节理的分类及成因以及节理的野外观测
地质常识-节理
地质常识-节理地质常识-节理一、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)。
(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、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：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。
第五章_节理__§1节理的分类
第一节 节理的分类
张节理的侧列、张口充填、共轭雁列
第一节 节理的分类
张节理是在平 行于节理面的压应 力或垂直于节理面 的张应力作用下形 成的, 因此, 张节理 面的垂直方向，代 表s3方向, 张节理 面与应变椭球体的 最大应变轴A轴垂直。
第一节 节理的分类
节理力学性质的转化:
早期形成的剪节理, 在后 期构造变形中会被改造或 叠加。
基隆八斗子砂岩层面
第一节 节理的分类
节理与有关构造的几何关系分类
分类的依据 按节理形成的力学性质分类
一、节理与有关构造的几何关系分类:
1. 根据节理产状与岩层产状的关系划分 ⑴走向节理：节理走向与岩层走向大致平行 ⑵倾向节理：节理走向与岩层走向大致垂直 ⑶斜向节理：节理走向与岩层走向斜交 ⑷顺层节理：节理面与岩层的层面大致平行
例如: 早期在南北向挤压 下形成一对共轭剪节理, 后 期在南北向顺时针剪切力 的作用下, 北东向一组剪节 理被改造为北东向的张节 理; 若后期发生的是南北向 逆时针剪切力, 则早期的北 西向一组剪节理被改造成 北西向的张节理。
第一节 节理的分类
节理性质的转变
方家泉追踪张节理
方家泉节理
第一节 节理的分类
多发育于砂岩等碎屑岩中，其大小与 岩石的粒度有关。粒度越细、越均匀， 发育越完善。
第一节 节理的分类
羽饰构造
第一节 节理的分类
羽饰构造包括几个组成部分: 羽轴、 羽脉、边缘带、边缘节理、陡坎。
第一节 节理的分类
羽饰构造有多种型式, 最常见的是人字型, 也有呈放射状和环状的。 羽饰构造一般发育于浅层次的脆性状 态岩石中, 是快速破裂中形成的, 羽脉的发散 方向指示节理的扩展方向, 羽脉收敛会聚方 向和人字型尖端指向断裂源点,边缘带的边缘 节理及陡坎与微剪羽裂类似, 显示出剪切力 偶方向。
构造地质学——节理之二
⑶ 互切：同期。
⑷ 追踪、利 用和改造： 被追踪、利 用和改造者 早。
3. 借助相关地质体判别节理形成顺序
三、节理的配套
1. 配套的概念：把不同时期的节理归 并成节理组或节理系。
利用它们与主应力方位的关系来确定和 恢复局部或区域的古构造应力场。
2. 利用节理的共轭组合关系进行配套：
二、节理的分期
1. 分期概念：区分不同时期形成的节理的先 后关系。 目的：了解节理发育的一般规律，恢复节 理发育时期的古构造应力场。 依据：节理的相互交切关系，以及与相关 地质体的交切关系。
பைடு நூலகம்
2. 依据节理组交切 关系进行分期： ⑴ 错开关系：被 错者先. 注意：有对应 的错开点。
⑵ 限制：被限者晚。
第五章 节理(Joint)
第五章 节理
主要内容：
1.节理的分类 2.节理的分期与配套 3.不同地质背景上发育的节理 4.节理的野外观测 5. 节理测量资料的整理
一、节理组和节理系的概念
1. 节理组：在一次构造作用的统一应力场中 形成，产状基本一致，且力学性质相同的一 群节理，称之节理组。
2. 节理系：在一次构造作用的统 一应力场中形成的两个或两个以 上的节理组，称之节理系。如： X型共轭节理系、放射状或同心 状节理系。
复习：
1、剪节理和张节理的特征
2、节理的分期：错开、限制、互切； 借助其它地质体
3 1
4 2
1
32 1
3
1
2
1 2
3
a）利用节理的相互切错关系确定其共轭关 系。
b）利用剪切滑动关系
3. 根据总体地质特征进行配套
原理：发育特征显著不同的节理属于不同的套。 例如教材中：衡阳盆地中的两群节理(自学)。
有关断层构造方面的一些常识
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)。
(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、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：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。
第五章 节理(Joint)
2. 节理系：在一次构造 作用的统一应力场中形 成的两个或两个以上的 节理组，称之节理系。 如：X型共轭节理系、放 射状或同心状节理系。
二、节理的分期
1. 分期概念：区分不同时期形成的节理的先
后关系。
–目的：了解节理发育的一般规律，恢复节
理发育时期的古构造应力场。
