理風(fēng)化侵蝕成險(xiǎn)峻峭拔的地貌（圖4-65）；有時(shí)沿著垂直節(jié)理侵蝕成懸崖峭壁（圖4-66）或峰林石柱，如廣東仁化丹霞地貌、河北承德棒錘山、北京西山龍門澗、云南路南石林、湖南大庸張家界等，都是在近水平的巖層中發(fā)育了幾組垂直節(jié)理，然后順著節(jié)理差別風(fēng)化，結(jié)果塑造成千姿百態(tài)、群峰林立、石柱凌空的地貌形態(tài)。有些河谷也是沿著主要節(jié)理的方向發(fā)育的。測量節(jié)理產(chǎn)狀要素的方法與測量巖層產(chǎn)狀相同。有時(shí)節(jié)理面未暴露在外，可將硬紙片插入節(jié)理裂隙中，然后測量其產(chǎn)狀要素。（三）研究節(jié)理的意義一、節(jié)理除此，節(jié)理對于地貌的發(fā)育、形態(tài)等有深刻的影響。節(jié)理構(gòu)成巖石的軟弱面，為風(fēng)化和侵蝕提供了有利條件，流水、冰、植物等常沿節(jié)理風(fēng)化或侵蝕，造成各種地貌。如花崗巖中的縱節(jié)理、橫節(jié)理和層節(jié)理，往往把堅(jiān)硬的巖石切割成方塊，在棱、角處先行風(fēng)化，形成球狀風(fēng)化地貌（圖4-64）。有時(shí)沿著陡傾斜的節(jié)理風(fēng)化侵蝕成險(xiǎn)峻峭拔的地貌（圖4-65）；有時(shí)沿著垂直節(jié)理侵蝕成懸崖峭壁（圖4-66）或峰林石柱，如廣東仁化丹霞地貌、河北承德棒錘山、北京西山龍門澗、云南路南石林、湖南大庸張家界等，都是在近水平的巖層中發(fā)育了幾組垂直節(jié)理，然后順著節(jié)理差別風(fēng)化，結(jié)果塑造成千姿百態(tài)、群峰林立、石柱凌空的地貌形態(tài)。有些河谷也是沿著主要節(jié)理的方向發(fā)育的。測量節(jié)理產(chǎn)狀要素的方法與測量巖層產(chǎn)狀相同。有時(shí)節(jié)理面未暴露在外，可將硬紙片插入節(jié)理裂隙中，然后測量其產(chǎn)狀要素。（三）研究節(jié)理的意義一、節(jié)理（三）研究節(jié)理的意義（三）研究節(jié)理的意義

首先，研究節(jié)理的分布、性質(zhì)和組合情況，有助于推斷區(qū)域性應(yīng)力場的特點(diǎn)和各種應(yīng)力的分布規(guī)律以及與各種構(gòu)造的相互關(guān)系。有時(shí)候一條剪節(jié)理是由許多條首尾銜接的呈羽狀排列的小節(jié)理組成。一、節(jié)理（三）研究節(jié)理的意義（三）研究節(jié)理的意義

首先，研究節(jié)理的分布、性質(zhì)和組合情況，有助于推斷區(qū)域性應(yīng)力場的特點(diǎn)和各種應(yīng)力的分布規(guī)律以及與各種構(gòu)造的相互關(guān)系。有時(shí)候一條剪節(jié)理是由許多條首尾銜接的呈羽狀排列的小節(jié)理組成。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

（2）剪節(jié)理：又稱剪切節(jié)理，是巖石在剪切應(yīng)力（亦稱扭應(yīng)力）作用下所產(chǎn)生的節(jié)理一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

（2）剪節(jié)理：又稱剪切節(jié)理，是巖石在剪切應(yīng)力（亦稱扭應(yīng)力）作用下所產(chǎn)生的節(jié)理一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類3．節(jié)理的力學(xué)成因分類

按照產(chǎn)生節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理主要分為張節(jié)理和剪節(jié)理。

（1）張節(jié)理：是巖石在張應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的節(jié)理。張節(jié)理常具有如下的特征：

①產(chǎn)狀不甚穩(wěn)定，在巖石中延伸不深不遠(yuǎn)；

②多具有張開的裂口，節(jié)理面粗糙不平，面上沒有擦痕，節(jié)理有時(shí)為礦脈所填充；③在碎屑巖中的張節(jié)理，常繞過砂粒和礫石，節(jié)理隨之呈彎曲形狀；

④節(jié)理間距較大，分布稀疏而不均勻，很少密集成帶；⑤常平行出現(xiàn)，或呈雁行式（即斜列式）出現(xiàn)，有時(shí)沿著兩組共軛呈X形的節(jié)理斷開形成鋸齒狀張節(jié)理，稱追蹤張節(jié)理。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類3．節(jié)理的力學(xué)成因分類

