1
第十章 节理
1、节理的定义
节理（ joint）即岩石中的裂隙（ fissure or
fracture），是指没有明显位移的断裂。断裂包含节理
（无显著位移者）和断层（ fault）（有显著位移者）
2、节理研究的理论和实践意义
实际意义,1）矿液、石油、天然气运移通道、储集场
所，控制矿体形态。 2）地下水、石油渗透性，含油性，含
水性与节理发育的密度，开启性有关。 3）影响水工建筑物
的渗漏性和岩体的稳定性。
理论意义：节理与褶皱断裂和区域性构造密切相关，
它的研究对认识和阐明区域地质构造及其形成和发展方面
具有重要意义。
2
§ 1 节理的分类
一、几何分类 Classification
of joint）
（一）据岩层产状关系分
1、走向节理（ strike joint）
2、倾向节理（ dip joint）
3、斜向节理（ oblique joint）
4、层节理（ bedding joint）
3
（二）据褶皱枢纽关系分
1、纵节理（ longitudind joint）
2、横节理（ transcurrent joint）
3、斜节理（ oblique joint）
注意：当褶皱枢纽是倾伏时，在转折端（倾伏端）
部位，纵节理相当拉倾向节理，横节理相当于走向节理。
4
二、成因分类
原生节理：（ primary joint）
次生节理：（ subsequent joint）
三、根据力学性质分类
1、剪节理（ shear joint）
2、张节理（ tension joint）
剪节理、张节理与主应力轴和主应变轴之间的关系。
5
（一）剪节理的特征
1、产状稳定（沿走向和倾向均如此片）；
2、节理面平直光滑，时有擦痕，脉壁平直；
3、切割砾石或较大的矿物颗粒；
4、常发育成共轭 X节理系（ conjugate joint）
5、由羽列组成（ feather joint or phumose joint）
6、尾端特征：①折尾；②菱形结环；③分叉
巢湖坟头组砂岩中的剪节理
6
生物碎灰岩中的雁行式张节理，
右阶（型）式排列，运动方向反
时针－合肥工业大学行政楼大门
门廊柱
和州组姜块状
灰岩中的共轭
节理－巢湖麒
麟山大采场
7
（二）张节理的特征
1、产状不稳定
2、节理面粗糙不平整，无擦痕；
3、常绕砾石和粗砂颗粒而过，一
般不切割；
4、多开启性，脉体充填，形态成
楔形、扁豆形等；
5、不规则树枝状、网状、有时呈
追踪 X型、雁行式、放射状、同心
圆状的组合形式。
6、尾端变化、树枝状、多级分叉、
杏仁状结环、不规则状；
8
四、节理力学性的转化
9
五、节理组（ joint set）和节理系
（ joint system）
节理组：指统一应力场中，一次构造作用下形成的
产状基本一致，力学性质相同的一组节理。
节理系：指统一应力场中，一次构造作用下形成的
两个或两个以上的节理组，如共轭,X” 节理、放射状节
理、同心状节理等。
10
六、节理的分期与配套
一定地区的节理一般是长期多次构造应力场的产物，为了探讨
该地区的构造变形史和古构造应力场，常常进行节理的分期与配套。
分期 就是从 时间尺度上 对一定地区的所有节理进行分类，划
分出先后序次，确定其长幼关系。
配套 是指从 亲缘关系 （或成生联系）上对一定空间范围内的
所有节理进行组合，显然一个地区至少可以有一个或多个具亲缘关
系的节理系。分期与配套的目的是，为研究区域构造和恢复古应力
场提供依据。
11
（一）、节理的分期
1、错开 — 被错开者早于错开者；
2、限制 — 被限制者晚于限制者；
3、互切 — 同时形成；
4、追踪，利用和改造 — 同时或稍晚；
5、间接标志：不同期次节理贯入的岩脉、岩墙、岩
体、岩性、结构构造上各具特色；岩脉等互相切
割，交切关系等有助于确定相对先后关系；
6、不整合面上下层系中的节理发育差异。
12
（二）、节理的配套
1,根据共轭节理的组合关系
（ 1）擦痕、羽列，派生张节理确定共轭关系；
（ 2）尾端变化特征；
（ 3）利用两组节理的相互切错，确定共轭关系；
（ 4）利用追踪张节理，两组雁列张节理等配套。
2、根据节理发育总体特征以及节理与其它构造关系
节理的分期和配套应注意以下几点,
（ 1）分期与配套同时进行；
