(完整)節理

2024年2月21日發(作者：思念一個人的句子)

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一、節理

（一）基本概念

1、節理：巖石受力作用形成的破裂面或裂紋，稱為節理，它是破裂面兩側的巖石沒有發生明顯位移的一種構造。

節理的產狀也可用走向、傾向和傾角進行描述。

2、節理組和節理系：在同一時期，同一成因條件下形成的，彼此相互平行或近于平行的一群節理叫節理組；在同一構造應力作用下，形成有規律組合的節理組，叫節理系.

（二）節理分類

1、按節理的成因分類

節理按成因可分為原生節理、構造節理和表生節理。

（1)原生節理：指巖石形成過程形成的節理，如玄武巖的柱狀節理

（2）構造節理:是巖石受地殼構造應力作用產生的，這類節理具有明顯的方向性和規律性，發育深度較大，對地下水的活動和工程建設的影響也較大。構造節理與褶皺、斷層及區域性地質構造有著非常密切的聯系,它們常常相互伴生，是工程地質調查工作中的重點對象（相對于節理、表生節理）。

(3)表生節理：又稱風化節理、非構造節理,是巖石受外動力地質作用(風、水、生物等)產生的，如由風化作用產生的風化裂隙等，這類節理限在空間分布上常局限于地表淺部巖石中，對地下水的活動及工程建設有較大的影響。

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2、按力學性質進行分類

(1）張節理:在垂直于主張應力方向上發生張裂而形成的節理，叫張節理。張節理大多發育在脆性巖石中，尤其在褶皺轉折端等張拉應力集中的部位最發育，它主要有以下特征：

裂口是張開的，剖面呈上寬下窄的楔形，常被后期物質或巖脈填充；

節理面粗糙不平，一般無滑動擦痕和磨擦鏡面;

產狀不穩定,沿其走向和傾向都延伸不遠即行尖滅；

在礫巖或砂巖中發育的張節理常常繞過礫石、結核或粗砂粒，其張裂面明顯凹凸不平或彎曲；

張節理追蹤X型剪節理發育呈鋸齒狀.

(2）剪節理：巖石受剪應力作用發生剪切破裂而形成的節理，叫剪節理，它一般在與最大主應力呈45°夾角的平面上產生，且共軛出現，呈X狀交叉,構成X型剪節理.它具有以下特征：

剪節理的裂口是閉合的，節理面平直而光滑，常見有滑動擦痕和磨光鏡面；

剪節理的產狀穩定,沿其走向和傾向可延伸很遠；

在礫巖或砂巖中發育的剪節理常切礫石、砂粒、結核和巖脈，而不改變其方向；

剪節理的發育密度較大，節理間距小而且具有等間距性,在軟弱薄層巖石中常常密集成帶出現。

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張節理

剪節理

3、按節理與巖層走向關系分類

(1）走向節理：節理延伸方向大致與巖層走向平行。

(2)傾向節理：節理延伸方向大致與巖層走向垂直。

(3）斜交節理：節理延伸方向與巖層走向斜交。

4、根據節理與褶皺軸的關系，可將節理分為：

(1) 縱節理-節理走向與褶皺軸向平行

（2） 橫節理-節理走向與褶皺軸向直交

(3) 斜節理—節理走向與褶皺軸向斜交

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與巖層走向關系

與褶皺軸向關系

5、按張開程度進行分類

寬張節理：節理縫寬度 〉5mm;

張開節理： 3~5mm；

微張節理: 1～3mm；

閉合節理： <1mm。

一、節理

(三)節理的野外調查

1、調查的內容

（1)地質背景：包括地層、巖性、褶皺和斷層的發育；

(2）節理的產狀：走向、傾向和傾角；

(3）節理的張開和填充情況：包括張開的程度、充填的物質等；

(4)節理壁的粗糙程度：粗糙的、平坦的、光滑的；

(5）節理的充水情況；

填寫節理觀測登記表：

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節理組點號

及位置

地層時巖層產狀節理代及巖和構造部產狀

性

系、力學節理性質和分期

相互關

節理密度

(根/m2）

節理面特征及充填物

位

系

2、研究內容

確定節理的成因、對節理進行分期、統計節理的間距、數量、密度，確定節理的發育程度和主導方向等。

節理的分期可根據節理的交切關系進行，比如后期形成的節理常將先期形成的節理錯開，或者受到先期形成的節理的限制。

3、資料整理：節理玫瑰花圖、等密圖和電算處理等。

節理分期

玫瑰花圖

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等密圖

（四)節理的工程評價

1、節理的成因：構造節理分布范圍廣、埋藏深度大,并向斷層過渡,對工程穩定性影響較大.

