§3. 断裂构造
一、概念：
1、定义：岩体手构造应力作用超过其强度是而发生裂隙后错
断，破坏了岩体的完整性而形成断裂构造。
节理：沿破裂面没有明显位移。
2、分类：
断层：沿破裂面错动较大。
断裂构造在地壳中分布很广，极大影响了水工建筑的稳定性，且破裂面中的裂隙是水流的良好通道，易导致渗
漏。但断裂构造类型不同，则对工程影响也有差异。
二、断裂构造的力学性质特征
1、构造应力：压应力、张应力、扭（剪）应力。
应力：在地壳中一定范围内存在的地球内动力。
压性结构面
b. 按力学性质张性结构面
剪性结构面扭性结构面
4、结构面与应力场的关系
a.压性结构面：压应力作用产生，结构面的走向与压应
力垂直。结果产生压性断层由剖面上的剪应力形成的断
层。
b.张性结构面：张应力作用的破裂面，结构面走向与张应
力垂直。产物:了：正断层面、张节理面。
c.扭性结构面：又称剪切结构面。结构面走向与压应力方
向45。—Ψ/2角度。产物：部分平移逆断层，剪节理面。
特点：扭性断裂由两组扭性结构面构造。平面上成
呈“X”型，且理论上结构面夹角为90。。但由于受其他
因素影响< 90。。所以β=45。—Ψ/2，Ψ—内摩擦角，塑
性Ψ1 < 脆性Ψ2 。所以45。> β1>β2。
三、断裂构造的形式：压应力、剪应力、张节理。
四、构造节理
1、概念：节理又称裂隙，具有明显方向性、规律性。其形成
与褶皱断层密切相关。
2、分类：据力学性质分类
a.剪节理：剪（扭应力）剪（扭）性结构面+构造线。又称“X”节理。
特征：①节理面平滑，产状稳定，沿走向、倾向延伸较
远，在砾石中常平直切穿坚硬的岩石。
②呈闭和状裂隙本身宽度窄小，仅1~3mm。但在
构造应力作用的影响，也可裂开并充填的粘性
土后岩屑。
③呈“X”型出现，相互交差切割，使岩层呈菱
形或方形。
④呈羽状排列，主剪裂面有多条互相平行的微小
剪裂面组成，羽状节理也有共轭两组。
⑤沿剪切节理面抗剪强度很低，在边坡、坝基岩
体中易形成滑动破坏等。
a.张节理：(1)张应力形成的破裂面
(2)节理走向与岩层:走向走向节理、倾向节理、斜交节理
节理走向与褶皱轴向：纵节理、横节理、斜解理(3)特征：①节理面起伏不平，弯曲粗糙，产状不稳定，延伸较短。在砾岩中绕砾石而过，不切穿砾石。
②张开裂隙张节理两壁间的裂隙较宽，呈开口或楔形，横断面可呈扁豆状、透镜状，其中常充填有呈脉状的方解石、石英、未胶结、胶结的粘性。
③张节理发育较稀，节理间距大。
④张节理有时呈雁列状，主要是受力偶或剪切作用形成的。
⑤沿张节理面的内摩擦角值较剪切理高，但有粘土等物质填充，则抗剪强度受充填物控制。张节理透水性强，常是地下水或坝基、库基的良好渗透通道。当岩体垂直张节理受压的，可产生较大的压缩变形。
c.劈理：是密集的，大致平行的微细的构造节理，可使岩石劈开成薄板状或碎片状。多数与岩层产状不一致。
劈理只是在构造处强烈，铁是强烈积压地段才易出现。
劈理发育的岩石强度低，透水性大，易风化，致使坑道岩成碎片垮落。
3、节理统计
水工节理的调查统计对研究建筑区地质构造发育规律、规模、分布特征，为后期评价地基岩体的完整性提供
了宝贵的一手资料。
（1）节理野外调查
a.首先在过程地质勘察中要查明节理的成因、形态、数量、大小、连通性，
以及充填物的成因和性质。
1.
选择测量统计地点：在节理发育地段，建坝——在两岸坝肩； 三步走 隧洞——隧洞沿线；溢洪道——边坡。 2.选择一定面积做代表进行测量统计。
统计方法：
a.节理密度：垂直于节理走向方向，单位长度内的节理条数（条/m ），反映岩体的完整程度，节理多，是不完整。
b.裂隙率：（K j ）
被统计的岩体面积（A ）上，裂隙面积与被统计面积之比 K j =A
Libi ∑
?100% Li,bi 一条节理的长度，宽度一般
统计的裂隙很大.
