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文檔簡介
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
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