–依据：节理的相互交切关系，以及与相关 地质体的交切关系。
3、主要类型：
1)原生节理：成岩过程中形成，如：泥裂、玄武岩 中的柱状节理、侵入岩中的原生节理。 2)次生节理：成岩后产生 a. 构造节理：与构造变形有关，分布广，影响 大，是本章讨论的重点。
b. 非构造节理：如人工节理、温差节理、卸载
节理、分布窄，影响小。
原生节理—北爱尔兰熔岩柱状节理
构造节理
4、张节理：张应力产生的破裂面，垂直
σ3方向。
5、张节理的主要特征： ① 产状不稳定，延伸不远，单条节理短而 曲折பைடு நூலகம் ② 节理面粗糙不平，无擦痕； ③ 多开口，常被矿脉充填，脉宽变化大， 脉壁不平直； ④ 一般绕过砾岩；
张节理绕过砾石和切过砾石示意图
⑤ 有时呈不规则的树枝状，各种网络状，有时具有
2. 依据节理组交切关系进行分期： ⑴ 错开关系：被错者先。 •注意：有对应 的错开点。
⑵ 限制：被限者晚。 •注意：无对应的错 开点。 ⑶ 互切：同期。
⑷ 追踪、利用
和改造：
被追踪、利用和
改造者早。
3. 借助相关地质体判别节理形成顺序
三、节理的配套
1. 配套的概念：把不同时期的节理归并成 节理组或节理系。 – 利用它们与主应力方位的关系来确定 和恢复局部或区域的古构造应力场。
据J.Ramsay研究，瑞士温德格来仑 鲕状灰岩中宽7.5mm的脉，经历了 500次以上的开合作用。
第五章 节理
剪应力产生
张应力产生
3）节理性质的转化
4）特殊节理组合类型：雁列节理和雁列脉
雁列节理 是一组呈 雁列式斜 列的节理， 这类节理 常被充填 形成了雁 列脉。
（1）雁列节理——几何要素：
雁列带：雁列脉呈带状展布 的范围； 雁列面：穿过各单脉中心而 平分雁列带的中心面；雁列面的 产状即代表雁列带的产状。
（1）利用两组节 理的相互切错确定 其共轭关系；
(2)利用剪切滑动 关系：剪节理面上 的擦痕、节理的羽 列和派生张节理来 确定其共轭关系
※两组雁列脉有一 条共同的张节理， 能确切反映两雁列 节理是共轭的。
*节理的分期与配套需注意：
1.节理的配套和分期应该在野外同时进行, 但必需 遵循先配套, 然后再分期的原则。 2.节理的配套和分期不仅要依据节理相互之间的关 系,及其本身的特征, 而且应结合研究区的区域地 质背景和构造背景,结合研究区构造变形的期次及 其相应的构造应力场特征, 还要考虑节理所在的地 质构造和地质体的构造特征。 3.在野外测量、统计、分析而得出的节理配套和分 期的结果, 应带到野外去进行检验, 若有不符之处, 需及时修正, 再次分析。
第五章 节
节理的分类 节理的分期与配套
理
不同地质背景上发育的节理
节理的野外观测
*与褶皱有关的节理：
1）纵弯褶皱：——褶皱初期节理
s3 s1 s2
1）纵弯褶皱：——褶皱期节理 （1）张节理：纵张节理与横张节理 转折端外侧：局部应 力之σ3⊥枢纽。 转折端内侧：局部应 力之σ1⊥枢纽（与 褶皱初期情况一致）
(3) 互切: 如果两组节理互相交切或切错, 说明 两组节理是同时形成的, 有时成共轭关系。
(4) 追踪、利用和改造:后期节理有时利用早期节 理, 顺早期节理追踪或对早期节理加以改造, 由 此, 一些晚期节理比早期节理更明显、更完整。
第五章 节理 §1节理的分类
第一节 节理的分类
左列( 左列(阶)雁行式张节理－合肥紫蓬山侏罗系红色砂岩 雁行式张节理－ 运动方向右旋（顺时针） 运动方向右旋（顺时针）
第一节 节理的分类
⑷单脉有平直型、“S” 型、“Z” 型 单脉有平直型、 平直型：窄而长，多为剪裂， 平直型：窄而长，多为剪裂，剪裂角 剪裂 左右， 在10 左右，是剪切作用与主剪切面成小 角度相交的微剪羽裂发育而成的， 角度相交的微剪羽裂发育而成的，裂开 后变形较轻。 变形较轻。 张裂， “S”型：中段较宽，多为张裂，剪裂角 型 中段较宽，多为张裂 在450左右，是剪切作用派生的张节理， 左右，是剪切作用派生的张节理， 递进变形。 反映剪切作用的递进变形 反映剪切作用的递进变形。
第一节 节理的分类
节理与有关构造的几何关系 节理与有关构造的几何关系分类 几何关系分类 分类的依据 分类的依据 按节理形成的力学性质 按节理形成的力学性质分类 力学性质分类 一、节理与有关构造的几何关系分类: 节理与有关构造的几何关系分类
1. 根据节理产状与岩层产状的关系划分 ⑴走向节理：节理走向与岩层走向大致平行 走向节理：节理走向与岩层走向大致平行 节理 大致 ⑵倾向节理：节理走向与岩层走向大致垂直 倾向节理：节理走向与岩层走向大致垂直 节理 大致 ⑶斜向节理：节理走向与岩层走向斜交 斜向节理：节理走向与 节理 ⑷顺层节理：节理面与岩层的层面大致平行 顺层节理：节理面与岩层的层面大致平行 节理 与岩层的层面大致
第一节 节理的分类