4.观察记录及绘制素描图
节理野外观察记录表
b.其次绘节理统计图
为了便于进行岩体稳定,渗漏的分析评价，工程中多用节理玫瑰图、节理极点图、节理等密度图来表示统计地段各
组节理裂隙的产状（倾向、倾角、走向），及发育情况。
节理玫瑰图
①对
②坐半圆：圆周—节理走向，圆半径—节理条数。
③直线连点
④标出最发育节理的倾向、倾角。
⑤标出河流流向
5. 节理的工程性质（与节理产状有关）
①节理破坏了岩体的完整性、稳定程度。
②节理走向与河流流向平行，即与坝轴线垂直。形成连
通坝基上下游的渗漏通道。若分布在坝头两岸（坝肩），
若节理向NW倾，则顺流，右岸边坡不稳易产生滑坡、
剥蚀；反之向南东倾，则对左岸不利。
③节理走向与河流流向垂直，即与坝轴线平行，则节理
倾向下游，则坝基岩体抗滑能力减弱，倾角越小越不
利。
五、断层构造
断层相对规模大、延伸远、且延断裂面有相对位移。
（一）断层的几何要素：走向
断层面：平面、曲面、产状倾向
倾角
断层线：直线、曲线，表延伸方向。
断层带：破碎带+影响带
断盘：断层面两侧相对位移的岩块，上上盘下下盘
断距: 相盘相对错动距离、总断距、水平断距、铅直断距。
（二）断层的基本类型和特征
1.按断层的形态分类
①正断层：a.受水平张应力或垂直应力作用。
b.上盘相对下降，上盘上升。
c. 断距几厘米到几十米，延伸数公里。
d. 断层面倾角均较陡。
野外——数条正断层组合在一起的现象。
阶梯式断层、地垒、地堑（与断层面产状有关）
阶梯式断层：断层的倾向、倾角近于相同。通过岩性判断。
地垒断层面倾向相反
地堑
②逆断层：a.受水平挤压力沿剪切破裂面形成的。
b.上盘下降，上盘上升。
c. 断层带上多夹有角跞、岩砂。
d. 常伴有褶皱。
e. 据断层面的倾角大小分类：
冲断层α＞45。＜
逆掩断层α25。~ 45。
辗掩断层α＜25。
叠瓦式断层
③平移断层：受剪应力形成，断层倾角近于直立。
平移正断层：断层破碎带窄。
平移逆断层：有近于水平的擦痕。
2.按断层力学性质分类
①压性断层：压应力
断层面垂直应力方向
逆断层
断层带：角砾岩、糜棱岩、断层泥、透镜
体反应错动方向的擦痕。
②张性断层：张应力
正断层
断层面垂直应力
断层面呈锯齿状
③扭性断层：扭（剪）应力
扭性断层两组共生“ ”分布
一组发育
平移断层
④压扭性断层
⑤张扭性断层
3. 按断层产状与岩层产状关系分类：走向断层、倾向断层、斜交断层
（三）、断层野外识别
1. 地层的重复或缺失
2. 岩层、岩脉或早期断层中断
①断层横切岩层走向：a.岩层沿走向延伸方向突然中
断。
b.岩脉被错断。
c.早期形成的断层被断层切断。
②断层横切褶皱轴
表现为：断层两侧核部岩层的宽度突然变化，背斜核部相对变宽，一侧为上升盘。向斜核部相对变宽一侧为下降盘。
3. 断层破碎带与构造岩
构造岩可分为以下几种：
断层角砾岩：d > 2mm ,碎块+岩粉胶结
碎裂岩：d < 2mm ,碎粒+岩粉
糜棱岩：d < 0.05mm ,颗粒为主，矿物有重结晶重组合现象。
断层泥：泥状物质，脱水干燥后硬块状，压
缩变形大，强度低，常给工程带来
很大的危害。
4. 断层擦痕、阶步
由于岩体的相互滑动、磨擦，而留下的具有一定方向的密集的微细刻槽痕迹——擦痕，擦痕滑面上的陡坎
——阶步。
①感觉光滑的方向——对盘滑动方向。
②阶步陡的一侧常为——对盘滑动方向。
5.牵引现象
①由于两盘相对错动，两侧岩层受到拖拉而形成的弧形
弯曲现象——牵引现象。
②据弯曲形状判断两盘运动方向；弧形弯曲凸向，指向
本盘运动方向。
6. 伴生节理