（ 2）不能仅依据节理自身相互关系及特征，还要考虑地质背景；
（ 3）分期配套必须在野外现场进行，有时还需要把统计分析的结
论带至野外实践中检验。
13
§ 2 雁列节理和雁列脉
一、雁列节理
1、雁列脉的要素，雁列带、
雁列轴、雁列角、雁列宽度，示
图。
2、雁列的左、右列确定方法,
顺着雁列轴向前方观察，前
面一雁列脉排在后面雁列脉的右
侧，称为右列式；反之称为左列
式。
,S” 形，反,S” 形
14
生物碎灰岩中的雁行
式张节理，右阶（列）式
排列，运动方向左旋（反
时针）－合肥工业大学行
政楼大门廊柱
左阶（列）雁
行式张节理－
合肥紫蓬山侏
罗系红色砂岩
15
二、羽饰构造
（ feather S.）
16
§ 3 节理脉的充填机制和压溶作用
一、扩张脉和非扩张脉
1、扩张脉：节理被石
英、方解石和矿脉等溶液灌
入节理中，并使节理两壁张
开而形成的脉。纤维状晶体
可垂直、斜交脉壁，形成梳
状构造；
2,非扩张脉：溶液与
围岩交代，而占有空间而形
成的岩脉。
17
二、缝合线（ suture,sutural
line）
三、裂开 — 愈合（ rack-heal）
发育在砂岩中的缝合线构造
18
§ 4 不同地质背景上发育的节理
一、与纵弯褶皱伴生的节理 图示讲解以下各点
1、早期平面,X” 节理系，应力轴 σ 1,σ 2,σ 3，应变轴 A,B,C,
2、晚期平面,X” 节理系（当岩层褶皱后，出现局部应力场作用）
◆ 背斜转折端,X” 节理系；
◆ 向斜转折端,X” 节理系。
3、剖面,X” 节理系（ 注意：在层理面上其走向永远是彼此平行的，不受后期
构造运动的影响 ）
4、横张节理
●早期追踪张节理，岩层褶皱后 ⊥ 枢纽 β ；
●褶皱枢纽倾伏端的横张节理，节理倾角与枢纽倾伏角互余；
●晚期平面,X” 节理系，在向斜核部的角追踪张
5、纵张节理 发育于褶皱的转折端，与枢纽平行。
6、层内剪节理 发育于层间，上下岩层相互滑动引起的与层理平行。
19
二、与横弯褶皱有关的节理
环状和辐射状节理系,σ 1直立,σ 2,σ 3水
平
三、与断层有关的节理
1、羽状剪节理
2、羽状张节理
四、与区域构造有关的节理
1、主节理；
2、系统节理和非系统节理
五、节理在分析区域构造中的作用和问题
20
§ 5 节理的野外观测
节理自然界虽然广泛普遍发育，但是尚未形成一套系统
的研究方法。研究方法因任务不同而异，但不外乎系统的观
察、测量统计、然后结合地质构造进行分析。
通常在工作之前，对航、卫片进行解释，宏观地观察认
识工作区节理的特点和规律，常能收到事半功倍之效。航卫
片上可确定节理的方向、产状及其与各级构造的关系、节理
的组合型式及其变化、节理发育程度、展布范围和被充填的
情况。
21
一、观察点的选定
示研究任务而定，一般不要求均匀布点，而是根据构造情况及节理
发育情况布点，做到疏密适度。
选定观察点时，还应注意到,
1、露头良好，最好能两个面都能观察到，露头面积一般不小 10m2，
便于大量测量；
2、构造特征清楚，岩层产状稳定；
3、节理比较发育，组、系相互关系明确，且观测点要选择在重要
的构造部位；
4、一定地区各种不同的构造层，各类构造，岩体和岩石组合中的
节理总是互有差异的。因此，可划分不同的节理区域，分别进行测量统
计。
22
二、观测内容
1、地质背景的观测（构造部位、地层及产状，岩性及成层
性、褶皱、断裂的特点）；
2、节理的分类和组系划分；
3、节理的分期与配套；
4、节理发育程度的研究；
（ 1）岩性对节理发育程度的影响表现为,
a.韧性岩层：剪节理发育，共轭剪裂角大
b.脆性岩层：张节理发育，共轭剪裂角小
（ 2）岩层单层厚度的影响：厚度大，节理间距大，稀疏；
厚度小，节理间距小，密集；原 因是层理降低强度。
23
（ 3）节理发育程度常用密度或频度表示
a.密度或频度：指节理法线方向上的单位长度（米）内的节理条数，
n条 /m,n/m
b.缝隙度（ G）（水工建筑，油气勘探），密度（ μ ）与节理平均
壁距（ t）的乘积，即,G=ut
c.单位面积内长度表示,u=l/πr2（ r半径圆内节理总长度 l） 5、
节理的延伸；
6、节理的组合型式观测；
7、节理面的观察；
8、含矿性和充填物的观察，含矿性、充填与否、充填物。
三、节理的观测和记录