2、節理的受力特征：張節理比剪節理的工程性能差。

3、節理產狀:傾向和邊坡一致的節理穩定性差。

4、節理密度和寬度:一般用節理發達程度來表示，節理越發達,對工程影響越大。

5、節理面間的充填物：充填有軟弱介質的節理，工程地質條件差。

6、節理的充水程度:飽水的節理，其穩定性差。

二、劈理

（一）劈理的涵義

劈理是指巖石受力后，具有沿著一定方向劈開成平行或

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大致平行的密集的薄層或薄板的一種構造。沿著劈開的這種裂面稱劈理面，相鄰兩劈理面之間所夾的薄板狀巖片稱微劈石。劈理面的產狀也用走向、傾向、傾角表示.劈理使巖石具有明顯的各向異性特征，劈理主要發育在構造變動強烈、應力集中的巖石地段，如褶皺構造的兩翼、大斷層的兩側及變質巖中，它不一定破壞巖石的完整性，但用力敲擊時,巖石則容易沿劈理面劈開。

（二）劈理的分類

1、流劈理：是巖石受力作用后，由片狀、板狀或扁平礦物顆粒產生定向排列而成。常見于變質巖中，如板巖中的板理,片巖、片麻巖中的片理等。在平行于礦物定向排列方向上形成易于裂開的劈理面，使巖石具有分割成無數薄片的特征.流劈理比較光滑，間距也小，僅幾毫米。

大理巖中的流劈理

2、破劈理：是巖石中平行密集,并將巖石切割成薄片狀的細微裂隙.它是巖石受剪切作用形成的，與巖石中礦物的定向排列無關。因此，破劈理沿著最大剪切應力方向發育，其間距一般為幾毫米～幾厘米,大多發育在硬脆巖石間的軟弱巖石中或硬脆的薄層巖石中。破劈理與剪節理的區別在于其密集性,其間沒有明顯的界限.破劈理的基本特征是劈理面平直光滑，近于平行,延伸穩定，密集成帶.

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破劈理

3、滑劈理:滑劈理也是巖石中平行密集的細微剪裂面，與破劈理的區別在于沿劈理面有微小的位移，滑劈理大多發育在具有鱗片變晶結構的板巖、千枚巖及片中。s1-流劈理s2—滑劈理

板巖中的滑劈理

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滑劈理

(三)劈理的野外研究

在巖石強烈變形和變質巖區工作時，應注意對劈理的觀察，大量測量其產狀并均勻地標注在地質圖或構造圖上，還要采集定向標本，供室內顯微觀測或研究用，要區分劈理和層理、測定劈理的間隔等。在野外，劈理的識別可從以下幾個方面進行：1、切穿不同成分、顏色、粒度巖層的面，可能是劈理面。2、劈理在不同巖性的巖層中分布的頻度與層面交角可能不同,甚至出現轉折或彎曲。3、切穿巖層的夾層、透鏡體、排列方向密集的破裂面，可能是劈理面。4、單個的劈理面一般延伸不遠。

三、斷層

(一)概念

巖層或巖體在構造運動影響下發生破裂，若破裂面兩側巖體沿破裂面發生了明顯的相對位移，這種構造就稱為斷層.斷層的種類繁多,形態各異，規模大小相差十分懸殊，規模大的斷層延伸長度可達幾百～一千多公里，而小的斷

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層可在巖石標本上見到。斷層的切割深度也不相同，有的可切穿地殼至上地幔。斷層破壞了巖石的連續完整性，對巖體的穩定性、滲透性、地震活動和區域穩定性都有重大影響,從而影響工程的穩定性，與工程建設有著密切的聯系.

（二）斷層要素

1、斷層面：構成斷層的破裂面,也就是斷層兩側巖體沿之產生顯著滑動位移的面，叫做斷層面，產狀可用走向、傾向和傾角確定。斷層一般不是單個的面,而是由一系列的破裂面或次級斷層所組成的帶，即斷層帶或斷裂帶。

2、斷層線：是指斷層面與地面的交線，即斷層面在地表的出露線,斷層線延伸方向即是斷層走向，延伸的消失點，稱為斷層的端點。

3、斷盤:斷層面兩側發生相對位移的巖體，稱為斷(層）盤.當斷層面傾斜時,位于斷層面上方的稱為上盤、下方的稱為下盤；當斷層面近于直立時，則以方位相稱，如東盤、西盤等；也可根據兩盤相對移動的關系,把相對上升的稱為上升盤，把相對下降的

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稱為下降盤。

4、斷距:斷層兩盤巖體沿斷層面發生相對滑動的距離，稱為斷距.斷距的大小常常是衡量斷層規模的重要標志，斷距又分為總斷距、水平斷距及垂直斷距.