(4) 成因，先存微破裂面 后遭挤压 成因，先存微破裂面, 后遭挤压, 易溶组分溶解、迁移 易溶组分溶解、迁移, 难溶组分残留 聚集, 转化成无数细小尖峰突起 细小尖峰突起的 聚集 转化成无数细小尖峰突起的缝 合面。 合面。 (5) 缝合线构造的应力状态: 缝合线 缝合线构造的应力状态 应力状态 构造的峰尖方向指示最大主应力σ 构造的峰尖方向指示最大主应力σ1 峰尖方向指示最大主应力 方向。 方向。
构造地质学——节理
节理的分类
2020/12/11
《构造地质学》-宋立军
20
节理组和节理系
节理组：在一次构造作用的统一应力场中形 成，产状基本一致，且力学性质相同的一群 节理。 节理系：在一次构造作用的统一应力场中形 成的两个或两个以上的节理组，称之节理系。 如：X型共轭节理系、放射状或同心状节理 系。
节理的分类
2020/12/11
折尾
2020/12/11
张节理的尾端变化形式
A.树枝状B.杏仁状结环
《构造地质学》-宋立军
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力学性质分类
节理的分类
剪应力产生
剪节理
产状稳定，延伸远
平直光滑，有擦痕和羽裂
在砂、砾岩中，一般切过砂砾和胶结物
张应力产生
张节理
产状不稳定，延伸不远
弯曲粗糙，无擦痕
在砂、砾岩中，常绕过砂、砾
未充填时，是闭合的缝
概述
意义：
理论：构造地质方面 实际：
①石油勘探方面 ②脉状金属矿床 ③水文地质方面 ④工程地质方面
2020/12/11
《构造地质学》-宋立军
5
与相关构造的几何关系分类
按节理与岩层产状关系：
a) 走向节理 b) 倾向节理 c) 斜向节理 d) 顺层节理
节理的分类
2020/12/11
《构造地质学》-宋立军
《构造地质学》-宋立军
21
内容：
1. 节理的分类 2. 节理的分期与配套（难点） 3. 不同地质背景上发育的节理 4. 节理的野外观测 5. 节理测量资料的整理分析
2020/12/11
《构造地质学》-宋立军
22
节理的分期
分期：就是从时间尺度上对一定 地区的所有节理进行分类，划分 出先后序次，确定其长幼关系。
05 节理
s3
s1
节理配套的依据
(4) 进行配套的两 组节理或个节理组 在在露头上可见到 相互切错的关系, 并且这种相互切错 关系遵循于力学分 析原理, 服从于统 一的构造应力场。
节理配套的依据 两组方向节理的相互切错
(5) 进行配套的两 组节理或个节理 组的节理面上有 擦痕, 且擦痕指示 的两组节理的相 对位移方向遵循 力学分析原理, 服 从统一的构造应 力场。
羽饰构造几个组成部分
羽饰构造
羽饰构造
扩张性岩脉与非扩张性岩脉
节理的裂开－愈合作用
节理的裂开－愈合作用
节理脉的充填常常 是一个持续反复增 生的过程, 先形成 一个窄的裂缝, 然 后张开, 张开的空 间被结晶矿物质充 填愈合, 这种反复 裂开－愈合的增生 作用称为裂开－愈 合作用
脉内矿物的结 晶方向与应力作 用方式和方向有 关。
层间剪节理
5.3.2 与断层有关的节理
在断层作用中, 由于断层两盘相对 位移滑动而派生剪切应力作用, 这种派 生的局部应力场会在断层的旁侧产生一 些与断层具有一定几何关系的节理构造
5.3.2 与断层有关的节理
1. 羽状张节理 断层两侧发育的羽状 张节理一般是在断层活动 时所派生的局部应力活动 的产物, 这种节理呈羽状 斜列, 位于断层的旁侧而 不穿切断层。
两盘的相对移动 形成脉状矿体
雁列节理和雁列脉的要素及其特征: 左列和右列雁列脉
右列型式的雁列脉
雁列节理和雁列脉的要素及其特征
(1) 左列和右列 (2) 雁列带: 雁列节理和雁列脉成带状展布的空间范 围叫雁列带。 (3) 雁列面: 穿过雁列带中各个单脉的中心而平分雁 列带的中心面叫雁列面。 (4) 雁列轴: 雁列面在雁列带横截面上的迹线叫做雁 列轴。 (5) 雁列角: 单脉与雁列脉之间的锐夹角为雁列角。
构造地质学 05章-节理
2013-7-8
《构造地质学》-李强
21
雁裂节理的要素： 雁列带: 雁列节理和雁列脉成带状展
布的空间范围
雁列面: 穿过雁列带中各个单脉的中
心而平分雁列带的中心面叫雁列面。
雁列轴: 雁列面在雁列带横截面上的 迹线。 雁列角: 单脉与雁列脉之间的锐夹角 为雁列角。雁列角有两个高峰值, 一 个为45°左右, 属于张裂型节理; 另
2013-7-8
《构造地质学》-李强
8
④剪节理一般切割力较强，发育于砾岩和砂岩中的 剪节理，一般都会穿切砾石和沙粒等粒状物体。 ⑤典型的剪节理往往组成由两组不同走向的剪节理
构成的共轭“X”型节理系，这种节理系发育较
好时，则将岩石切割成菱形或棋盘格状。
2013-7-8
《构造地质学》-李强
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“X”型共轭节理系将岩石切割成棋盘格式岩块
《构造地质学》-李强
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三、特殊节理组合类型
雁列节理和雁列脉的要素及其特征: 左列和右列:
雁列节理或雁列脉在平面上有左列和右列两种型
