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6节理

2012-03-06 45页 pdf 1007KB 47阅读

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6节理 讨论:褶皱成因分析 • 自然界大部分褶皱是由纵弯褶皱作用形 成的。从地壳变形的角度分析,这种现 象反映了什么问题? • 对于柔流褶皱作用,应该采用什么方法 和手段对其进行描述和研究? 第六章 节 理 • 节理分类 • 雁列节理 • 节理的岩脉充填机制和压溶作用 • 区域性节理 第六章 节理(Joint) • 节理定义要点 Œ 无明显位移的断裂,成群成组发育。 • 节理研究意义 Œ 脉状矿体的储集空间 Œ 油、气、水运移储集的通道和空间 Œ 工程地质:岩体强度、稳定性 Œ 地质构造分析:应力场分析 6.1...
6节理
讨论:褶皱成因分析 • 自然界大部分褶皱是由纵弯褶皱作用形 成的。从地壳变形的角度分析,这种现 象反映了什么问? • 对于柔流褶皱作用,应该采用什么方法 和手段对其进行描述和研究? 第六章 节 理 • 节理分类 • 雁列节理 • 节理的岩脉充填机制和压溶作用 • 区域性节理 第六章 节理(Joint) • 节理定义要点 Œ 无明显位移的断裂,成群成组发育。 • 节理研究意义 Œ 脉状矿体的储集空间 Œ 油、气、水运移储集的通道和空间 Œ 工程地质:岩体强度、稳定性 Œ 地质构造分析:应力场分析 6.1 节理分类 • 节理分类的依据 Œ 根据节理与相关构造的几何关系 Œ 根据节理的力学性质 6.1.1.1 根据节理与相关构造的几何关系 根据节理与岩层产状关系分类 • 发育在水平岩层中的 节理以方位表示 • 倾斜岩层中的节理 Œ 走向节理(1) Œ 倾向节理(2) Œ 斜向节理(3,4) • 顺层节理 6.1.1.2 根据节理与相关构造的几何关系 根据节理与褶皱轴关系分类 A-纵节理;B-斜节理; C-横节理 6.1.2 根据节理力学性质分类 • 剪节理 • 张节理 6.1.2.1 根据节理力学性质分类 剪节理 • 产状稳定,延伸远 • 平直光滑,节理面 上常见擦痕 • 切过砾石和胶结物 • 常构成共轭节理系— —棋盘格构造 • 单组节理等间距出 现 6.1.2.1 根据节理力学性质分类 共轭剪节理角平分线与主应力方向 • 在没有递进变形和后期构造叠加的情况 下,节理锐角等分线指向最大主应力σ1 的方向 • 如果是韧性岩层,经过压扁作用,节理 发生旋转,锐角等分线可以变为钝角等 分线。 σ1在哪里? ? 6.1.2.1 根据节理力学性质分类 压扁作用:剪节理方位与夹角变化 6.1.2.1 根据节理力学性质分类 压扁作用:剪节理方位与夹角变化 剪节理 • 西山灰岩中的共 轭剪节理 • 先剪切后张开 • 左侧为追踪形成 的锯齿状张节理 • 张性破裂面 • 产状不稳定,延伸不远, 常侧列产出 • 粗糙不平,无擦痕,常 绕过砾石 • 多脉体充填,脉的宽度 变化大 • 追踪共轭剪节理,呈锯 齿状,成单列或组合成 共轭雁列张节理 6.1.2.2 根据节理力学性质分类 张节理 张节理与应力/应变轴的关系 • 张节理法线 // σ3 方向 • 张节理法线// 应变 椭球X轴 • 与底劈或上拱作用 有关的张节理常成 放射状或同心圆状 6.1.2.3 根据节理力学性质分类 节理力学性质转化 由于递进变 形和构造作 用的转化, 节理力学性 质可以同时 表现出张节 理和剪节理 两类节理的 特点。 北京西山一条张剪性节理 (据宋鸿林) 节理力学性质转化 • 主干节理特征 Œ 形态(平直),与派生节理的关系表明具有右旋剪 切性质 Œ 主干节理中石英纤晶延伸方向与节理壁夹50°角,该 方向为拉伸方向,说明其又具有拉张性质 • 派生节理特征 Œ 石英纤晶在末端垂直于节理,在与主干节理汇合部 位与节理壁夹60°角 • 结论:剪应力与张应力同时作用的产物 利用应变椭球体分析派 生节理和纤晶生长方向 张节理张节理 剪节理剪节理 6.1.2.4 节理组和节理系 • 节理组——同一构造作用中形成(在同 一应力场中)的产状、力性基本相同的 节理群 • 节理系——由两个或两个以上同期形成 的节理组构成。