断层剪切滑动而诱导的局部应力所产生的节理。
伴生张节理：与断层面斜交，锐角指示本盘错动方向。
伴生剪节理：一组与断层面呈锐角相交，锐角指向对盘
错动方向。一组与断层面近于平行。
7. 构造透镜体
共轭剪节理把岩石切割成菱形碎块，后继续挤压滑动，菱角消除形成。
8. 地貌变化
山区沿断层线突然成平原。
沿山脊在横切的断层处被切成陡崖——断层三角面。
逢沟必断：断层破碎易风化剥蚀，断层横切沟谷形成深潭。
9. 地下水
①断层破碎带是地下水的良好通道，当断层切断地下水
含水层时，地下水沿着断层带呈串珠状排列。
②有些河流沿断层进行冲刷侵蚀，而沿着后期冲刷构造
线急剧转弯改变流向。
以上野外识别标志必须综合分析判别。
（四）断裂构造的工程性质
1. 破坏了岩体完整性，降低了岩石的强度。
2. 坝基易沿断裂结构面产生滑动。
3. 坝肩边坡上的断裂面常形成斜坡失稳现象。
4. 断裂发育地区，岩石破碎形成渗漏通道。当透水性
增强，影响坝基稳定，引起坝下游坡角发生坍塌。
5. 沿断层破碎带易形成风化槽，特别是在断层节理密集交
汇处，更易风化侵蚀形成很深的囊状风化带。
§5. 地质图
一、地质图的基本内容
地质图是反映各种地质现象和地质条件的图件，通过规定的图例符号来表示。
地质图是水工建设中规划施工所直接利用的地勘资料的图表形式，所以必须学会编制、分析、阅读地质图件。（一）地质图的类型
普通地质图，地貌及第四纪地质图、水文地质图、工程地质图、剖面图及柱状图。
（二）地质图规格
要素：图名、比例尺、图例、编制单位、日期。
图例：自上下，自左右，从新地层老地层。
比例尺：反映精度，比例尺大精确反应地质
条件越详细，比例尺大小与工程类型、规模相对应。
二、地质条件在地质图上的表示方法
地质图表示：地形地貌、构造、岩性、产状等。
1. 地层岩性：
地层分界线、年代符号、岩性代号。
主讲：地层分界线与地形等高线间关系。
1）层状岩形
①岩层水平：岩层分界线与地形等高线平行至重合，岩层高度=该岩层
顶-底的标高。平面图上，露出宽度决定于坡度、层厚、坡度缓、厚
度大露头宽。
②岩层倾斜：岩层倾向与地形坡向相反：岩层界线弯曲方向与地形
等高线弯曲方向相同，岩层界线弯度<地形等高线“V”字岩层倾向与地形坡向相同
岩层产状<坡度，岩层界线弯曲方向与地形等高线弯曲方向相
同，岩层界线弯度〉地形等高线，
形法则岩层产状>坡度，岩层界线弯曲方向与地形等高线弯曲方向相
反
③岩层直立：与地形无关，岩层分界线沿岩层走向延伸。
2）第四纪松散沉积层与基岩分界线
在河谷斜坡、盆地边缘、平原与山区交界处，冲沟底部。
3）岩浆岩由于形状不规则，所以分界线不规则。
2. 地质构造
主表示：岩层产状、褶皱、断层、岩层接触关系。
1）岩层产状：走向
68．倾向、倾角
2向斜
3）断层：50．向正断层30．逆断30．平移断层
3. 岩层接触关系
表示不同时代地层在空间上的接触形式反映了古地理环境，
地壳运动的历史。
1）从成因上分:
①整合接触: 岩层产状基本平行
续沉积形成
不缺失任一地质历史时代的岩层。
反映：岩石形式是，地壳稳定。
表示：与岩层分界线重合。
②平行不整合：岩层产状基本平行
缺失某些地质年代的岩层
接触面起伏，有古风化壳，存在砾岩。
反映：两套岩层沉积之间，存在一段时间的沉积间断。
表示：岩层分界线………..起伏。
③角度不整合接触:
上下两套岩层产状不同,呈一定角度接触
上下两套岩层见缺失地层
接触面起伏,有底砾岩.风华壳
反映: 沉积过程中,地壳发生剧烈运动, 先
形成的地层→隆起,褶皱→沉积
表示: 地层间以一定叫角度接触.