式。当垂直节理走向观察时，远侧节理向左侧错列或
在左端重叠时，称为左列；反之，远侧节理向右侧错
列或在右端重叠时，称为右列。
2013-7-8
《构造地质学》-李强
20
右列型式的雁列脉
2013-7-8
《构造地质学》-李强
5
根据节理产状与褶皱轴方位之间的关系 纵节理: 节理走向与褶皱轴向平行的节理。 横节理: 节理走向与褶皱轴向直交的节理。 斜节理: 节理走向与褶皱轴向斜交的节理。
2013-7-8
《构造地质学》-李强
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节理的成因分类: 可将节理划分为原生节理和次生节理两类:
节理
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)。
(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、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：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。
节理野外观测内容
节理野外观测内容野外观测是一种重要的科学研究方法，通过对自然环境中的现象和生物进行观察和记录，可以帮助我们了解自然界的规律和变化。
本文将从不同角度探讨野外观测的内容。
一、动植物观察在野外观测中，动植物是我们最常见的观察对象之一。
我们可以观察动物的行为习性、繁殖行为、食物链关系等。
例如，我们可以观察鸟类的迁徙行为、昆虫的群居行为、哺乳动物的交流方式等。
在植物方面，我们可以观察植物的生长发育、开花结果、传粉方式等。
这些观察可以帮助我们了解动植物的适应性、生态关系等。
二、地质地貌观察野外观测中，地质地貌也是我们关注的重点。
我们可以观察地球的地表形态、地层结构、岩石组成等。
例如，我们可以观察山峰的形状、河流的形成、海岸的侵蚀等。
通过这些观察，我们可以了解地质过程的演化和地球的发展历史。
三、气象观测气象观测是野外观测中的重要内容之一。
我们可以观察天气的变化、气温的变化、降水情况等。
例如，我们可以观察云的形状、风的强度、降雨的类型等。
这些观察可以帮助我们了解气候变化、天气系统的运行等。
四、环境污染观测环境污染是当前社会面临的重要问题之一，野外观测可以帮助我们了解环境污染的情况。
我们可以观察空气质量、水质状况、土壤污染等。
例如，我们可以观察大气中的颗粒物浓度、水中的溶解氧含量、土壤中的重金属含量等。
这些观察可以帮助我们评估环境污染的程度和影响。
五、生态系统观测生态系统是野外观测中的重要研究对象之一。
我们可以观察生物群落的组成、物种多样性、生物间的相互作用等。
例如，我们可以观察森林中不同物种的分布、湿地中的生物数量等。
通过这些观察，我们可以了解生态系统的结构和功能。
六、自然资源观测野外观测还可以帮助我们了解自然资源的分布和利用情况。
我们可以观察矿产资源的分布、水资源的利用、森林资源的状况等。
例如，我们可以观察煤矿的开采情况、河流的水量变化、森林的伐採程度等。
这些观察对于合理利用自然资源具有重要意义。
野外观测的内容非常广泛，涵盖了动植物观察、地质地貌观察、气象观测、环境污染观测、生态系统观测和自然资源观测等方面。
05-节理s
◆非构造节理（其他成因节理）：在外动力地质作用下形成的，如各
种风化节理等。 如：风化节理（球状风化）、释重节理、人工诱导 非构造节理的特点是：发育的范围和深度有限，与各级各类构造没
●(7)张节理是在平行于节理面的压应力或垂直于节理
面的张应力作用下形成的, 因此, 张节理面的垂线方
向代表σ 3方向, 张节理与应变椭球体的最大应变轴A
轴直交.
张节理与压应力（最大主应力） 平行；与最小主应力（张应力）垂 直.
◆张节理和剪节理的区分
由于各种因素的干扰或多次变形叠加，节理往往并不具备
小结：剪节理与张节理的特征比较
节 理 类 型 内 容 产 状 节 理 面 与 砾 石 等 关 系 组 合 形 式 节 理 面 组 成 尾 端 形 态 剪 节 理 稳 定 、 延 伸 远 平 直 光 滑 、 有 擦 痕 切 割 砾 石 、 砂 粒 等 “ X” 型 ， 切 割 岩 层 呈 棋 盘 或 菱 形 ， 等 间 距 排 列 羽 状 微 裂 面 组 成 折 尾 、菱 形 环 、分 叉 ，反 映 两 组 剪 节 理 的 结 合 方 式 张 节 理 多 变 化 、 延 伸 短 粗 糙 不 平 、 无 擦 痕 绕 过 砾 石 不 规 则 的 树 枝 状 ， 追 踪 张 ， 雁 列 式 ， 放 射 状 、 同 心 环 状 有 时 有 侧 裂 现 象 树 枝 状 、 多 级 分 枝 、 杏 仁 结 环 等 不 规 则 形 态
5.1
节理的分类
节理的分类主要依据两个方面： 一是按节理与有关构造的几何关系： 一是按节理形成的力学性质. 这两者之间又相互有关.