例如X共轭节理系;放 射(同心圆)状节理系 6.1.2.5 节理的分期 • 节理分期:从时间、空间和力 学成因上研究构造发育史、构 造分布规律,为构造分析和古 应力场恢复提供依据 • 节理分期的依据 Œ 节理组的交切关系 Œ 各期节理的配套关系 • 节理分期配套要结合地质背景 (所在的构造和地质体)在野 外进行 6.2 雁列节理 • 雁列——斜列 • 雁列带要素 Œ 雁列带 Œ 雁列角 Œ 雁列轴 6.2 雁列节理:形态 • 平直型:窄而长,多 属剪裂形成,变形较 轻微(右) • S型:中段宽,两端 窄——尖灭,多属张 裂形成(左),与递 进变形有关 • S型与反S型共同组成 共轭雁列脉 雁 列 脉 6.2 雁列节理 • 雁列角有 2个 峰值 Œ 45°(张裂型) Œ 10°(剪裂型) 6.3 节理的岩脉充填机制和压溶作用 • 节理常被石英、方解石充填 • 充填岩脉的类型 Œ 根据岩脉有无扩张 • 扩张性脉;非扩张性 Œ 根据纤晶与脉壁关系 • 同向型;反向型 6.3.1 扩张性与非扩张性岩脉 • 扩张性脉 Œ A-节理两壁张开 互相对应 Œ B-梳状晶簇 Œ C-标志层拉开 • 非扩张性脉 Œ D-利于交代层中 脉加宽 Œ E-不利于交代层 穿切脉 Œ F-被交代面的交 代残余 6.3.2节理的岩脉充填机制和压溶作用 充填岩脉的类型 • 根据纤晶与脉壁关系 Œ 同向型 ——自两壁向中间生长(中心有一锯齿状缝 合线/带) Œ 反向型 ——自中心向两壁生长(中心常有包裹体带) 6.3.2.1 裂开一愈合脉(Crack-sealed Vein) • 岩脉充填往往经历 了持续反复的增生 过程 • 充填的愈合物来自 脉壁,是压溶作用 所致 • Q、Cc、Feldspar etc.,垂直于脉壁, 反向生长 据J.Ramsay研究,瑞士温德格来 仑鲕状压岩中宽7.5mm的脉,经 历了500次以上的开合作用。 6.3.2.2 缝合线构造 • 细小尖峰状缝合面的组合,难溶组分聚集 • 缝合线既有顺层发育的,也有斜交层面发育的 • 斜交者多是在构造作用下先裂开,后经压溶作 用形成 6.3.2.2 缝合线构造 6.4 区域性节理 • 主要见于地台上、分布范围可达上千km2,在 造山带中不易识别 • 分布范围广,产状稳定 • 规模大,间距宽,延伸长,切过不同层位 • 构成一定几何形式(菱形格子,放射状) • 不受局部构造控制 • 岩脉充填后可形成岩墙群(东格陵兰、苏格兰、 武当) 6.4 区域性节理 • 主节理:较其它节理组更为醒目,延伸 数十至上百米,有时控制形成峰林地貌 • 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 • 节理下延深度,估计<10km(可能更深) 6.4 区域性节理 利用节理分析区域构造 • 作用:可以用来研究大型构造和应力场 • 问题:在构造复杂地区节理资料复杂, 较难用于构造及应力一应变分析 Œ 原因 • 形成时期难确定 • 运动方向及规模不易把握 • 成因复杂(包括非构造成因) • 多期叠加改造 6.4 区域性节理 利用节理分析区域构造 • 注意事项 Œ 选择构造相对简单地区进行 Œ 注意结合所在构造及背景 Œ 建立组合型式,分析空间展布及变化趋势 Œ 节理分期必须与区域变形史分析相结合 Œ 重视节理脉研究——结构、相应构造。分析 动力学、运动学过程、形成层次 Œ 注意萌生节理——岩层展平 6.4 区域性节理 利用节理探讨构造应力场 • 在弱变形或一次变形地区进行效果较好 • 一般具有定性意义(因σ2通常不直立) • 节理的应变场图解 Œ 用以反映节理及其构造的应变意义 λ3 λ1 • 双向伸展应变场(λ1>1, λ3>1) 二组张节理表示 • 线性伸展应变场(λ1>1,λ3=1) 一组张节理表示 • 双向缩短应变场(λ1<1, λ3<1) 二组缝合线表示 • 线性压缩应变场(λ 1 = 1, λ3<1)一组缝合线表示 • 补偿应变场: (λ1>1>λ3)伸 长-缩短,平面应变情况下体 积无变化节理和相关构造的应变场图解 由于λ1>λ3,所以上半区空白 节理应变场 “双向伸展应变场”? 