2) 岩浆岩与周围岩层的接触关系
①沉积接触: 先形成的岩浆岩→在上又沉积
表现: 无蚀变变质现象,有风化.
表示: 岩浆岩边界线被沉积岩界线截断.
②侵入接触: 先形成的岩石被后期侵入.
表现: 有蚀变现象.
三、地质剖面图、地层柱状图编制
(一) 地质剖面图
注意:
1. 确定剖面线: 方向垂直岩层走向、褶皱轴向、断层线方向.
2. 一般剖面图比例尺=平面图比例尺,但当平面图比例尺过小,也可适当
放长剖面图的垂直比例尺.
3. 将岩层界线、断层线等投影在地形剖面图上.
4. 岩层倾角的表示
①当岩层走向垂直剖面线: 剖面图中,岩层倾斜线与水平线夹角
470=原岩倾角.
②当岩层走向不垂直剖面线:
剖面图中,岩层倾向用视倾角表示
a.当有岩层产状:
tgβ=Sinθtg?
β—视倾角
θ—剖面线与岩层走向线夹角
?—岩层真倾角
b.当无岩层产状: 据等高线与岩层界线交点.
层产状
(二) 综合地层柱状图
四、地质图的阅读分析
(1) 先看图的方位、比例尺
柱状图、颜色、分清地层
(2) 阅读图中岩层时代:
新老关系、岩性特征
(3) 地形地貌: 山谷、山脊、坡缓陡
(4) 岩层产状、接触关系
(5) 地质构造: 断层、褶皱及其类型、性质
(6) 地质发展史推测
天津地区的断裂构造特征 The Feature of Fault Structure in Tianjin 姜夫爵陈敏王正科 （Jiangfujue chenmin wangzhengke） 摘要：通过重磁力资料的处理解释，对天津地区的断裂有了一定的认识，认为主控断裂，具有规模大、控制性强、长期继承性活动的特点。Ⅱ、Ⅲ级断裂多为控制、分割构造单元内部不同类型构造（区带）的分界线，对局部构造单元的形成、发展、演化及沉积建造起着重要的控制作用。多数断裂的活动具有阶段性、长期继承活动的特征，其活动性在不同发展阶段或同一阶段内有所不同。 Abstract: The author considers that the fracture in Tianjin area is the main-controlled fault with the feature of large scale,strong control,long-term inherited activity.Ⅱand Ⅲ grade fault are mainly the boundary of different types structure in the interior of control and partition structural units , which play an important controlling roles in the formation, development, evolution and sedimentary formation of part structure units. Most fault activities with phased, long-term succession characteristics are different in different stages or in the same stage. 关键词：天津断裂构造特征 Key words:Tianjin, Fault Structure,Feature 天津地区的地质构造属渤海湾裂谷盆地，为典型的多旋回盆地，构造演化经历了结晶基底形成及沉积盖层发育的两大旋回。从区域上分析，前人以宝坻—宁河断裂为界，将天津地区的构造分为北区和南区（见插图01）。北区构造隶属于燕山褶皱带蓟宝隆褶带，构造主体呈近东西向展布，主控断裂为近东西向；南区构造主体为北东，次级构造发育。 一、布格重力场特征 由布格重力异常平面图（见插图02）上可以看出，布格重力场值宏观表现为东北、西南高，西北、东南低，布格重力场值在-55～14×10-5m/s2之间变化，重力场最高值位于团泊（西北约3㎞处），布格重力场值约为14×10-5m/s2，布格重力场最小值位于武清县北蔡村(北约3㎞)附近，布格重力场值约为-55×10-5m/s2。 由布格重力异常平面图可以看出，布格重力场值宏观形态表现为“两低、两高”，布格重力异常呈北东向高、低相间排列，它充分揭示了宝坻凸起、冀中坳陷（武清凹陷）、沧县隆起、黄骅坳陷的地质构造特征。依据布格重力场的变化特征