地质常识-节理
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)。
(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、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。
构造地质学——节理之三
3)横张节理 A、早期横张节理 B、晚期横张节理
4)纵张节理(一般形成于褶皱晚期)
5)穹隆上发育的节理(横弯褶皱)
节理最容易在褶皱的什么部位生成？
延伸长，常以较稳定产状切穿不同岩层或局部构造，在 各类节理中占主导地位。区域构造活动的产物
系统性节理—规律性反映与构造的成生联系 非系统性节理—非构造或构造成因
节理向地壳深部逐渐消失，估计能达到15km。
卸载节理——“释重节理”或“释负荷节理”。
4、节理在分析区域构造中的作用和问题
1. 作用：理论上，节理是构造应力作用的结果， 与区域构造应力场有一定的联系，因此可以从中 获取区域构造应力场的信息。
断层及其派生节理和小褶皱示意图
3.与区域构造有关的节理
在地表广大地区有规律性展布，与局部的褶 皱和断层没有成因联系的节理--区域性节理。主 要见于地台上。 特点：
1)发育范围广，产状稳定； 2)规模大，间距宽，延伸长，切穿不同岩层 3)常构成一定的几何形式。
主节理：规模明显大于该区节理平均规模的节理
第五章 节理(Joint)
第五章 节理
主要内容：
1.节理的分类 2.节理的分期与配套 3.不同地质背景上发育的节理 4.节理的野外观测 5. 节理测量资料的整理
构造节理是区域构造运动的产物,它与 构造运动中形成的褶皱、断层和区域 构造在几何特征、形成作用和发展演 化上都具有密切关系。
1.与褶皱构造有关的配套节理
第五章 节理
主要内容：
1.节理的分类 2.节理的分期与配套 3.不同地质背景上发育的节理 4.节理的野外观测 5. 节理测量资料的整理
中国石油大学北京构造地质学第05章节理
雁列轴: 雁列面在雁列带横截面上的迹
线叫做雁列轴。
雁列角: 单脉与雁列面之间的锐夹角为
雁列角。雁列角的大小对分析节
理的力学性质很有意义，根据实
测资料统计, 雁列角有两个高峰值,
一个为45°左右, 属于张裂型节理;
另一个为10°左右, 属于剪裂型节
理, 是由剪裂作用中与主剪切面成
小角度相交的微剪裂发育而成的。 aa’,bb’-雁列带，MM’-雁列轴，
(一) 节理的分期
1. 分期概念：区分不同时期形成的节理的先 后关系.
1) 目的：了解节理发育的一般规律，恢复古构造 应力场.
2) 依据：节理的相互交切关系，以及与相关地质 体的交切关系.
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第5章 节理
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(一) 节理的分期
2. 依据节理组交切关系 进行分期：
1）错开关系：被错者先.
如：
a）追踪张节理：锯齿状.
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b）单列雁行张节理. c）共轭雁行张节理.
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第5章 节理
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6）张节理的尾端变化和连接形式: 多为不规则形态, 另 有树枝状、多级分叉、杏仁状结环.
7）在共轭剪裂带中形成的张节理多呈雁列状.
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3. 注意事项：节理的配套工作十分繁难复杂， 这项研究只宜在构造变动微弱、构造关系清楚 地区进行，原因：
1）节理是一种小尺度构造，成因多样，不仅构造作 用可以形成，非构造因素也可造成.
2）在漫长的地质时期中多次形成的节理又相互叠加、 改造、穿插、切割，使各次构造作用中形成的节理 的相互关系被破坏和掩蔽.