(三）斷層分類

1、按斷層面產狀與巖層產狀的關系分類走向斷層：斷層走向與巖層走向一致的斷層；傾向斷層：斷層走向與巖層傾向一致的斷層；斜向斷層：斷層走向與巖層走向斜交的斷層。

2、按斷層面走向與褶皺軸向或區域線之間的關系分類縱斷層：斷層走向與褶皺軸向或區域構造線方向平行的斷層；橫斷層：斷層走向與褶皺軸向或區域構造線方向垂直的斷層；斜斷層：斷層走向與褶皺軸向或區域構造線方向斜交的斷層。

3、按斷層力學性質分類壓性斷層：由壓應力作用形成,其走向垂直于主壓應力方向，多呈逆斷層形式，斷面為舒緩波狀，斷裂帶寬大、常有斷層角礫巖。張性斷層:在張應力作用下形成，其走向垂直于張應力方向，常為正斷層，斷層面粗糙，多呈鋸齒狀。扭性斷層：在剪應力作用下形成，與主壓應力方向交角小于45。，常成對出現。斷層面平直光滑，常有擦痕出現.

4、按斷層兩盤相對運動的關系進行分類(1）正斷層:上盤相對下降，下盤相對上升的斷層，稱為正斷層.正斷層的產狀一般較陡，傾角在45＆ordm；～90º，斷層線比較平直，一般是由

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于重力作用或水平張力作用形成的，并在垂直于正斷層

張應力方向上發育.

(2）逆斷層:下盤相對下降,上盤相對上升的斷層，稱為逆斷層.逆斷層產狀一般比較平緩，傾角很少超過70＆ordm;,斷層線常呈舒緩的波狀曲線，斷層面傾角大小又可分為：

沖斷層： 傾角 〉45º；

逆掩斷層： 25＆ordm；～45°；

輾掩斷層: 〈25＆ordm;.

推覆構造:巨大的外來巖席,沿著一個近于水平的滑動面（傾角小，10＆ordm；～15＆ordm；），長距離的滑移(位移〉15km）,常看一較老的巖層覆于較新的巖層之上。逆斷層一般是受水平的擠壓應力作用,沿剪切破裂面形成的，常與褶皺相互逆斷層(手標本）

伴生，逆斷層的規模一般較大，多為區域性的巨型構造。

（3)平移斷層：兩盤巖體沿斷層面走向作水平相對運動的斷層,稱平移斷層。平移斷層，斷層面近于直立，斷層線平直，延伸很遠，斷層破碎帶較窄,在斷層面上常有近于水平的擦痕。平移斷層一般是在水平剪切應力的作用下形成的.

平移斷層示意圖

逆斷層示意圖

（4）樞紐斷層 正、逆、平移斷層的兩盤相對運動都是直移運動。事實上，有許多斷層常常有一定程度的旋轉。

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斷盤的旋轉有兩種情況:一種是旋轉軸位于斷層的一端，表現為橫過斷層走向的各個剖面上的位移量不等，一種是旋轉軸不位于斷層的端點，表現為旋轉軸兩側的相對位移的方向不同，如一側為上盤上升，而另一側為上盤下降. 兩種旋轉均使兩盤中巖層原來一致的產狀不再平行一致。旋轉量比較大的斷層,可稱為樞紐斷層。三、斷層

