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时间:2020-01-09来源:未知作者:admin点击:
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

  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)。 1 (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、永利集团304手机版水、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: 2 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 3、按节理与岩层走向关系分类 剪节理 (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: 3 (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 5、按张开程度进行分类 宽张节理:节理缝宽度 张开节理: 微张节理: 闭合节理: 5mm; 3~5mm; 1~3mm; 1mm。 与褶皱轴向关系 4 一、节理 (三)节理的野外调查 1、调查的内容 (1)地质背景:包括地层、岩性、褶皱和断层的发育; (2)节理的产状:走向、倾向和倾角; (3)节理的张开和填充情况:包括张开的程度、充填的物质等; (4)节理壁的粗糙程度:粗糙的、平坦的、光滑的; (5)节理的充水情况; 填写节理观测登记表: 地层 点号 时代 及位 及岩 置 性 造部位 系 期 /m ) 2 节理组系、 节 岩层产 节理 状和构 产状 和相互关 分 力学性质 理 节理 节理面特 密度 征及充填 (根 物 2、研究内容 确定节理的成因、对节理进行分期、统计节理的间距、数量、密度,确 定节理的发育程度和主导方向等。 5 节理的分期可根据节理的交切关系进行, 比如后期形成的节理常将先期 形成的节理错开,或者受到先期形成的节理的限制。 3、资料整理:节理玫瑰花图、等密图和电算处理等。 节理分期 玫瑰花图 等密图 (四)节理的工程评价 1、节理的成因:构造节理分布范围广、埋藏深度大,并向断层过渡, 6 对工程稳定性影响较大。 2、节理的受力特征:张节理比剪节理的工程性能差。 3、节理产状:倾向和边坡一致的节理稳定性差。 4、节理密度和宽度:一般用节理发达程度来表示,节理越发达,对工 程影响越大。 5、节理面间的充填物:充填有软弱介质的节理,工程地质条件差。 6、节理的充水程度:饱水的节理,其稳定性差。 二、劈理 (一)劈理的涵义 劈理是指岩石受力后, 具有沿着一定方向劈开成平行或大致平行的密集 的薄层或薄板的一种构造。沿着劈开的这种裂面称劈理面,相邻两劈理面 之间所夹的薄板状岩片称微劈石。 劈理面的产状也用走向、倾向、倾角表示。 劈理使岩石具有明显的各向异性特征,劈理主要发育在构造变动强烈、 应力集中的岩石地段,如褶皱构造的两翼、大断层的两侧及变质岩中,它 不一定破坏岩石的完整性,但用力敲击时,岩石则容易沿劈理面劈开。 7 (二)劈理的分类 1、流劈理:是岩石受 力作用后,由片状、板状 或扁平矿物颗粒产生定向 排列而成。常见于变质岩 中,如板岩中的板理,片 岩、片麻岩中的片理等。 在平行于矿物定向排列方 向上形成易于裂开的劈理 面,使岩石具有分割成无 数薄片的特征。流劈理比 较光滑,间距也小,仅几 毫米。 大理岩中的流劈理 2、破劈理:是岩石中平行密集,并将岩石切割成薄片状的细微裂隙。 它是岩石受剪切作用形成的,与岩石中矿物的定向排列无关。因此,破劈 理沿着最大剪切应力方向发育, 其间距一般为几毫米~几厘米, 大多发育 在硬脆岩石间的软弱岩石中或硬脆的薄层岩石中。 破劈理与剪节理的区别 在于其密集性, 其间没有明显的界限。 破劈理的基本特征是劈理面平直光 滑,近于平行,延伸稳定,密集成带。 8 破劈理 3、 滑劈理: 滑劈 理也是岩石中平行 密集的细微剪裂面, 与破劈理的区别在 于沿劈理面有微小 的位移, 滑劈理大多 发育在具有鳞片变 晶结构的板岩、 千枚 岩及片中。 s1-流劈理 s2-滑劈理 板岩中的滑劈理 9 滑劈理 (三)劈理的野外研究 在岩石强烈变形和变质岩区工作时,应注意对劈理的观察,大量测量其 产状并均匀地标注在地质图或构造图上,还要采集定向标本,供室内显微 观测或研究用,要区分劈理和层理、测定劈理的间隔等。 在野外,劈理的识别可从以下几个方面进行: 1、切穿不同成分、颜色、粒度岩层的面,可能是劈理面。 2、劈理在不同岩性的岩层中分布的频度与层面交角可能不同,甚至出 现转折或弯曲。 3、切穿岩层的夹层、透镜体、排列方向密集的破裂面,可能是劈理面。 10 4、单个的劈理面一般延伸不远。 三、断层 (一)概念 岩层或岩体在构造运动影响下发生破裂, 若破裂面两侧岩体沿破裂面发 生了明显的相对位移,这种构造就称为断层。 断层的种类繁多,形态各异,规模大小相差十分悬殊,规模大的断层延 伸长度可达几百~一千多公里,而小的断层可在岩石标本上见到。断层的 切割深度也不相同,有的可切穿地壳至上地幔。 断层破坏了岩石的连续完整性,对岩体的稳定性、渗透性、地震活动和 区域稳定性都有重大影响,从而影响工程的稳定性,与工程建设有着密切 的联系。 (二)断层要素 1、断层面:构成断层的破裂面,也就是断层两侧岩体沿之产生显著滑 11 动位移的面,叫做断层面,产状可用走向、倾向和倾角确定。断层一般不 是单个的面,而是由一系列的破裂面或次级断层所组成的带,即断层带或 断裂带。 