第5章 节理
19
(二) 节理的力学性质分类
06第四章 节理
第四章节理节理是岩石中的裂隙,是没有明显位移的断裂,也是地壳上部岩石中发育最广的一种构造。
节理的研究在理论上和生产实践上都具有重要意义。
节理常常是矿液、石油、天然气和地下水的运移通道和储蓄空间,一些矿产的分布与节理的性质、产状和分布关系密切。
大量发育的节理常常引起水库的渗漏和岩体的不稳定,给水库大坝等工程带来隐患。
节理的性质,产状和分布规律与褶皱、断层和区域构造有着密切的成因联系，节理研究有助于分析和阐明地质构造的形成和发展。
第一节节理及其分类一、节理的基本概念节理是指组成地壳的岩层或岩体在外力作用下发生的断裂，且断面两侧岩块没有发生明显相对位移的断裂构造。
节理的断裂面称为节理面，节理的产状用节理面的走向、倾向和倾角来表示。
通常情况下在同一野外露头上见到的大量节理，可以是在同一时期内，同一方向、同一性质的构造应力场中形成的；也可以是在不同时期，不同方向、不同性质的构造应力场中形成的；或者，虽属同一构造应力场，但是属于不同发展阶段的产物。
凡是在同一时期内，同一构造应力场中形成的节理，一般都是有规律地成群、成组出现，表现出一定的组合型式，构成节理组和节理系。
节理组是指在同一时期内，同一方向、同一性质的应力作用下产生的，力学性质相同、产状基本一致的一群节理。
节理系是指在一次构造作用的统一应力场中形成的两个或两个以上的节理组所构成的节理群，如X型共轭节理系。
组成同一个节理系的不同节理组，形成时期相同；节理组的产状可以不相同。
节理系也包括在一次构造作用的同一应力场中形成的产状呈规律性变化的一群节理。
如一群放射状节理或同心状节理。
节理经常与褶皱、断层等构造相伴生出现，或者作为它们的派生构造而发育在它们的某些部位。
节理和褶皱、断层往往是在统一的构造应力场中形成的，常成一定的组合规律。
二、节理的分类节理的分类，主要依据有两个:一个是节理与有关构造的几何关系,另一个是节理形成时的力学性质。
前者反映了在形态上的关系，后者反映了其力学成因。
节理的分类及成因以及节理的野外观测
二、观测内容 1、地质背景的观测：包括构造 层、地层及产状、岩性及成层性、 褶皱和断层的特征及测点构造部 位。 2、对节理进行分类和组系划分。 3、对节理进行分期、配套。
4、研究节理的发育程度： 1）岩性和层厚对节理发育的影响： 岩性：在同一应力状态下， 韧性岩层主要发育剪节理，共轭 剪节理夹角大；脆性岩层主要发 育张节理，共轭剪节理夹角小。 厚度：影响节理间距，厚者 大，薄者小。因为层面存在会降 低岩石的强度。
•
（1）应注意选取未被后期改造 的节理进行观察。 • （2）应注意对区域内各点上的 节理特点进行分析对比。 • （3）应注意结合与节理有关的 构造和岩石力学性质来鉴定。
主干节理
张剪性节理
石英纤维晶体
派生节理
具体分析几种类型节理：
1、雁列节理和雁列脉：雁列节理是一组 呈雁行式斜列的节理，这类节理常被充填 形成雁列脉。 （1）雁列脉的基本要素： 雁列带：雁列脉成带状展布的空 间范围。 雁列面：穿过各单脉中心而平分 雁列带的中心面。 雁列轴：雁列面在雁列带横截面 上的迹线。 雁列角：单脉与雁列面的锐夹角。
剪 节 理 1、产状稳定延伸 远 3、切穿砾石和粗 砂粒。
张 节 理 1、产状不甚稳定， 延伸不远 3、绕过砾石和粗 砂粒。
Ⅰ：张节理
Ⅱ：剪节理
剪 节 理 2、节理面平直光 滑，时有擦痕。未 充填岩脉时是闭合 的，充填岩脉宽度 均匀，脉壁平直
张 节 理 2、节理面粗糙， 无擦痕，未充填岩 脉时是开口的，充 填岩脉宽度不均匀， 脉壁不平整
3、剪节理： （1）平面共轭剪节理：共轭剪节 理与褶皱轴向斜交，两组节理的交线 代表σ2，与层面直交，共轭剪切理的 锐角分角线常为局部应力场σ1的方位， 在背斜中σ1与枢纽平行，在向斜中与 枢纽垂直。 这对共 轭节理是局 部应力场引 起的。
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(2)排列及形态： 排列：雁列可分为左 列和右列，与左行右 行相对应。 右列 形态：平直型-窄而长， 多属剪裂； S型和反S 右行 型-中段较宽，多属张 裂，反映了剪切作用 中的递进变形。
左列 左列
张裂型： 雁裂角 为450左 右
剪裂型： 雁裂角 100左右
三、缝合线构造：是一种与节理相近 似的小型构造。 顺层理发育的缝合线：常见，是不 纯灰岩压溶作用的结果。 不顺层（斜交或直交）发育的缝合 线： 形成可分为两个阶段，一是，先在构 造作用下形成裂缝；二是，在压溶作 用下发育成缝合线。σ1⊥缝合线。
