地堑

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【转】地质构造常识（节理、劈理、断层、褶皱）

转载自：李传转载于：2010-11-2612:18|分类：百科知识阅读：(1)评论：(0)

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。

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3、按节理与岩层走向关系分类

(1)走向节理：节理延伸方向大致与岩层走向平行。

(2)倾向节理：节理延伸方向大致与岩层走向垂直。

(3)斜交节理：节理延伸方向与岩层走向斜交。

4、根据节理与褶皱轴的关系，可将节理分为：

(1)纵节理-节理走向与褶皱轴向平行

(2)横节理-节理走向与褶皱轴向直交

(3)斜节理-节理走向与褶皱轴向斜交

5、按张开程度进行分类

宽张节理：节理缝宽度>5mm；

张开节理：3～5mm；

微张节理：1～3mm；

闭合节理：<1mm。

一、节理

（三）节理的野外调查

1、调查的内容

(1)地质背景：包括地层、岩性、褶皱和断层的发育；

(2)节理的产状：走向、倾向和倾角；

(3)节理的张开和填充情况：包括张开的程度、充填的物质等；

(4)节理壁的粗糙程度：粗糙的、平坦的、光滑的；

(5)节理的充水情况；

填写节理观测登记表：

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2、研究内容

确定节理的成因、对节理进行分期、统计节理的间距、数量、密度，确定节理的

发育程度和主导方向等。

节理的分期可根据节理的交切关系进行，比如后期形成的节理常将先期形成的节

理错开，或者受到先期形成的节理的限制。

3、资料整理：节理玫瑰花图、等密图和电算处理等。

（四）节理的工程评价

1、节理的成因：构造节理分布范围广、埋藏深度大，并向断层过渡，对工程稳

定性影响较大。

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2、节理的受力特征：张节理比剪节理的工程性能差。

3、节理产状：倾向和边坡一致的节理稳定性差。

4、节理密度和宽度：一般用节理发达程度来表示，节理越发达，对工程影响越

大。

5、节理面间的充填物：充填有软弱介质的节理，工程地质条件差。

6、节理的充水程度：饱水的节理，其稳定性差。

二、劈理

（一）劈理的涵义

劈理是指岩石受力后，具有沿着一定方向劈开成平行或大致平行的密集的薄层或

薄板的一种构造。沿着劈开的这种裂面称劈理面，相邻两劈理面之间所夹的薄板

状岩片称微劈石。

劈理面的产状也用走向、倾向、倾角表示。

劈理使岩石具有明显的各向异性特征，劈理主要发育在构造变动强烈、应力集中

的岩石地段，如褶皱构造的两翼、大断层的两侧及变质岩中，它不一定破坏岩石

的完整性，但用力敲击时，岩石则容易沿劈理面劈开。

（二）劈理的分类

1、流劈理：是岩石受力作用后，由片状、板状或扁平矿物颗粒产生定向排列而

成。常见于变质岩中，如板岩中的板理，片岩、片麻岩中的片理等。在平行于矿

物定向排列方向上形成易于裂开的劈理面，使岩石具有分割成无数薄片的特征。

流劈理比较光滑，间距也小，仅几毫米。

2、破劈理：是岩石中平行密集，并将岩石切割成薄片状的细微裂隙。它是岩石

受剪切作用形成的，与岩石中矿物的定向排列无关。因此，破劈理沿着最大剪切

应力方向发育，其间距一般为几毫米～几厘米，大多发育在硬脆岩石间的软弱岩

石中或硬脆的薄层岩石中。破劈理与剪节理的区别在于其密集性，其间没有明显

的界限。破劈理的基本特征是劈理面平直光滑，近于平行，延伸稳定，密集成带。

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3、滑劈理：滑劈理也是岩石中平行密集的细微剪裂面，与破劈理的区别在于沿