水利工程地址讨论课 一：断裂构造对工程建设的影响 断层与工程建设 进行工程建筑、水利建设等，必须考虑断层构造。例如水库、水坝不能位于断层带上，以免漏水和引起其他不良后果；大型桥梁、隧道、铁道、大型厂房等如果通过或坐落在断层上，必须考虑相应的工程措施。因此凡是重大工程项目都必须据有所在地区的断裂构造等地质资料，以供设计者参考。 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：断层面倾向线路且倾角大于10o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。 举例
晋江—永安断裂带在泉州盆地深部和浅部均有强烈的表现,对泉州市的工程建设造成一定影响。 断裂相关的不良地质对工程建设的影响 在泉州盆地边缘进行工程建设时应进行地质灾害评估,对有直接危害的大、中型滑坡体和危害程度大的崩塌区,应避开为宜;对危害程度较轻的滑坡体和崩塌区,应采取防治措施。 二：褶皱构造和工程建设的关系、 褶皱构造：褶皱是岩层弯曲形成的构造。在地壳岩石中褶皱弯曲的规模差别很大，从显微构造直到巨大的构造盆地和地槽带均属褶皱构造。在松散的沉积物，沉积岩，各类变质岩，甚至某些火成岩中的原生流动构造，都有褶皱发育，这说明褶皱可由多种压力环境下形成，其形态多种多样。褶皱构造的基本类型主要有两种：背斜和向斜。背斜的特征是岩层向上弯曲，中心核部较老，两侧岩层依次变新；向斜则相反，岩层向下弯曲，核部较新，两侧依次变老。如岩层未经剥蚀，则背斜成山，向斜成谷，地表仅见到最新地层。若岩层受剥蚀，则地表可出现不同时代的地层露头。 和工程建设的关系：褶皱构造对工程的影响程度与工程类型及褶皱类型、褶皱部位密切相关，对于某一具体工程来说，所遇到的褶皱构造往往是其中的一部分，因此褶皱构造的工程地质评价应根据具体情况
中小断裂构造特征分析 东荣三矿位于矿区的中部，面积约59平方公里，其中地震勘探面积46 平方公里。地层走向南北，向西倾斜，含煤地层属上侏罗统鸡西群城子河组，其中含煤63层，可采及局部可采煤层14层。全井田由三维地震、钻探、测井、实际揭露等综合手段确定的大小断层500余条，断层破坏了煤层的连续性和完整性，影响采区划分、开拓方式、工作面布置、安全生产，增加煤炭损失量和巷道掘进量，影响煤矿综合效益，严重制约煤矿发展。因此对中小型断层（落差20m以下）的形成机理、解释方法及分布规律进行深入研究和评价，以便指导生产。1 东荣三井田构造的解释与研究本井田位于绥滨～新安镇坳陷带中的东辉——东荣弧形向斜东翼的中段。在新华夏构造体系的改造和东西向挤压应力的作用下形成了正负相间排列的背向斜褶皱，从西向东有福山背斜、福山东向斜、二九一背斜和福山背斜南缘的牵引褶曲等。 1.1 东荣三井田主干断层类型（1）X型断层：主要分布在福山背斜的南北端，由北东、北西向二组断层交叉切割组成。北东向断裂位于东南部边界，与二九一背斜轴向相平行的压性断裂；其次是一系列规模较小、延展不长，有张有压并受旁侧主干断裂所控制的断裂。北西向断裂位于西南部、北部、东北部边界，形成早而活动时间长的区域性压扭性、张扭性断裂；其次是一系列规模较小、延展不长，有张有压并受旁侧主干断裂所控制的断裂。（2）弧形断层：主要分布在福山背斜以东及福山东向斜东翼的浅部，具有压扭性、压性结构面性质，呈向西突出的南北伸展的弧形，特别在福山背斜东翼，形成密集的断裂带，有的属于伴生断裂，有的属于派生断裂，对地层切割非常严重。