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
? 无明显位移的断裂，成群成组发育。
节理研究意义
? 脉状矿体的储集空间
? 油、气、水运移储集的通道和空间
? 工程地质：岩体强度、稳定性
? 地质构造分析：应力场分析
6.1 节理分类
节理分类的依据
? 根据节理与相关构造的几何关系
? 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
? 走向节理（ 1）
? 倾向节理（ 2）
? 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σ
1
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。
σ
1
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 // σ
3
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
? 形态（平直），与派生节理的关系表明具有右旋剪切性质
? 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
? 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
? 节理组的交切关系
? 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
? 雁列带
? 雁列角
? 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
? 45°（张裂型）
? 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
? 根据岩脉有无扩张
扩张性脉；非扩张性
? 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
? A-节理两壁张开互相对应
? B-梳状晶簇
? C-标志层拉开
非扩张性脉
? D-利于交代层中脉加宽
? E-不利于交代层穿切脉
? 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
? 同向型
——自两壁向中间生长（中心有一锯齿状缝合线 /带）
? 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
? 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
? 选择构造相对简单地区进行
? 注意结合所在构造及背景
? 建立组合型式，分析空间展布及变化趋势
? 节理分期必须与区域变形史分析相结合
? 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
? 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σ
2
通常不直立）
节理的应变场图解
? 用以反映节理及其构造的应变意义
λ
3
λ
1
双向伸展应变场（ λ
1
>1,λ
3
>1）
二组张节理表示
线性伸展应变场（ λ
1
>1,λ
3
=1）
一组张节理表示
双向缩短应变场（ λ
1
<1,λ
3
<1）
二组缝合线表示
线 性 压 缩应变场（ λ
1
=1，
λ
3
<1）一组缝合线表示
补偿应变场,(λ
1
>1>λ
3
)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 λ
1
>λ
3
，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
? 剪切带中次级应力场及应变场
? 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
? 主干节理沿着先存软弱面发育
解释 2
? 主干节理形成后发生旋转，继之拉开
解释 3
? 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
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
? 无明显位移的断裂，成群成组发育。
节理研究意义
? 脉状矿体的储集空间
? 油、气、水运移储集的通道和空间
? 工程地质：岩体强度、稳定性
? 地质构造分析：应力场分析
6.1 节理分类
节理分类的依据
? 根据节理与相关构造的几何关系
? 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
? 走向节理（ 1）
? 倾向节理（ 2）
? 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σ
1
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。
σ
1
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 // σ
3
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
? 形态（平直），与派生节理的关系表明具有右旋剪切性质
? 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
? 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
? 节理组的交切关系
? 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
? 雁列带
? 雁列角
? 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
? 45°（张裂型）
? 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
? 根据岩脉有无扩张
扩张性脉；非扩张性
? 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
? A-节理两壁张开互相对应
? B-梳状晶簇
? C-标志层拉开
非扩张性脉
? D-利于交代层中脉加宽
? E-不利于交代层穿切脉
? 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
? 同向型
——自两壁向中间生长（中心有一锯齿状缝合线 /带）
? 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
? 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
? 选择构造相对简单地区进行
? 注意结合所在构造及背景
? 建立组合型式，分析空间展布及变化趋势
? 节理分期必须与区域变形史分析相结合
? 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
? 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σ
2
通常不直立）
节理的应变场图解
? 用以反映节理及其构造的应变意义
λ
3
λ
1
双向伸展应变场（ λ
1
>1,λ
3
>1）
二组张节理表示
线性伸展应变场（ λ
1
>1,λ
3
=1）
一组张节理表示
双向缩短应变场（ λ
1
<1,λ
3
<1）
二组缝合线表示
线 性 压 缩应变场（ λ
1
=1，
λ
3
<1）一组缝合线表示
补偿应变场,(λ
1
>1>λ
3
)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 λ
1
>λ
3
，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
? 剪切带中次级应力场及应变场
? 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
? 主干节理沿着先存软弱面发育
解释 2
? 主干节理形成后发生旋转，继之拉开
解释 3
? 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