第十章 节理
1、节理的定义
节理（ joint）即岩石中的裂隙（ fissure or
fracture），是指没有明显位移的断裂。断裂包含节理
（无显著位移者）和断层（ fault）（有显著位移者）
2、节理研究的理论和实践意义
实际意义,1）矿液、石油、天然气运移通道、储集场
所，控制矿体形态。 2）地下水、石油渗透性，含油性，含
水性与节理发育的密度，开启性有关。 3）影响水工建筑物
的渗漏性和岩体的稳定性。
理论意义：节理与褶皱断裂和区域性构造密切相关，
它的研究对认识和阐明区域地质构造及其形成和发展方面
具有重要意义。
2
§ 1 节理的分类
一、几何分类 Classification
of joint）
（一）据岩层产状关系分
1、走向节理（ strike joint）
2、倾向节理（ dip joint）
3、斜向节理（ oblique joint）
4、层节理（ bedding joint）
3
（二）据褶皱枢纽关系分
1、纵节理（ longitudind joint）
2、横节理（ transcurrent joint）
3、斜节理（ oblique joint）
注意：当褶皱枢纽是倾伏时，在转折端（倾伏端）
部位，纵节理相当拉倾向节理，横节理相当于走向节理。
4
二、成因分类
原生节理：（ primary joint）
次生节理：（ subsequent joint）
三、根据力学性质分类
1、剪节理（ shear joint）
2、张节理（ tension joint）
剪节理、张节理与主应力轴和主应变轴之间的关系。
5
（一）剪节理的特征
1、产状稳定（沿走向和倾向均如此片）；
2、节理面平直光滑，时有擦痕，脉壁平直；
3、切割砾石或较大的矿物颗粒；
4、常发育成共轭 X节理系（ conjugate joint）
5、由羽列组成（ feather joint or phumose joint）
6、尾端特征：①折尾；②菱形结环；③分叉
巢湖坟头组砂岩中的剪节理
6
生物碎灰岩中的雁行式张节理，
右阶（型）式排列，运动方向反
时针－合肥工业大学行政楼大门
门廊柱
和州组姜块状
灰岩中的共轭
节理－巢湖麒
麟山大采场
7
（二）张节理的特征
1、产状不稳定
2、节理面粗糙不平整，无擦痕；
3、常绕砾石和粗砂颗粒而过，一
般不切割；
4、多开启性，脉体充填，形态成
楔形、扁豆形等；
5、不规则树枝状、网状、有时呈
追踪 X型、雁行式、放射状、同心
圆状的组合形式。
6、尾端变化、树枝状、多级分叉、
杏仁状结环、不规则状；
8
四、节理力学性的转化
9
五、节理组（ joint set）和节理系
（ joint system）
节理组：指统一应力场中，一次构造作用下形成的
产状基本一致，力学性质相同的一组节理。
节理系：指统一应力场中，一次构造作用下形成的
两个或两个以上的节理组，如共轭,X” 节理、放射状节
理、同心状节理等。
10
六、节理的分期与配套
一定地区的节理一般是长期多次构造应力场的产物，为了探讨
该地区的构造变形史和古构造应力场，常常进行节理的分期与配套。
分期 就是从 时间尺度上 对一定地区的所有节理进行分类，划
分出先后序次，确定其长幼关系。
配套 是指从 亲缘关系 （或成生联系）上对一定空间范围内的
所有节理进行组合，显然一个地区至少可以有一个或多个具亲缘关
系的节理系。分期与配套的目的是，为研究区域构造和恢复古应力
场提供依据。
11
（一）、节理的分期
1、错开 — 被错开者早于错开者；
2、限制 — 被限制者晚于限制者；
3、互切 — 同时形成；
4、追踪，利用和改造 — 同时或稍晚；
5、间接标志：不同期次节理贯入的岩脉、岩墙、岩
体、岩性、结构构造上各具特色；岩脉等互相切
割，交切关系等有助于确定相对先后关系；
6、不整合面上下层系中的节理发育差异。
12
（二）、节理的配套
1,根据共轭节理的组合关系
（ 1）擦痕、羽列，派生张节理确定共轭关系；
（ 2）尾端变化特征；
（ 3）利用两组节理的相互切错，确定共轭关系；
（ 4）利用追踪张节理，两组雁列张节理等配套。
2、根据节理发育总体特征以及节理与其它构造关系
节理的分期和配套应注意以下几点,
（ 1）分期与配套同时进行；
