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岩层产状与节理产状关系-工程地质

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2.8根据节理产状和岩层产状关系的节理分类1—走向节理;2—倾向节理;3—斜向节理;4—顺层节理节理的力学成因分类。发育于碎屑岩中的剪节理,常切割较大的碎屑颗粒或砾石。运用这一现象可判断剪节理两侧错动方向。其劈理间距为数毫米至 1 厘米,如果间距超过 1 厘米,应称作剪节理。因为这组节理横切岩层弯曲时形成的褶皱枢纽,故名横张节理。剖面X 形剪节理。

岩层产状与节理产状关系-工程地质

断裂构造是地壳中岩层或岩体受力达到破裂强度发生断裂变形而形成的构造,在地壳中分布很广。断裂构造的规模有大有小,巨型的可达数千千米,微细的要在显微镜下才能看出。常见的断裂构造有节理和断层两类。

节理也叫裂隙,是岩石中岩块沿破裂面没有显著位移的断裂构造。节理按成因分为两大类:一类是由构造运动产生的构造节理,它们在地壳中分布极广,且有一定的规律性,往往成群、成组出现;另一类是非构造节理,如成岩过程中形成的原生节理以及风化、爆破等作用形成的次生节理。非构造节理分布的规律性不很明显,且常出现在较小范围内。以下只介绍构造节理。

1.节理的分类

(1)节理的几何分类。根据节理与所在岩层产状之间的关系,一般分为:走向节理,节理的走向与所在岩层的走向大致平行;倾向节理,节理的走向与所在岩层走向大致垂直;斜向节理,节理的走向与所在岩层走向斜交;顺层节理,节理面大致平行于岩层层面,如图 2.8 所示。根据节理走向与所在褶皱的枢纽、主要断层走向或其他线状构造延伸方向的关系,将节理分为:纵节理,两者大致平行;横节理,两者大致垂直;斜节理,两者斜交。对枢纽水平的褶皱,以上两种分类可以吻合,即走向节理相当于纵节理,倾向节理相当于横节理。

图2.8 根据节理产状和岩层产状关系的节理分类

1—走向节理;2—倾向节理;3—斜向节理;4—顺层节理

(2)节理的力学成因分类。节理按其形成时的力学性质,主要分为由张应力形成的张节理和由剪应力形成的剪节理以及劈理。

①张节理。其主要特征是产状不很稳定,在平面上和剖面上的延展均不远,节理面粗糙不平,擦痕不发育,节理两壁裂开距离较大,且裂缝的宽度变化也较大。节理内常充填有呈脉状的方解石石英,以及松散或已胶结的黏性土和岩屑等。当张节理发育于碎屑岩中时,常绕过较大的碎屑颗粒或砾石,而不是切穿砾石。张节理一般发育稀疏,节理间的距离较大,分布不均匀。张节理常沿先期形成的 X 形节理发育成锯齿状,叫作追踪节理;也常呈雁行排列。有时一条张节理是由数条小裂隙大致平行错开排列而成(侧列)。张节理的末端有时有树枝状分叉现象。

②剪节理。剪节理的特征是产状稳定,在平面和剖面上延续均较长,节理面光滑,常具擦痕、镜面等现象,节理两壁之间紧密闭合。发育于碎屑岩中的剪节理,常切割较大的碎屑颗粒或砾石。剪节理一般发育较密,且常有等间距分布的特点,常成对出现,呈两组共轭剪节理。X 形节理将岩石交叉切割成菱形或方形,但常见的是一组发育较好,另一组发育较差。剪节理常呈羽列现象,通常一条剪节理由多条互相平行的很小剪裂面组成,微小剪裂面呈羽状排列,故称羽状剪节理。沿每条小节理向前观察,下一条节理依次在左侧搭接的称左列,反之称右列。运用这一现象可判断剪节理两侧错动方向。

③劈理。劈理是一种由裂面或潜在裂面将岩石按一定方向劈开成为平行密集的薄片或薄板的构造。劈理作为一种小型构造,在几何形态上或成因上与褶皱、断层有密切关系。根据劈理的形成作用及构造特点,将劈理分为流劈理和破劈理等类型(图 2.9)。(www.xing528.com)

图2.9 劈理类型

流劈理是由岩石在强烈构造应力作用下发生塑性流动或矿物重结晶,使矿物成板状、片状、长条状和针状等并沿垂直于压应力的方向平行排列而成。其劈理面间距较小,往往使岩石裂成板状的薄片,如板岩的板劈理和片岩的片理都为流劈理。流劈理多发育于塑性较大的较软弱岩层中,如页岩、板岩、片岩等。破劈理是岩石中有密集的平行的剪破裂面,沿这些面上一般不产生矿物定向平行排列的劈理。其劈理间距为数毫米至 1 厘米,如果间距超过 1 厘米,应称作剪节理。破劈理发育于未变质或轻变质的岩石中,如脆性岩石内或者夹于坚韧岩石之间的软弱岩石中。

2.节理与褶皱的关系

节理的发育和分布总是与一个地区的区域性构造或局部构造的形成和发展有密切联系,褶皱形成前后伴生节理。

(1)平面 X 形剪节理。当一套近于水平的岩层受到水平方向侧向挤压力的作用时,在岩层未发生褶皱前,平面上形成两组X 形剪节理,节理面垂直于岩层面。

(2)横张节理。横张节理是与挤压力方向平行的岩层弯曲前的张节理,常追踪早期平面X 形节理而形成,故呈锯齿状延伸。因为这组节理横切岩层弯曲时形成的褶皱枢纽,故名横张节理。

(3)剖面X 形剪节理。岩层受挤压发生弯曲变形后,在褶曲横剖面上可形成交叉状的剖面X 形节理,其交线平行于褶皱枢纽方向。

(4)纵张节理。岩层在水平侧向挤压力的作用下发生弯曲形成褶皱时,在背斜顶部出现的与褶皱枢纽方向平行的张节理,称为纵张节理。这种纵张节理呈上宽下窄的楔形开口,在横剖面上发育在中和面外侧,呈扇形分布。

(5)顺层节理和层间节理。岩层发生弯曲形成褶皱的过程中沿上、下层面相对滑动,岩层中可能出现一组大致平行于层面的顺层节理和一组斜交层面的层间节理。层间节理常呈羽状排列,并常密集发育为破劈理,其与层面所夹锐角指向相邻岩层的滑动方向。

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