第十章节理

nullnull据地质05－6班王薇（略改）《构造地质学》《构造地质学》第十章 节理陈书平 中国石油大学（北京）地球科学系null内 容 节理的分类，节理组和节理系，节理的分期与配套，雁行节理、羽饰构造和缝合线构造，节理发育的地质背景及区域地质意义，节理的野外观测和资料。null节理：岩石中两侧岩石没有明显的相对位移的破裂面。意义： 1）地质方面；2）水文地质方面；3）石油勘探方面；4）构造地质方面.null节理的主要类型： 1）原生节理：成岩过程中形成的节理。 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。null10.1节理的分类10.1.1节理与相关构造的几何关系分类 （1） 按节理与岩层产状关系，分为四类： 1) 走向节理. 2) 倾向节理. 3) 斜向节理. 4) 顺层节理. null（2） 按节理与褶皱轴向(或区域构造线)关系，分为三类： 1) 纵节理. 2) 横节理. 3) 斜节理.10.1节理的分类10.1.1节理与相关构造的几何关系分类 null10.1节理的分类10.1.2节理的力学性质分类1. 剪节理：由剪切应力产生的破裂面。主要特征： 1）产状稳定，延伸较远，间距比较均匀. 2）节理面平直光滑，两侧岩石可有少量相对位移，可见擦痕.nullnull3）一般切穿砾岩中的砾石.null4）常见共轭出现，其锐夹角等分线常指示σ1方向。 在岩石塑性较大、应变量较大时，σ1可变为钝交角等分线方向。null5)主剪裂面由羽状微裂面组成null6）剪节理尾端变化：折尾、菱形结环、分叉null10.1节理的分类10.1.2节理的力学性质分类2. 张节理：张应力产生的破裂面，垂直σ3方向。主要特征： 1）产状不稳定，延伸不远，单条节理短而曲折。null2）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。 5）尾端变化为树枝状。null6)有时具有较规则的几何形态。 a）追踪张节理：锯齿状。nullb）单列雁行张节理nullnullc）共轭雁行张节理null3. 节理力学性质的过渡和转化nullnull10.1节理的分类10.1.3节理组和节理系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.null2. 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。nullnullnull10.1节理的分类10.1.4节理的分期与配套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.null(1)依据节理组交切关系进行分期： 1）错开关系：被错者先. 注意：有对应的错开点.null2）限制：被限者晚。 注意：无对应的错开点。null3）互切：同期.null4) 追踪、利用和改造：被追踪、利用和改造者早.null(2) 借助相关地质体判别节理形成顺序。null2. 配套的概念：将统一应力场中形成的节理归并成节理组或节理系. (1) 根据共轭节理的组合关系进行配套： 1）利用节理的相互切错关系确定其共轭关系.null2）利用剪切滑动关系.nullnull(2) 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。 null10.2雁列节理和羽饰构造-特殊组合的节理10.2.1雁列节理几何要素： 雁列带 雁列面 雁列轴 雁列角null2) 左阶（列）、右阶（列）的概念。null3) 类型： a) 平直型：剪裂. b) S型：张裂.nullnullnull常见于砂岩中，发育于浅层次的脆性岩中。成因：观点不一致：张裂、剪裂，更可能是张剪成因，与快速破裂和裂纹的扩展有关。10.2雁列节理和羽饰构造-特殊组合的节理10.2.2羽饰构造nullnullnullnull由难溶组分残积而成的尖齿状线条，是压溶作用的产物.10.2雁列节理和羽饰构造-特殊组合的节理10.2.3缝合线构造nullnullnullnull10.3不同地质背景上发育的节理10.3.1与纵弯褶皱的关系褶皱初期null2. 褶皱期节理： 1) 转折端外侧：局部应力之σ3⊥枢纽. 2) 转折端内侧：局部应力之σ1⊥枢纽（与褶皱初期情况一致）。null横弯褶皱整体处于引张状态，常成放射状或同心圆状张节理。null10.3不同地质背景上发育的节理10.3.2与断层有关的节理1. 羽状张节理： ⊥σ3的张节理，与断层面的锐夹角指向本盘运动方向。null2.伴生剪节理： 二组“X”共轭节理，一组平行断层面，其锐角平分线指向σ1。null3. 派生节理：由断层二盘相对运动引起的派生应力场所致.null10.3不同地质背景上发育的节理10.3.3区域性节理在地表广大地区规律性展布，与局部的褶皱和断层没有成因联系的节理. 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，如“X”型。null10.3不同地质背景上发育的节理10.3.4节理在分析区域构造中的作用和问1.作用：从理论上，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. 2.利用节理研究区域构造应力场的要点： 1）联系构造背景和构造部位. 2）建立节理组合样式和空间展布模型. 3）结合区域构造变形历史进行分期配套. 4）分析节理的成因和形成深度. null3.利用（共轭）节理资料研究构造应力场的原理和方法： 1）共轭剪节理的交线为σ2方向. 2）共轭剪节理的两个夹角的平分线方向分别为σ1和σ3。一般锐角平分线为σ1（有时钝角平分线为σ1）.null3）把各测点上σ1，σ3方向投影到平面上，将相邻点的σ1和σ3方向用平滑线连接，构成主应力迹线图.null4.存在问题： 1）节理的形成时期不易确定. 2）节理两侧岩石的位移很小，不易判别运动方向. 3）非构造节理的干扰. 4）多期构造的叠加.null10.4节理的研究10.4.1节理的野外观测1. 选点基本原则：代表性. 2. 具体要点： 1）露头良好（最好能作三维空间观测）. 2）岩层产状稳定. 3）节理相互关系比较明确. 4）构造重要部位.null3. 主要观测 1）地质背景分析。 2）组、系划分，成因判别。 3）分期配套。 4）测量：产状，长度，宽度（平均宽度），密度（条/米）。 5）充填物和充填程度观察。null4、节理的测量和null10.4节理的研究10.4.2覆盖区节理研究1. 利用地应力资料评价地下节理： 通过测量地应力，推断地应力值越低的地方，节理越发育，原因为应力释放. 2. 利用地层曲率评价构造节理； 3.特殊构造部位； 4.应变分析； 5. 测井方法预测节理 声波测井、电磁波测井、地层倾角测井、微电阻率扫描、井下电视. 6.地震方法预测节理null10.4节理的研究10.4.3节理测量资料的分析1.玫瑰花图 1) 走向玫瑰花图：半圆。 2) 倾向玫瑰花图：整圆。null2.等密图null3.极点图null要点 1. 张节理和剪节理的主要特征和区分方法 2. 节理的分期和配套方法 3. 共轭剪节理的识别和应力指向意义 4. 节理的分期和共轭节理的判定 5. 节理玫瑰花、极点、等密图的制作