2、断层线:是指断层面与地面的交线,即断层面在地表的出露线,断 层线延伸方向即是断层走向,延伸的消失点,称为断层的端点。 3、断盘:断层面两侧发生相对位移的岩体, 称为断(层)盘。当断层面倾斜时,位于断层面 上方的称为上盘、下方的称为下盘;当断层面 近于直立时,则以方位相称,如东盘、西盘等; 也可根据两盘相对移动的关系,把相对上升的 称为上升盘,把相对下降的称为下降盘。 4、断距:断层两盘岩体沿断层面发生相对 滑动的距离,称为断距。断距的大小常常是衡 量断层规模的重要标志,断距又分为总断距、 水平断距及垂直断距。 (三)断层分类 1、按断层面产状与岩层产状的关系分类 走向断层:断层走向与岩层走向一致的断层; 倾向断层:断层走向与岩层倾向一致的断层; 12 斜向断层:断层走向与岩层走向斜交的断层。 2、按断层面走向与褶皱轴向或区域线之间的关系分类 纵断层:断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向平行的断层; 横断层:断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向垂直的断层; 斜断层:断层走向与褶皱轴向或区域构造线、按断层力学性质分类 压性断层:由压应力作用形成,其走向垂直于主压应力方向,多呈逆断 层形式,断面为舒缓波状,断裂带宽大、常有断层角砾岩。 张性断层:在张应力作用下形成,其走向垂直于张应力方向,常为正 断层,断层面粗糙,多呈锯齿状。 扭性断层:在剪应力作用下形成,与主压应力方向交角小于 45。,常 成对出现。断层面平直光滑,常有擦痕出现。 4、按断层两盘相对运动的关系进行分类 (1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升的 断层,称为正断层。 正断层的产状一般较陡,倾角在 45?~90?, 正断层 断层线比较平直,一般是由于重力作用或水平张 13 力作用形成的,并在垂直于张应力方向上发育。 (2)逆断层:下盘相对下降,上盘相对上升的 断层,称为逆断层。逆断层产状一般比较平缓, 倾角很少超过 70?,断层线常呈舒缓的波状曲线, 断层面倾角大小又可分为: 逆断层示意图 冲断层: 逆掩断层: 辗掩断层: 倾角 45?; 25?~45°; 25?。 推覆构造:巨大的外来岩席,沿着一个近于 水平的滑动面(倾角小,10?~15?),长距离的滑 移(位移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。 (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, 逆断层(手标本) 14 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。 (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。 平移断层示意图 三、断层 15 (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 地垒 阶梯状断层 16 放射状断层 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 对冲式断层示意图 环状断层 叠瓦状断层示意图 背冲式断层示意图 17 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。 三、断层 (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 18 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 19 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, 断层破碎带 20 (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。 构造岩 伴生节理 牵引褶皱 21 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。 22 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o 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。 三、断层 23 (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。 24 断层三角面 断层崖 错断山脊 25 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 26 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。 27 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。永利集团304手机版 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; 28 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o 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,永利集团304手机版不可忽视。 29