（3）横张断层：主要分布在福山东向斜的东翼上，形成由北而南的东西向三组断层，其中每组断层又是由2--5条断层组合在一起的断层群，断层带内的构造极为复杂。 1.2断点的识别（1）中小断层在钻孔岩芯中非常明显，既有破碎带的特征、地层倾角的变化及煤层及标志层的层位缺失等现象。（2）中小断层在测井曲线上，主要有以下特征。人工放射性曲线（HGG）常常显示为低密度，高伽玛伽玛异常，因破碎带中，不同岩石的混杂，以及断层界面附近岩石破碎程度的渐变关系，使曲线异常包罗边界反映为渐变。这种破碎性造成异常内显示不稳定的剧变，这与煤层的曲线异常完整性很容易区分。天然放射性曲线（HG）在断层带的曲线特征是低伽玛值，由于岩性的差异曲线表现为杂乱的低异常，顶、底界面不清晰，同厚层砂岩、煤层形成的低异常相比，有很大的差别。视电阻率曲线（DLW）常表现为低异常，因断层带岩性破碎，且含水性好，这也是断裂带的重要标准。东荣矿区综合测井参数呈现的岩石地球物理特征明显，曲线所反映的煤系地层的岩性、岩相特征也很明显。通过曲线对比，可确定断点的存在及断距的大小。（3）地震利用反射界面的连续性，通过有效波组的追踪，确定中小断层，其断点反应清晰可靠。该区有效波T2、T3波组是两组标准波，T2波组相当于14—16号煤层，T3波组相当于30号煤层。波组显示的能量很强，连续性好，当连续波组出现中断时可视为断点。相位错开的时间可换算出断距。通过时间剖面上T2波组的追踪，中小断层有规律的出现，即断层束派生的分支断裂、横张断裂中形成的阶梯式断层群。1.3 中小断层的组合（1）首先通过剖面对比，寻找煤层间距变化异常处、煤层和标志层的缺失段、查找钻孔中岩芯完整性、倾角变化等构造标志作为中小断层存在的依据。（2）将钻探发现的断点，用测井曲线加以验证，查对曲线上是否有断层的标志，以及断点
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：
§3. 断裂构造 一、概念： 1、定义：岩体手构造应力作用超过其强度是而发生裂隙后错 断，破坏了岩体的完整性而形成断裂构造。 节理：沿破裂面没有明显位移。 2、分类： 断层：沿破裂面错动较大。 断裂构造在地壳中分布很广，极大影响了水工建筑的稳定性，且破裂面中的裂隙是水流的良好通道，易导致渗 漏。但断裂构造类型不同，则对工程影响也有差异。 二、断裂构造的力学性质特征 1、构造应力：压应力、张应力、扭（剪）应力。 应力：在地壳中一定范围内存在的地球内动力。 4、结构面与应力场的关系 a.压性结构面：压应力作用产生，结构面的走向与压应 力垂直。结果产生压性断层由剖面上的剪应力形成的断 层。 b.张性结构面：张应力作用的破裂面，结构面走向与张应 力垂直。产物:了：正断层面、张节理面。 c.扭性结构面：又称剪切结构面。结构面走向与压应力方 向45。—Ψ/2角度。产物：部分平移逆断层，剪节理面。 特点：扭性断裂由两组扭性结构面构造。平面上成
呈“X”型，且理论上结构面夹角为90。。但由于受其他 因素影响< 90。。所以β=45。—Ψ/2，Ψ—内摩擦角，塑 性Ψ1 < 脆性Ψ2 。所以45。> β1>β2。 三、断裂构造的形式：压应力、剪应力、张节理。 四、构造节理 1、概念：节理又称裂隙，具有明显方向性、规律性。其形成 与褶皱断层密切相关。 2、分类：据力学性质分类 a.剪节理：剪（扭应力）剪（扭）性结构面+构造线。又称“X”节理。 特征：①节理面平滑，产状稳定，沿走向、倾向延伸较 远，在砾石中常平直切穿坚硬的岩石。 ②呈闭和状裂隙本身宽度窄小，仅1~3mm。但在 构造应力作用的影响，也可裂开并充填的粘性 土后岩屑。 ③呈“X”型出现，相互交差切割，使岩层呈菱 形或方形。 ④呈羽状排列，主剪裂面有多条互相平行的微小 剪裂面组成，羽状节理也有共轭两组。 ⑤沿剪切节理面抗剪强度很低，在边坡、坝基岩 体中易形成滑动破坏等。 a.张节理：(1)张应力形成的破裂面