劈理面有微小的位移，滑劈理大多发育在具有鳞片变晶结构的板岩、千枚岩及片

中。

s1-流劈理

s2-滑劈理

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（三）劈理的野外研究

在岩石强烈变形和变质岩区工作时，应注意对劈理的观察，大量测量其产状并均

匀地标注在地质图或构造图上，还要采集定向标本，供室内显微观测或研究用，

要区分劈理和层理、测定劈理的间隔等。

在野外，劈理的识别可从以下几个方面进行：

1、切穿不同成分、颜色、粒度岩层的面，可能是劈理面。

2、劈理在不同岩性的岩层中分布的频度与层面交角可能不同，甚至出现转折或

弯曲。

3、切穿岩层的夹层、透镜体、排列方向密集的破裂面，可能是劈理面。

4、单个的劈理面一般延伸不远。

三、断层

（一）概念

岩层或岩体在构造运动影响下发生破裂，若破裂面两侧岩体沿破裂面发生了明显

的相对位移，这种构造就称为断层。

断层的种类繁多，形态各异，规模大小相差十分悬殊，规模大的断层延伸长度可

达几百～一千多公里，而小的断层可在岩石标本上见到。断层的切割深度也不相

同，有的可切穿地壳至上地幔。

断层破坏了岩石的连续完整性，对岩体的稳定性、渗透性、地震活动和区域稳定

性都有重大影响，从而影响工程的稳定性，与工程建设有着密切的联系。

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（二）断层要素

1、断层面：构成断层的破裂面，也就是断层两侧岩体沿之产生显著滑动位移的

面，叫做断层面，产状可用走向、倾向和倾角确定。断层一般不是单个的面，而

是由一系列的破裂面或次级断层所组成的带，即断层带或断裂带。

2、断层线：是指断层面与地面的交线，即断层面在地表的出露线，断层线延伸

方向即是断层走向，延伸的消失点，称为断层的端点。

3、断盘：断层面两侧发生相对位移的岩体，称为断(层)盘。当断层面倾斜时，

位于断层面上方的称为上盘、下方的称为下盘；当断层面近于直立时，则以方位

相称，如东盘、西盘等；也可根据两盘相对移动的关系，把相对上升的称为上升

盘，把相对下降的称为下降盘。

4、断距：断层两盘岩体沿断层面发生相对滑动的距离，称为断距。断距的大小

常常是衡量断层规模的重要标志，断距又分为总断距、水平断距及垂直断距。

（三）断层分类

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1、按断层面产状与岩层产状的关系分类

走向断层：断层走向与岩层走向一致的断层；

倾向断层：断层走向与岩层倾向一致的断层；

斜向断层：断层走向与岩层走向斜交的断层。

2、按断层面走向与褶皱轴向或区域线之间的关系分类

纵断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向平行的断层；

横断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向垂直的断层；

斜断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向斜交的断层。

3、按断层力学性质分类

压性断层：由压应力作用形成，其走向垂直于主压应力方向，多呈逆断层形式，

断面为舒缓波状，断裂带宽大、常有断层角砾岩。

张性断层：在张应力作用下形成，其走向垂直于张应力方向，常为正断层，断层

面粗糙，多呈锯齿状。

扭性断层：在剪应力作用下形成，与主压应力方向交角小于45。，常成对出现。

断层面平直光滑，常有擦痕出现。

4、按断层两盘相对运动的关系进行分类

(1)正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层，称为正断层。

正断层的产状一般较陡，倾角在45º～90º，断层线比较平直，一般是由于重力

作用或水平张力作用形成的，并在垂直于张应力方向上发育。

(2)逆断层：下盘相对下降，上盘相对上升的断层，称为逆断层。逆断层产状一

般比较平缓，倾角很少超过70º，断层线常呈舒缓的波状曲线，断层面倾角大小

又可分为：

冲断层：倾角>45º；

逆掩断层：25º～45°；

辗掩断层：<25º。

推覆构造：巨大的外来岩席，沿着一个近于水平的滑动面(倾角小，10º～15º)，

长距离的滑移(位移>15km)，常看一较老的岩层覆于较新的岩层之上。

逆断层一般是受水平的挤压应力作用，沿剪切破裂面形成的，常与褶皱相互伴生，

逆断层的规模一般较大，多为区域性的巨型构造。

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(3)平移断层：两盘岩体沿断层面走向作水平相对运动的断层，称平移断层。