按照產(chǎn)生節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理主要分為張節(jié)理和剪節(jié)理。

（1）張節(jié)理：是巖石在張應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的節(jié)理。上述褶曲構(gòu)造中的縱節(jié)理和橫節(jié)理都屬于張節(jié)理。張節(jié)理常具有如下的特征：

①產(chǎn)狀不甚穩(wěn)定，在巖石中延伸不深不遠(yuǎn)；

②多具有張開的裂口，節(jié)理面粗糙不平（圖4-55），面上沒有擦痕，節(jié)理有時(shí)為礦脈所填充；③在碎屑巖中的張節(jié)理，常繞過砂粒和礫石，節(jié)理隨之呈彎曲形狀（圖4-55）；

④節(jié)理間距較大，分布稀疏而不均勻，很少密集成帶；⑤常平行出現(xiàn)，或呈雁行式（即斜列式）出現(xiàn)，有時(shí)沿著兩組共軛呈X形的節(jié)理斷開形成鋸齒狀張節(jié)理，稱追蹤張節(jié)理（圖4-56）。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類3．節(jié)理的力學(xué)成因分類

按照產(chǎn)生節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理主要分為張節(jié)理和剪節(jié)理。

（1）張節(jié)理：是巖石在張應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的節(jié)理。上述褶曲構(gòu)造中的縱節(jié)理和橫節(jié)理都屬于張節(jié)理。張節(jié)理常具有如下的特征：

①產(chǎn)狀不甚穩(wěn)定，在巖石中延伸不深不遠(yuǎn)；

②多具有張開的裂口，節(jié)理面粗糙不平（圖4-55），面上沒有擦痕，節(jié)理有時(shí)為礦脈所填充；③在碎屑巖中的張節(jié)理，常繞過砂粒和礫石，節(jié)理隨之呈彎曲形狀（圖4-55）；

④節(jié)理間距較大，分布稀疏而不均勻，很少密集成帶；⑤常平行出現(xiàn)，或呈雁行式（即斜列式）出現(xiàn)，有時(shí)沿著兩組共軛呈X形的節(jié)理斷開形成鋸齒狀張節(jié)理，稱追蹤張節(jié)理（圖4-56）。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類2．節(jié)理的幾何分類指按照節(jié)理與其所在的巖層或其它構(gòu)造的關(guān)系進(jìn)行的分類（圖4-53）。實(shí)際上這種幾何分類與力學(xué)成因有密切關(guān)系，即一定的幾何關(guān)系可反映一定的力學(xué)成因。（1）根據(jù)節(jié)理與所在巖層的產(chǎn)狀要素的關(guān)系可以分為（圖4-54）：①走向節(jié)理即節(jié)理的走向大致平行于巖層的走向；

②傾向節(jié)理即節(jié)理的走向大致垂直于巖層的走向；

③斜向節(jié)理即節(jié)理的走向斜交于巖層的走向；

④順層節(jié)理即節(jié)理面大致平行巖層層面。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類2．節(jié)理的幾何分類指按照節(jié)理與其所在的巖層或其它構(gòu)造的關(guān)系進(jìn)行的分類（圖4-53）。實(shí)際上這種幾何分類與力學(xué)成因有密切關(guān)系，即一定的幾何關(guān)系可反映一定的力學(xué)成因。（1）根據(jù)節(jié)理與所在巖層的產(chǎn)狀要素的關(guān)系可以分為（圖4-54）：①走向節(jié)理即節(jié)理的走向大致平行于巖層的走向；

②傾向節(jié)理即節(jié)理的走向大致垂直于巖層的走向；

③斜向節(jié)理即節(jié)理的走向斜交于巖層的走向；

④順層節(jié)理即節(jié)理面大致平行巖層層面。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類

②玄武巖中的柱狀節(jié)理:即在玄武巖熔巖流或其他淺成巖體中，垂直冷凝面發(fā)育而成的規(guī)則的六方柱狀節(jié)理。一、節(jié)理（一）節(jié)理的分類②玄武巖中的柱狀節(jié)理:即在玄武巖熔巖流或其他淺成巖體中，垂直冷凝面發(fā)育而成的規(guī)則的六方柱狀節(jié)理。其成因，一般認(rèn)為，假設(shè)在均一基性的熔巖中有均勻分布的冷卻中心（呈等邊三角形分布，冷卻中心距離彼此相等），然后各向中心收縮，形成六方柱狀節(jié)理，如圖4-52所示。往自然界，由于熔巖物質(zhì)的不均一性等因素的影響，這種節(jié)理不一定都是六方柱狀，也可能呈五角柱狀七角柱狀及其它。徐松年（1984）等的研究表明