2、分析不整合上、下节理发 育情况，也有助于判别节理形成顺 晚 序。
早
二、节理的配套
(一) 根据共轭节 理的组合关系配套 1、共轭节理的特 有的剪切滑动关系： 一组左行滑动，另 一组右行滑动。剪 切滑动方向可以借 助羽列、擦痕、派 生节理等判定。
2、利用剪节理 的尾端变化：折尾、 菱形结环一般代表 共轭的两组节理。 3、利用互切关 系：互切说明两组 同时生成，如果两 组节理又符合共轭 节理的特有剪切滑 动关系，则二者必 然是共轭的。
第五章 节理
节理(joint)：节理是岩石中 的裂缝，是没有明显位移的断裂。
第一节 节理的分类及成因 第二节 节理的分期与配套 第三节 不同地质背景上发育的 节理 第四节 节理的野外观测 第五节 节理测量资料的整理
第一节 节理的分类及成因
一、节理与有关构造的几何关系分类 (一)根据节理产状与岩层产状的关系分类 根据节理产状与所在岩层产状的关系 将节理分为： 1、走向节理：节理走向大致平行于岩层 走向。 2、倾向节理：节理走向与岩层走向直交。 3、斜向节理：节理走向与岩层走向斜交。 4、顺层节理：节理面与岩层层面平行。
•
（1）应注意选取未被后期改造 的节理进行观察。 • （2）应注意对区域内各点上的 节理特点进行分析对比。 • （3）应注意结合与节理有关的 构造和岩石力学性质来鉴定。
主干节理
张剪性节理
石英纤维晶体
派生节理
具体分析几种类型节理：
1、雁列节理和雁列脉：雁列节理是一组 呈雁行式斜列的节理，这类节理常被充填 形成雁列脉。 （1）雁列脉的基本要素： 雁列带：雁列脉成带状展布的空 间范围。 雁列面：穿过各单脉中心而平分 雁列带的中心面。 雁列轴：雁列面在雁列带横截面 上的迹线。 雁列角：单脉与雁列面的锐夹角。
• 问题：由于节理形成时期，相 对运动方向不易确定，成因多 样，且因多期多阶段节理叠加 改造，情况非常复杂。所以， 利用节理分析构造应力场时应 当慎重。
第四节节理的野外观测 目前研究节理基础是大量测 定、观察和统计。在统计基础上， 结合地质构造等有关资料进行分 析。主节理在航空相片，甚至在 卫片上常有清晰显示，也应充分 利用。
1、产状不甚稳定，延伸不远 2、节理面粗糙，无擦痕，未 充填岩脉时是开口的，充填岩 脉宽度不均匀，脉壁不平整 3、绕过砾石和粗砂粒。
4、不规则，有时组成放射状、 同心状节理系，雁列张节理。
5、呈平行侧列状。 6、发育杏仁状结环、树枝状 分叉等尾端构造。
复合成因的节理
1、 上述特征是在一次变形中形 成的特征。如经历多次变形或一次 递进变形，会使早期变形特征被改 造或被破坏。出现兼具两类力学性 质的特征或过渡特征，表现为张剪 性 因此在鉴别节理力学性质时应注意 以下三点：
借助其他地质体判别节理形成 顺序
1、岩墙、岩脉和其他侵入体常可用来 间接判定节理形成顺序。沿不同期次节 理贯入的岩墙、岩脉、岩体，其岩性、 结构及构造上常各具特色，它们间的交 切关系可显示节理形成的先后顺序。 如充填岩脉的节理被未充填节理截 断，被充填的节理形成较早。 又如一组节理被侵入体所截，而另 一组切过该侵入体，说明前者先形成。
2、裂开-愈合作用：自然界常见被 硅酸盐或碳酸盐等充填的岩脉，这 种节理脉的充填是一个持续反复增 长的过程。 形成：先裂成缝→结晶矿物充 填愈合→裂缝扩大，再充填再愈合。 充填物来源于脉壁岩石
六、构造节理和非改造节理
自然界中见到的节理绝大多 数是构造节理，它是本书的主要 讨论对象。
三、节理组和节理系
区域性节理相对一个地区的 其它节理来讲是主节理。 区域性节理分类： 根据节理的排列组合规律， 区域性节理可分为系统性节理和 非系统性节理。
系统性节理：是构造成因的 具有规律性的区域性节理。在 节理产状、方位、组合等方面 具有规律性。 非系统性节理：它可以是构 造成因的，也可以是非构造成 因的，还可以是经后期改造了 的系统性节理。规模小、展布 局限。
节理组(set of joint)：是指在 一次构造作用的统一应力场中形成 的产状和力学性质相同的一群节理， 称为节理组。 节理系(system of joint)：在 一次构造作用的统一应力场中形成 的两个或两个以上的节理组，构成 节理系。如Ⅹ型共轭节理系、同心 状、放射状节理系等。
第二节 节理的分期和配套
节理是岩石脆性变形的产物， 它发育在地壳的浅层(估计深度 不会超过10Km)。 节理可以分为构造节理和非 构造节理，除在地表发育少量 非构造节理外，一般都是构造 节理。
四、节理在分析区域构造中的作 用和问题
