断裂构造——节理构造
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1(1)断裂构造断裂构造是岩层受地应力作用后,当力超过岩石本身强度使其连续性和完整性遭受破坏而发生破裂的地质构造。
(2)断层断层地壳受力发生断裂,沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。
(3)节理节理,也称为裂隙,是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。
2辨析异同断裂构造分为节理、劈理、断层等三种基本类型。
劈理:是微细的断裂变动,还没有明显破坏岩石的连续性。
试题链接泰山位于我国东部季风气候区,泰山以拔地通天之势、名胜古迹众多而名扬中外。
据此完成1~2题。
1.影响泰山地貌的主要外力作用表现为()A.风力作用B.冰川侵蚀C.流水作用D.流水堆积2.泰山因拔地通天之势而以“雄”著称,“拔地通天”的成因是()A.岩浆喷发而形成B.断层之间的岩块上升而形成C.板块水平挤压而形成D.岩块崩塌而形成【答案】C B“红海剖面示意图”,回答3-4题。
2.有关图中①类岩石的说法,正确的是()A.此类岩石可能带有气孔B.由岩浆通过固结成岩作用形成的C.因水平挤压,断裂变质而成D.可重新返回岩石圈中的软流层3.图示区域的地壳()A.以水平张裂作用为主B.以水平挤压作用为主C.以垂直上升运动为主D.以垂直下降运动为主【答案】A AⅠ是浙江省宁波市花番岛海岸的“石瀑”奇观,它是火山熔岩冷凝后,形成的柱状节理群。
图Ⅱ是岩石圈物质循环示意图。
读图,回答下面两题。
4.形成“石瀑”的岩石属于图Ⅱ中的()A.①B.②C.③D.④5.造成图Ⅰ中“石瀑”悬挂在半空的外力作用主要是()A.风化作用B.流水侵蚀C.风力侵蚀D.海浪侵蚀【答案】A D。
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。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
断裂构造
断裂构造断裂构造是指岩石所承受的作用力达到或超过其破裂强度极限并发生破裂变形而形成的构造,岩石的连续性和完整性遭到破坏。
根据岩石破裂面的两侧岩块相对位移的大小,分节理和断层两大类型。
(一)节理
节理又称裂隙或裂缝,指破裂面两侧岩块无明显相对位移的断裂构造。
节理常为大型褶皱或断层的伴生或派生的构造,是在岩层形成褶皱或断层时产生的,受褶皱和断层的控制。
就煤矿地质而言,节理常是矿井瓦斯、地下水等的重要运移通道和储集场所。
(二)断层
断层是指破裂两侧的岩石沿破裂面发生有明显位移的断裂构造。
断层规模变化很大,小的断层延伸仅有几米,相对位移不过几厘米,大的断层延伸数厘米至数千米,相对位移可达几十千米。
1、断层要素
断层要素是指断层的组成部分以及与阐明断层空间位置和运动性质等有关的几何要素。
包括断层面、断层线、交面线、断盘、断距和落差等。
(1)断层面:岩层断裂发生相对位移问题沿着一定的破裂面进行的,此破裂面即称为断层面。
断层面的空间位置由其走向、倾向和倾角确定。
断层面在局部地段可以是平面,但在较大范围内还常是不规则的曲面。
较大规模断层的断层面常由一系列断裂面和次级破裂面构成断层破碎带。
(2)断层线:断层线是指断层面与地面的交线,也就是断层面在地面上的出露线。
它可以是直线,也可以是曲线,其形态由断层面形态,断层面产状以及地形起伏状况决定。
断层面倾角越小,地形起伏越大,断层线形态就越复杂。
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。
“断裂构造节理”节理,指岩石在自然条件下形成的裂纹或裂缝。
由于岩石受力而出现的裂隙,但裂开面的两侧下形成的裂纹或裂缝。
由于岩石受力而出现的裂隙,但裂开面的两侧没有发生明显的(眼睛能看清楚的)位移,地质学上将这类裂缝称为节理,在岩石露头上,到处都能见到节理。
腾冲火山遗址柱状节理分类1、按节理的成因分类a.原生节理是指成岩过程中形成的节理。
例如沉积岩中的泥裂,火花熔岩冷凝收缩形成的柱状节理,岩浆入侵过程中由于流动作用及冷凝收缩产生的各种原生节理等。
b.次生节理是指岩石成岩后形成的节理,包括非构造节理(风化节理)和构造节理。
2、节理与构造的几何关系分类(1)以节理与岩层的产状要素的关系分类a.走向节理:节理的走向与岩层的走向一致或大体一致。
b.倾向节理:节理的走向大致与岩层的走向垂直,即与岩层的倾向一致。
c.斜向节理:节理的走向与岩层的走向既非平行,亦非垂直,而是斜交。
d.顺层节理:节理面大致平行于岩层层面。
1.走向节理;2.倾向节理;3.斜向节理;4.顺层节理(2)以节理的走向与区域褶皱主要方向、断层的主要走向或其他线形构造的延伸方向等关系分类a.纵节理:两者的关系大致平行。
b.横节理:二者大致垂直。
c.斜节理:二者大致斜交。
a:纵节理b:斜节理c:横节理3、根据节理的力学性质分类根据形成节理时的力学性质可以把节理分为剪节理和张节理,这是相对重要的分类方案。
(1)剪节理剪节理是由剪应力产生的破裂面,具有以下主要特征:a.节理面产状稳定,沿走向和倾向延伸较远。
b.剪节理平直光滑,有时具有因剪切滑动而留下的擦痕。
c.发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理,一般穿切砾石和胶结物。
d.典型的剪节理常发育成共轭“X”型节理系。
e.主剪裂面由羽状微裂面组成,羽状微裂面与主剪裂面的交角一般为10°~15°,相当于岩石内摩擦角的一半,其锐角指示本盘错动方向共轭“X”型剪节理(2)张节理张节理是由张应力产生的破裂面,具有以下主要特征:a.张节理面粗糙不平,无擦痕。
§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。
§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
(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,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。
(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、节理统计
(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;
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
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对外观测的节理进行统计
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。