本节要点 • 张节理、剪节理的鉴别 • 雁列节理的形成机制 Œ 剪切带中次级应力场及应变场 Œ 递进变形 • Crack-sealed Vein:特征和启示 五、思考、讨论题 • 为什么雁列节理局限发育在剪切带中? 挤压或拉张环境中能否形成雁列节理? 附 录 复习 剪切带中有限应变椭 圆和派生构造方位 • 解释1 Œ 主干节理沿着先存软弱面发育 • 解释2 Œ 主干节理形成后发生旋转,继之拉开 • 解释3 Œ 主干节理形成后,应力场方向发生变化 张节理张节理 剪节理剪节理 羽 饰 羽 饰 ÌÖÂÛ£ºñÞÖå³ÉÒò·ÖÎö µÚÁùÕ ½Ú Àí µÚÁùÕ ½ÚÀí£¨Joint) 6.1 ½ÚÀí·ÖÀà 6.1.1.1 ¸ù¾Ý½ÚÀíÓëÏà¹Ø¹¹ÔìµÄ¼¸ºÎ¹Øϵ¸ù¾Ý½ÚÀíÓëÑÒ²ã²ú×´¹Øϵ·ÖÀà 6.1.1.2 ¸ù¾Ý½ÚÀíÓëÏà¹Ø¹¹ÔìµÄ¼¸ºÎ¹Øϵ¸ù¾Ý½ÚÀíÓëñÞÖåÖá¹Øϵ·ÖÀà 6.1.2 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀà 6.1.2.1 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀà¼ô½ÚÀí 6.1.2.1 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀ๲éî¼ô½ÚÀí½Çƽ·ÖÏßÓëÖ÷Ó¦Á¦·½Ïò 6.1.2.1 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀàѹ±â×÷Ó㺼ô½ÚÀí·½Î»Óë¼Ð½Ç±ä»¯ 6.1.2.1 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀàѹ±â×÷Ó㺼ô½ÚÀí·½Î»Óë¼Ð½Ç±ä»¯ ¼ô½ÚÀí 6.1.2.2 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀàÕŽÚÀí ÕŽÚÀíÓëÓ¦Á¦/Ó¦±äÖáµÄ¹Øϵ 6.1.2.3 ¸ù¾Ý½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊ·ÖÀà½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊת»¯ ½ÚÀíÁ¦Ñ§ÐÔÖÊת»¯ ÀûÓÃÓ¦±äÍÖÇòÌå·ÖÎöÅÉÉú½ÚÀíºÍÏ˾§Éú³¤·½Ïò 6.1.2.4 ½ÚÀí×éºÍ½ÚÀíϵ 6.1.2.5 ½ÚÀíµÄ·ÖÆÚ 6.2 ÑãÁнÚÀí 6.2 ÑãÁнÚÀí£ºÐÎ̬ Ñã ÁÐ Âö 6.2 ÑãÁнÚÀí 6.3 ½ÚÀíµÄÑÒÂö³äÌî»úÖƺÍѹÈÜ×÷Óà 6.3.1 À©ÕÅÐÔÓë·ÇÀ©ÕÅÐÔÑÒÂö 6.3.2½ÚÀíµÄÑÒÂö³äÌî»úÖƺÍѹÈÜ×÷ÓóäÌîÑÒÂöµÄÀàÐÍ 6.3.2.1ÁÑ¿ªÒ»ÓúºÏÂö£¨Crack-sealed Vein£© 6.3.2.2 ·ìºÏÏß¹¹Ôì 6.3.2.2 ·ìºÏÏß¹¹Ôì 6.4 ÇøÓòÐÔ½ÚÀí 6.4 ÇøÓòÐÔ½ÚÀí 6.4 ÇøÓòÐÔ½ÚÀíÀûÓýÚÀí·ÖÎöÇøÓò¹¹Ôì 6.4 ÇøÓòÐÔ½ÚÀíÀûÓýÚÀí·ÖÎöÇøÓò¹¹Ôì 6.4 ÇøÓòÐÔ½ÚÀíÀûÓýÚÀí̽ÌÖ¹¹ÔìÓ¦Á¦³¡ ½ÚÀíÓ¦±ä³¡ ¡°Ë«ÏòÉìÕ¹Ó¦±ä³¡¡±£¿ ±¾½ÚÒªµã Î塢˼¿¼¡¢ÌÖÂÛÌâ ¸½ ¼ ¸´Ï°¼ôÇдøÖÐÓÐÏÞÓ¦±äÍÖÔ²ºÍÅÉÉú¹¹Ô췽λ Óð ÊÎ Óð ÊÎ
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