平移断层，断层面近于直立，断层线平直，延伸很远，断层破碎带较窄，在断层

面上常有近于水平的擦痕。平移断层一般是在水平剪切应力的作用下形成的。

（4）枢纽断层

正、逆、平移断层的两盘相对运动都是直移运动。事实上，有许多断层常常

有一定程度的旋转。

断盘的旋转有两种情况：一种是旋转轴位于断层的一端，表现为横过断层走

向的各个剖面上的位移量不等，一种是旋转轴不位于断层的端点，表现为旋转轴

两侧的相对位移的方向不同，如一侧为上盘上升，而另一侧为上盘下降。

两种旋转均使两盘中岩层原来一致的产状不再平行一致。旋转量比较大的断

层，可称为枢纽断层。

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三、断层（四）断层的组合形态

1、正断层的组合形式

(1)阶梯状断层：几条产状大致相同的正断层，相互平行排列，各断层的一盘呈

阶梯状向着同一方向依次下降的组合形态，称为阶梯状断层。

(2)地垒：两条以上平行的正断层，断层面相对倾斜，其中间岩块为共同的上升

盘，两侧断层的上盘呈阶梯状依次下降，这种组合形态，称为地垒。

(3)地堑：两条以上平行的断层，断层面相向倾斜，对称排列，其间为共同的下

降盘，两侧断层的断盘依次上升，这种组合形态的断层称为地堑。

另外还的环状和放射状断层：

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2、逆断层的组合形式

(1)叠瓦状断层：一系列产状大致相同的断层，相互平行排列，各断层的上盘依

次上冲逆掩，在剖面上呈屋顶盖瓦式可鳞片状叠置，这种组合形式，称为叠瓦状

断层。

(2)对冲式断层：是由两条相反倾斜，相对逆冲的断层组成的组合形态。

(3)背冲式断层：由两条或两组相反倾斜的逆冲断层组成，表现为自一个中心分

别向两个相反方向逆冲，一般是自背斜核部向外逆冲，总体上常常呈扇状。

三、断层（五）断层的识别

1、地貌上的标志

(1)断层崖和断层三角面：在断层两盘的相对运动中，上升盘常常形成陡崖。称

为断层崖。如峨眉山金顶舍身崖、昆明滇池西山龙门陡崖。当断层崖受到与崖面

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垂直方向的地表流水侵蚀切割，形成沿断层面分布的三角形陡壁，称为断层三角

面。如河南偃师的五佛山。

(2)断层湖、断层泉：沿断层带常形成一些串珠状分布的断陷盆地、洼地、湖泊、

泉水等，可指示断层延伸方向。如我国云南东部顺南北向的小江断裂带分布了一

串湖泊，自北向南有杨林海、阳宗海、滇池、抚仙湖、杞麓湖以及昆明盆地、宜

良盆地、嵩明盆地、玉溪盆地等。

(3)错断的山脊、急转的河流：正常延伸的山脊突然被错断，往往是断层两盘平

移运动的结果；横切山脊走向的平原或盆地与山岭的接触带，往往是断层通过的

地方，如太行山前断裂带，使太行山在华北平原西缘拔地而起，成为华北平原的

西部屏障；正常流经的河流突然产生急转弯，或一些顺直深切的河谷，都能指示

断层延伸的方向，如鲜水河的支流在断层通过的地方突然发生转向。

2、构造上的标志

(1)断层破碎带与构造岩：规模较大的断层，常形成断层破碎带，其宽度大小不

等，在断层破碎带内常常有断层(构造)角砾岩，糜棱岩、碎裂岩、断层泥、构造

片状岩等构造岩。

(2)伴生节理：在断层剪切滑动作用下，发生在断层面两侧岩层中的节理，称为

伴生节理。

(3)牵引褶皱：断层两盘错动时，紧邻断层面两侧的地层，因受磨擦力的牵引，

发生塑性拖拉而形成的弯曲现象，称为牵引褶皱，

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(4)擦痕和阶步：断层两盘相互错动时，由摩擦作用导致在滑动面上产生平行密

集的微小刻槽，称为擦痕；断层面上与擦痕直交的细小陡坎，叫阶步；在断层面

上还有磨光的平面，叫磨擦镜面。

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擦痕与阶步

3、地层上的标志

(1)岩层中断及褶皱核部宽窄变化：岩层沿走向突然中断，造成一种岩层在走向

上与另一种或多种不同岩性的岩层接触，或造成褶皱核部地层出露界线发生宽窄

变体，说明有横断层或斜断层存在。

断层引起的褶皱核部宽窄变化

(2)地层的重复和缺失：当发生与岩层走向平行的断层时，常造成断层两盘部分

地层的重复和缺失。

断层引起的地层的重复和缺失

（六）断层的工程地质评价

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1、断层的力学性质：受张力作用形成的断层，其工程地质条件比受压力作用形

成的断层差。但压力作用形成的断层可能破碎带的宽度大，应引起注意；

2、断层位置与线路工程的关系，一般说来线路垂直通过断层比顺着断层方向通

过受的危害小；

3、断层面的产状与线路工程的关系：断层面倾向线路且倾角大于10o的，工程

地质条件差；

4、断层的发生发展阶段：正在活动的断层(如新构造运动剧烈、地震频繁地区的

断层)，对工程建筑物的影响大，有些相对稳定的断层，影响较小，但要考虑到

复活的可能，

5、充水情况：饱水的断层带稳定性差；

6、人为影响：有些大的水库，可使附近断层复活，不可忽视。