（ 2）不能仅依据节理自身相互关系及特征，还要考虑地质背景；
（ 3）分期配套必须在野外现场进行，有时还需要把统计分析的结
论带至野外实践中检验。
13
§ 2 雁列节理和雁列脉
一、雁列节理
1、雁列脉的要素，雁列带、
雁列轴、雁列角、雁列宽度，示
图。
2、雁列的左、右列确定方法,
顺着雁列轴向前方观察，前
面一雁列脉排在后面雁列脉的右
侧，称为右列式；反之称为左列
式。
,S” 形，反,S” 形
14
生物碎灰岩中的雁行
式张节理，右阶（列）式
排列，运动方向左旋（反
时针）－合肥工业大学行
政楼大门廊柱
左阶（列）雁
行式张节理－
合肥紫蓬山侏
罗系红色砂岩
15
二、羽饰构造
（ feather S.）
16
§ 3 节理脉的充填机制和压溶作用
一、扩张脉和非扩张脉
1、扩张脉：节理被石
英、方解石和矿脉等溶液灌
入节理中，并使节理两壁张
开而形成的脉。纤维状晶体
可垂直、斜交脉壁，形成梳
状构造；
2,非扩张脉：溶液与
围岩交代，而占有空间而形
成的岩脉。
17
二、缝合线（ suture,sutural
line）
三、裂开 — 愈合（ rack-heal）
发育在砂岩中的缝合线构造
18
§ 4 不同地质背景上发育的节理
一、与纵弯褶皱伴生的节理 图示讲解以下各点
1、早期平面,X” 节理系，应力轴 σ 1,σ 2,σ 3，应变轴 A,B,C,
2、晚期平面,X” 节理系（当岩层褶皱后，出现局部应力场作用）
◆ 背斜转折端,X” 节理系；
◆ 向斜转折端,X” 节理系。
3、剖面,X” 节理系（ 注意：在层理面上其走向永远是彼此平行的，不受后期
构造运动的影响 ）
4、横张节理
●早期追踪张节理，岩层褶皱后 ⊥ 枢纽 β ；
●褶皱枢纽倾伏端的横张节理，节理倾角与枢纽倾伏角互余；
●晚期平面,X” 节理系，在向斜核部的角追踪张
5、纵张节理 发育于褶皱的转折端，与枢纽平行。
6、层内剪节理 发育于层间，上下岩层相互滑动引起的与层理平行。
19
二、与横弯褶皱有关的节理
环状和辐射状节理系,σ 1直立,σ 2,σ 3水
平
三、与断层有关的节理
1、羽状剪节理
2、羽状张节理
四、与区域构造有关的节理
1、主节理；
2、系统节理和非系统节理
五、节理在分析区域构造中的作用和问题
20
§ 5 节理的野外观测
节理自然界虽然广泛普遍发育，但是尚未形成一套系统
的研究方法。研究方法因任务不同而异，但不外乎系统的观
察、测量统计、然后结合地质构造进行分析。
通常在工作之前，对航、卫片进行解释，宏观地观察认
识工作区节理的特点和规律，常能收到事半功倍之效。航卫
片上可确定节理的方向、产状及其与各级构造的关系、节理
的组合型式及其变化、节理发育程度、展布范围和被充填的
情况。
21
一、观察点的选定
示研究任务而定，一般不要求均匀布点，而是根据构造情况及节理
发育情况布点，做到疏密适度。
选定观察点时，还应注意到,
1、露头良好，最好能两个面都能观察到，露头面积一般不小 10m2，
便于大量测量；
2、构造特征清楚，岩层产状稳定；
3、节理比较发育，组、系相互关系明确，且观测点要选择在重要
的构造部位；
4、一定地区各种不同的构造层，各类构造，岩体和岩石组合中的
节理总是互有差异的。因此，可划分不同的节理区域，分别进行测量统
计。
22
二、观测内容
1、地质背景的观测（构造部位、地层及产状，岩性及成层
性、褶皱、断裂的特点）；
2、节理的分类和组系划分；
3、节理的分期与配套；
4、节理发育程度的研究；
（ 1）岩性对节理发育程度的影响表现为,
a.韧性岩层：剪节理发育，共轭剪裂角大
b.脆性岩层：张节理发育，共轭剪裂角小
（ 2）岩层单层厚度的影响：厚度大，节理间距大，稀疏；
厚度小，节理间距小，密集；原 因是层理降低强度。
23
（ 3）节理发育程度常用密度或频度表示
a.密度或频度：指节理法线方向上的单位长度（米）内的节理条数，
n条 /m,n/m
b.缝隙度（ G）（水工建筑，油气勘探），密度（ μ ）与节理平均
壁距（ t）的乘积，即,G=ut
c.单位面积内长度表示,u=l/πr2（ r半径圆内节理总长度 l） 5、
节理的延伸；
6、节理的组合型式观测；
7、节理面的观察；
8、含矿性和充填物的观察，含矿性、充填与否、充填物。
三、节理的观测和记录