（四）斷層的組合形態

1、正斷層的組合形式

(1)階梯狀斷層：幾條產狀大致相同的正斷層，相互平行排列,各斷層的階梯狀斷層

一盤呈階梯狀向著同一方向依次下降的組合形態，稱為階梯狀斷層。

(2）地壘：兩條以上平行的正斷層，斷層面相對傾斜，其中間巖塊為共同的上升盤，兩側斷層的上盤呈階梯狀地壘

依次下降，這種組合形態，稱為地壘。

(3）地塹：兩條以上平行的斷層，斷層面相向傾斜，對稱排列,其間為共同的下降盤，兩側斷層的斷盤依次上升，這種組合形態的斷層稱為地塹。地塹

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另外還的環狀和放射狀斷層：

放射狀斷層

2、逆斷層的組合形式

(1)疊瓦狀斷層：一系列產狀大致相同的斷層，相互平行排列，各斷層的上盤依次上沖逆掩，在剖面上呈屋頂蓋瓦式環狀斷層

可鱗片狀疊置,這種組合形式，稱為疊瓦狀斷層。

(2)對沖式斷層:是由兩條相反傾斜,相對逆沖的斷層組成的組合形態。

疊瓦狀斷層示意圖

（3）背沖式斷層：由兩對沖式斷層示意圖

條或兩組相反傾斜的逆沖斷層組成,表現為自背沖式斷層示意圖

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一個中心分別向兩個相反方向逆沖，一般是自背斜核部向外逆沖,總體上常常呈扇狀。

三、斷層

（五）斷層的識別

1、地貌上的標志

（1)斷層崖和斷層三角面：在斷層兩盤的相對運動中,上升盤常常形成陡崖。稱為斷層崖。如峨眉山金頂舍身崖、昆明滇池西山龍門陡崖。當斷層崖受到與崖面垂直方向的地表流水侵蝕切割，形成沿斷層面分布的三角形陡壁，稱為斷層三角面。如河南偃師的五佛山。

（2)斷層湖、斷層泉:沿斷層帶常形成一些串珠狀分布的斷陷盆地、洼地、湖泊、泉水等，可指示斷層延伸方向。如我國云南東部順南北向的小江斷裂帶分布了一串湖泊，自北向南有楊林海、陽宗海、滇池、撫仙湖、杞麓湖以及昆明盆地、宜良盆地、嵩明盆地、玉溪盆地等。

（3)錯斷的山脊、急轉的河流：正常延伸的山脊突然被錯斷,往往是斷層兩盤平移運動的結果;橫切山脊走向的平原或盆地與山嶺的接觸帶,往往是斷層通過的地方，如太行山前斷裂帶，使太行山在華北平原西緣拔地而起，成為華北平原的西部屏障；正常流經的河流突然產生急轉彎,或一些順直深切的河谷,都能指示斷層延伸的方向，如鮮水河的支流在斷層通過的地方突然發生轉向。

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斷層三角面

斷層崖

錯斷山脊

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2、構造上的標志

(1)斷層破碎帶與構造巖:規模較大的斷層，常形成斷層破碎帶，其寬度大小不等,在斷層破碎帶內常常有斷層（構造)角礫巖，糜棱巖、碎裂巖、斷層泥、構造片狀巖等構造巖。

(2）伴生節理：在斷層剪切滑動作用下，發生在斷層面兩側巖層中的節理，稱為伴生節理.

（3）牽引褶皺：斷層兩盤錯動時，緊鄰斷層面兩側的地層，因受磨擦力的牽引，發生塑性拖拉而形成的彎曲現象，稱為牽引褶皺，

（4)擦痕和階步：斷層兩盤相互錯動時,由摩擦作用導致在滑動面上產生斷層破碎帶

平行密集的微小刻槽，稱為擦痕；斷層面上與擦痕直交的細小陡坎，叫階步；在斷層面上還有磨光的平面，叫磨擦鏡面。

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構造巖

伴生節理

牽引褶皺

擦痕與階步

3、地層上的標志(1）巖層中斷及褶皺核部寬窄變化：巖層沿走向突然中斷,造成一種巖層在走向上與另一種或多種不同巖性的巖層接觸，或造成褶皺核部地層出露界線發生寬窄變體，說明有橫斷層或斜斷層存在。

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斷層引起的褶皺核部寬窄變化

（2)地層的重復和缺失：當發生與巖層走向平行的斷層時,常造成斷層兩盤部分地層的重復和缺失。

斷層引起的地層的重復和缺失

（六）斷層的工程地質評價

1、斷層的力學性質:受張力作用形成的斷層，其工程地質條件比受壓力作用形成的斷層差.但壓力作用形成的斷層可能破碎帶的寬度大，應引起注意；

2、斷層位置與線路工程的關系，一般說來線路垂直通過斷層比順著斷層方向通過受的危害小;

3、斷層面的產狀與線路工程的關系：斷層面傾向線路且傾角大于10o的，工

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程地質條件差;

4、斷層的發生發展階段：正在活動的斷層(如新構造運動劇烈、地震頻繁地區的斷層)，對工程建筑物的影響大，有些相對穩定的斷層,影響較小,但要考慮到復活的可能，

5、充水情況：飽水的斷層帶穩定性差;

6、人為影響:有些大的水庫，可使附近斷層復活，不可忽視。