节 理的分类 节 理的概念及其基本特征

节理分类的主要依据有两个方面: ①按节理与有关构造的几何关系划分; ②按节理形成的力学性质划分。实际上这两者是相互关联的。

1. 节理与有关构造的几何关系分类

节理是一种相对小型的构造，总是发育于其他构造之上。节理的产状与其他构造的产状之间往往存在一定的几何关系。

(1) 根据节理产状与岩层产状的关系分类

根据节理产状与所在岩层的产状关系可将节理分为 (图11-1) :

1) 走向节理 (strike joint) : 节理走向与所在岩层走向大致平行的节理。

2) 倾向节理 (dip joint) : 节理走向与所在岩层走向大致直交的节理。

3) 斜向节理 (diagonal joint) : 节理走向与所在岩层走向斜交的节理。

4) 顺层节理 (bedding joint) : 节理面与所在岩层的层面大致平行的节理。

图11-1 根据节理产状与岩层产状关系的节理分类

图11-2 根据节理产状与褶皱轴向关系的节理分类

(2) 根据节理与褶皱轴的关系分类

根据节理与褶皱轴方位之间的关系，可将节理分为 (图11-2) :

1) 纵节理 (longitudinal joint) : 节理走向与褶皱轴向平行的节理。

2) 横节理 (cross joint) : 节理走向与褶皱轴向直交的节理。

3) 斜节理 (diagonal joint) : 节理走向与褶皱轴向斜交的节理。

对于发育于水平岩层或近水平岩层中的节理，一般根据节理的走向划分，如北东向节理、北西向节理等。

2. 节理的力学性质分类

根据节理的力学性质，可将节理分为剪节理和张节理两类。

(1) 剪节理

剪节理 (shear joint) 是岩石受剪应力作用产生的破裂面，具有以下主要特征:

1) 剪节理产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远。

2) 剪节理较平直光滑，有时具有因剪切滑动而留下的擦痕，当剪节理未被矿物质充填时是平直闭合缝隙; 如被充填，脉宽较为均匀，脉壁较为平直。

图11-3 “X”型共轭剪节理

3)发育于砾岩和砂岩中的剪节理，一般切穿砾石和胶结物。

4)典型的剪节理常常形成“X”型共轭节理(conjugated joint)。“X”型节理发育良好时，可将岩石切割成菱形、棋盘格式岩块或这种类型的柱体(图11-3);如只发育一组节理，则相互平行延伸。剪节理排列往往具等距性。

5)主剪裂面由羽状微裂面组成。羽状微裂面与主剪裂面交角一般为10°～15°，相当于内摩擦角(φ)的一半。图11-4是单剪实验形成的两组羽状微剪节理S₁与S₂。S₁组微剪裂面与主剪裂面MN夹角为α(φ/2)，S₂组微剪裂面与MN夹角为γ。

6)剪节理尾端尖灭处常呈折尾、菱形结环、节理叉(图11-5)。

图11-4 单剪实验形成的两组共轭剪节理S₁与S₂S₁组羽状微剪裂面与主剪裂面(MN)夹角不超过15°(α=/2)，p—一对平行力偶(外力)

图11-5 剪节理尾端变化的三种形式

(2)张节理

张节理(tension joint)是岩石受张应力作用产生的破裂面，它具有以下主要特征:

1)产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲，常侧列产出(图11-6)。

2)节理面粗糙不平、无擦痕。

3)在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中的张节理常常绕过砾石或粗砂粒;如切穿砾石，破裂面也凹凸不平。

4)张节理多开口，一般被矿脉充填。脉宽变化较大，脉壁不平直(图11-7)。

5)张节理有时呈不规则的树枝状、各种网络状，有时追踪“X”型共轭剪节理形成锯齿状张节理(图11-8)、单列或共轭雁列式张节理(图11-7，图11-9)，有时也呈放射状或同心圆状组合形式。

6)张节理尾端尖灭处常呈树枝状分叉或杏仁状结环。

上述剪节理和张节理的特征是一次变形产生的节理所具有的。若岩石或岩层经历了多次变形，早期节理的特征常被后期的变形改造或破坏。即使在同一次变形中形成的节理，因各种因素的干扰，也会使节理不具备上述诸方面的典型特征。