作用：节理与一定构造和构 造应力场具有特定的关系。因此 常用以研究其所在的大型构造和 构造应力场。
剪 节 理 1、产状稳定延伸 远 3、切穿砾石和粗 砂粒。
张 节 理 1、产状不甚稳定， 延伸不远 3、绕过砾石和粗 砂粒。
Ⅰ：张节理
Ⅱ：剪节理
剪 节 理 2、节理面平直光 滑，时有擦痕。未 充填岩脉时是闭合 的，充填岩脉宽度 均匀，脉壁平直
张 节 理 2、节理面粗糙， 无擦痕，未充填岩 脉时是开口的，充 填岩脉宽度不均匀， 脉壁不平整
三、与区域构造有关的节理 地壳表层广大地区存在着有 规律性展布的区域性节理，这种 节理与局部构造没有成因上的联 系，因为它是区域性构造作用的 结果。
区域性节理的特点： 1、发育范围广，产状稳定。 2、规模大、间距宽、延伸长、 可切穿不同岩层，不受局部构 造控制。 3、常构成一定的几何形式。
主节理：是指规模明显大于 该区节理平均规模的节理。主节 理延伸长，产状稳定、切穿不同 岩层乃至局部构造。在一定地区 的各种节理中占主导地位。与一 般节理不是同期形成的，而是更 大区域构造活动的产物。
4、利用追踪的张节理配套：两 组雁列张节理可配套；两组雁列脉 有一条共同的张节理能确切说明两 者是共轭关系。
（二）根据节理发育地区总的地质特征 进行节理配套
一地区发育的几组节理，往往各具特色。抓 住其特色就可以将其分开。如：一群间距大、
穿层性强、延伸远、展布范围广及有一定 方位的节理与另一群间距小、受岩层控制、 延伸不远、展布范围局限、方位随岩层产 状及局部构造变化的节理可分开。
一、观察点的选定
根据研究任务（区域或局部构 造）布点，作到疏密适度。 选观察点时要考虑： 1、观测点应露头良好(面积 >10m2，便于在三度空间观测， 大量测量)
2、构造特征清楚、岩层产状稳定 3、节理组、系关系清晰。 4、观测点的位置应选在构造上的 重要部位，并在不同构造层、不 同岩系和不同岩性层中都应布点。
张节理
剪节理与锯齿状追踪张节理
剪节理与张节理特征对比表
剪 节
理
张 节
理
1、产状稳定延伸远 2、节理面平直光滑，时有擦 痕。未充填岩脉时是闭合的， 充填岩脉宽度均匀，脉壁平直 3、切穿砾石和粗砂粒。 4、组成共轭X型节理系。 5、主剪裂面由羽状微裂面组 成。 6、具有折尾、菱形结环和分 叉特有的尾端构造，反映两组 共轭剪节理的结合方式。
研究节理的目的：主要是为了探 讨研究区的构造变形史和古构造应 力场。 但一地区的节理，一般是长期多 次构造活动的产物，所以就要进行 节理的分期与配套。
分期:是将一个地区的不同时期 形成的节理加以区分，把同期节理 组合在一起。 配套:是将同一构造期的统一应 力场形成的各组节理组合成一定系 列。主要是将共轭的两组节理组合 在一起，以便研究应力场。
σ1
σ1
缝合线及两组共轭剪节理
四、羽饰构造：在节理面上有时见到 自一根中轴向两侧呈辐射状散布的纹 饰，形似羽毛，称为羽饰或羽痕。
发育的岩石：为岩性比较均一的细粒 岩石，如：细砂岩、粉砂岩、凝灰岩等。
边缘节理
羽饰组成：羽轴、羽脉、边缘带（陡 坎及边缘节理）。 羽脉：自羽轴向两侧呈弧形发散，总 体构成环状或半环状。
顺层节理 走向节理
倾 向 节 理
（二）根据节理与褶皱轴方位之间的关系， 将节理分为： （1）纵节理（a)：节理走向平行于褶皱轴。 （2）横节理(c)：节理走向垂直于褶皱轴。 （3）斜节理(b)：节理走向与褶皱轴斜交。
二、节理力学性质分类
按力学性质可将节理划分为剪节 理及张节理两类。 剪节理(shear joint) ：是由剪应 力作用引起的节理。 张节理(tension joint) ：是垂直 于相对伸长方向的平面形成的节理。 剪节理与张节理的主要特征如下：
3、剪节理： （1）平面共轭剪节理：共轭剪节 理与褶皱轴向斜交，两组节理的交线 代表σ2，与层面直交，共轭剪切理的 锐角分角线常为局部应力场σ1的方位， 在背斜中σ1与枢纽平行，在向斜中与 枢纽垂直。 这对共 轭节理是局 部应力场引 起的。
（2）褶皱两翼层间滑动引起的剪节 理。
σ3
σ1
二、与断层有关的节理(下章中讲)
边缘节理
边缘带：由陡坎和边缘节理组成， 实际上是一组斜列小节理与主节理 面交切的结果。
边缘节理
• 产生：一般认为羽饰构造是在节理 逐渐生长过程中发育的，羽脉的收 敛中心可能是节理生长的起点，逐 渐向外扩张。力学性质可能为张剪 性。
五、节理脉的扩张和充填作用
1、扩张脉和非扩张脉：自然界常 见岩脉的充填，常见的充填物是石 英和方解石。 溶液侵入节理空间并使节理两 壁张开而形成的岩脉称扩张性岩脉 由溶液与围岩交代而占有空间 形成的岩脉称非扩张性岩脉。