断裂构造的工程影响意义 摘要：从工程建设的角度出发，断裂可划分为活动断裂和非活动断裂。活动断裂又可进一步分为单一活动断裂和复合活动断裂。本文分别对其进行了讨论，分析其附近的应力分布方位和量值的变化，得出了一些初步的规律，为工程建设提供一个基本的参考。 关键词：活动断裂；非活动断裂；工程影响 1前言 地应力是地质环境和地壳稳定性评价、地质工程设计和施工的重要基础之一，也是影响地质工程的重要环境因素之一[1]。地震活动、活断层的活动和水库诱发地震都是地应力局部集中的结果，而岩体稳定性受控于地应力作用下形成的各种结构面和现今地应力场与岩体的相互作用。已有越来越多的证据表明，在高岩体应力区内，地表和地下工程施工期间所进行的岩体开挖工作往往能引起一系列与应力释放相关联的变形和破坏现象，其后果不但会恶化地基或边坡岩体的地质条件，而且作用的本身有时会对建筑物造成直接的影响[2]。岩体与其他材料的最大区别是岩体中存在各种尺度的不连续面，包括节理、裂隙、断层等。在岩体稳定性分析和构造稳定性评价中，人们往往首先考虑的是这些不连续面，因此，对断裂构造的研究，对于服务工程设计和施工来说是十分有意义的。 2活动断裂的影响 目前普遍认为，活断层实际上就是现今地应力场中应力集中程度较高的断裂带，同时它的持续活动又将导致其附近区域地应力进一步重新分布，所以在活断层或活动板断块的特定部位，往往形成很高的局部构造应力集中区。通常是局部压应力集中区是近代的隆起和推挤构造形成的地带，往往伴有逆断型的强震活动；局部拉应力集中区则是近代的拗陷和拉分型构造的形成地带，有时则伴有正断机制的地震。一条断裂带的现今活动，主要是构造应力作用的结果。由于断裂的活动，反过来又影响断裂周围地区的应力场。特别是断裂附近的最大剪应力，明显的受断裂活动程度和断裂规模的影响。当区域应力加强到能克服断裂面上的摩擦力时，断裂就发生蠕滑、位移，附近的剪应力即发生变化，常表现为低于区域剪应力[3]。 2.1单一活动断裂的影响 1979年，Sbar等人采用钻孔应力解除法在帕姆代尔地区的圣安德列斯断层附近进行了应力测量，发现其应力明显的受右旋走向滑动的圣安德列斯断层控制。李方全等[4]在郯庐断裂带进行了两个剖面的测量。从测量结果看，各测点
地质知识—断裂构造 [图片] 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
2 断裂构造对成矿的控制 断裂构造是地壳中最常见的构造形式之一。①大的断裂构造往往是岩浆和矿液活动的通道，起着既控岩又控矿的作用，②次一级的断裂构造则直接控制了矿床、矿体的产出和分布；③对外生矿产，断裂构造影响到沉积环境及后期的保存、改造条件。图3-2-3是山东胶东地区北东向断裂构造与金矿分布空间关系。 1) 断裂规模、性质与矿化的关系 断裂构造的规模包括断裂沿走向、倾向的延伸距离、下切深度、断距、断裂宽度等。规模大的断裂构造常常是导矿构造，而规模小的断裂构造通常是配矿、容矿的构造。对于延长较大、下切深度达上地幔的深大断裂通常控制了一定区域内的岩浆、沉积建造的发育、矿化类型及矿种组合。 据断裂的力学性质的不同，可分为张性、压性和扭性三大类，三类断裂的成矿特征如表3-2-2所示。 在一个地区往往存在不同时期的断裂构造，而矿化只与其中某一期或几期断裂构造有关。同一条断裂的不同活动期其力学性质可能发生变化，构造的多期活动，可以导致多期矿化的叠加，这些情况在金属矿区极为常见。 成矿前断裂常常具有控岩、控矿的作用。 成矿期断裂是控制矿化富集的主导因素，通常控制了内生矿床的矿体的具体空间产出部位。 成矿后断裂活动常常是使先成矿体破坏错失，并且由于断裂两盘的相对运动，使矿体上升地表遭受剥蚀或深埋地下成为盲矿体。图3-2-4表明甘肃厂坝-李家沟铅锌矿沿北西向地层和构造分布，同时又受北东向断层的限制的明显特征。 3)断裂构造的有利成矿部位 断裂控矿现象极为常见，但成矿毕竟是在断裂中某些局部地段。图3-2-5是翟裕生教授所总结的断裂构造的具体有利成矿部位一般是： ⑴不同方向断裂交叉处，主干断裂与次级断裂交汇处。