图11-6 湖北白垩系、第三系砂岩张节理侧列现象(据马宗晋等，1965)

图11-7 不同期次张节理的交切关系(据万天丰，1988)

图11-8 一对共轭张节理

图11-9 北京周口店奥陶系白云岩中沿共轭剪切带形成的两组雁列张节理 (火炬状节理)

节理的分类~

按节理的成因，节理包括原生节理和次生节理两大类。原生节理是指成岩过程中形成的节理。例如沉积岩中的泥裂，火花熔岩冷凝收缩形成的柱状节理，岩浆入侵过程中由于流动作用及冷凝收缩产生的各种原生节理等。次生节理是指岩石成岩后形成的节理，包括非构造节理（风化节理）和构造节理。其中构造节理是所有节理中最常见的，它根据力学性质又可分两类：张节理和剪切节理。前者即岩石受张应力形成的裂隙，后者即岩石受切应力形成的裂隙。沿最大切应力方向发育的细而密集的剪切节理，称为“劈理”。通常，以节理与岩层的产状要素的关系而划分为四种节理：走向节理：节理的走向与岩层的走向一致或大体一致。倾向节理：节理的走向大致与岩层的走向垂直，即与岩层的倾向一致。斜向节理：节理的走向与岩层的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交。顺层节理：节理面大致平行于岩层层面。前三种最为常见。其次，节理的分类还可以节理的走向与区域褶皱主要方向、断层的主要走向或其他线形构造的延伸方向等关系而进行，可划分为三种：纵节理：两者的关系大致平行。横节理：二者大致垂直。斜节理：二者大致斜交。如果褶皱轴延伸稳定，不发生倾伏的话（水平褶皱），则走向节理相当于纵节理，倾向节理相当于横节理，斜向节理相当于斜节理。在认识节理的形态及其名称以后，也可以适当地作些力学分析研究，如节理与褶皱的关系，节理的形态与受力的关系等。

节理(joint)又称为裂缝或裂隙，它们是岩石受力发生破裂，两侧的岩石沿破裂面没有发生明显位移的一种断裂构造。节理与地质灾害的关系十分密切，特别对崩塌和滑坡灾害的形成具有重要的作用。节理与油气的关系也很密切，从世界上已开发的油气田统计数据看，裂隙性储层在油气资源和生产能力方面，大约占世界总量的一半。
节理发育的基本特征是分布普遍，发育不均，同时又具有方向性和组系性。
除了松散的堆积物和十分潮湿柔软的岩石外，节理是一种普遍存在的地质现象，无论是老岩石还是新岩石，无论在地表还在地下，都可以有节理存在。
单个节理的形态是多样的，有的平直，有的弯曲，亦有呈锯齿状的。节理的形态是成因的一种表现形式。许多在岩石中出现的节理，也有大小之分。节理的大小是指它在平面上延伸的长度和张开的宽度。统计数据表明，大小之间可以相差几十倍。从数量上看，80%以上属于小节理。
节理的大小与其穿层情况有一定的联系。较大的节理可以穿过若干层，把上下不同层位的节理连通起来。而较小的节理往往只局限在一定的岩层之中，其纵向和横向的连通情况都较差。节理中的充填物有硅质、铁质、钙质、泥质等，一般以硅质充填的较紧，以泥质充填的较疏松，铁质和钙质充填介于两者之间。被充填后的节理，其充填程度差别很大。
除了单个节理的差异外，节理发育的不均匀性还表现在其发育程度的不均一性。大量调查资料证明，平面与剖面上节理的发育程度都可以有很大的差别。岩性特征及构造发育部位的不同是两个主要影响因素。大量的统计结果表明，同一岩层在不同的构造部位，节理的发育程度亦不相同，在构造轴部比在构造翼部发育。
节理发育不均是普遍现象，节理不均一性的规律在分布上表现为方向性和组系性。这种构造现象的发生和发展也不是孤立的，它们与褶皱和断层等地质构造具有密切的成因联系。