二、节理与褶皱构造的关系
在一个地区,在同一应力场(或在同一构造运动)作用下,所产生的褶皱、断裂等彼此具有密切的成因联系。
现进一步说明褶曲的形成和各种节理的发生序次:
(一)岩层褶皱前的早期节理
当一套水平岩层受到水平方向的侧向压力时,在层面上出现两组剪切节理,即X节理(共轭节理);这种节理面垂直于层面,是为平面型X节理。
如果继续受力,会在沿着压力方向产生一组张节理,又叫横张节理;有时是沿着X节理面曲折拉开,形成追踪张节理。
(二)岩层褶皱后的晚期节理
岩层在水平压力的继续作用下,开始弯曲褶皱,如图7-59C所示,在背斜顶部产生平行于枢纽的张节理,又叫纵张节理(因在背斜顶部受到张应力作用)。这种节理垂直层面,上宽下窄呈楔形,从横剖面看,在中和面以上发育呈扇形分布。在脆性岩层中发育较好,有时追踪早期X节理,形成锯齿状的纵张节理。它们沿走向一般延伸不远。
如果褶皱继续发展,沿着最大剪切面又发育成X节理,但这晚期X节理与前者不同,在剖面上呈X交叉,而在层面上与枢纽平行,故称剖面X节理。
如果岩层中间夹有塑性较大岩层(如页岩),岩层褶皱时由于层间滑动所产生的力偶作用,使岩层发生小型褶皱,叫层间牵引褶皱或拖拉褶皱。
如果岩层中间夹有脆性较大的岩层,则在上下层的力偶作用下,形成层间剪节理。有时这种剪节理或其它原因的剪节理,细而密集,甚至可将岩层劈成薄片,称为劈理。
三、研究节理的意义
研究节理的类型、成因和分布规律有着重要的理论和实际意义。
首先,研究节理的分布、性质和组合情况,有助于推断区域性应力场的特点和各种应力的分布规律以及与各种构造的相互关系。
例如,根据共轭节理的锐角等分线的方向,从理论上讲代表挤压作用力的方向。
有时候一条剪节理是由许多条首尾衔接的呈羽状排列的小节理组成。沿着小节理的走向向前观察,若后一条小节理重叠于前一条小节理的左侧,则为左行(或叫左旋);若后一条小节理重叠在前一条节理的右侧,则为右行(或叫右旋)。如
其次,研究节理有很大实际意义。有些节理,主要是张节理常提供岩浆活动侵入的通道,并控制矿体的形成和分布。富含张节理的岩石,对于地下水的运动和富集有密切关系,有时构成地下水的含水层。此外,在进行隧道、水工建筑(水库大坝等)、矿井坑道、桥梁等工程设计和施工时,都必须对有关地区的岩石节理做详细的调查和测量,以防止可能引起的破坏作用和不良影响。
除此,节理对于地貌的发育、形态等有密切关系。节理构成岩石的软弱面,提供了风化和侵蚀的有利条件,流水、冰、植物等常沿节理风化或侵蚀,造成各种地貌。如花岗岩中的纵节理、横节理和层节理,往往把坚硬的岩石切割成无数方块,在棱、角处先行风化,形成球状风化地貌。有时沿着陡倾斜的节理风化侵蚀成险峻峭拔的地貌;有时沿着垂直节理侵蚀成悬崖峭壁或峰林石柱,如广东仁化丹霞地貌、河北承德棒锤山、北京西山龙门涧、云南路南石林、湖南大庸张家界等,都是在近水平的岩层中发育了几组垂直节理,然后顺着节理切开的岩层选择风化,结果塑造成千姿百态、群峰林立、石柱凌空的地貌形态。有些河谷是沿着节理的方向发育的。
测量节理产状要素的方法与测量岩层产状相同。有时节理面未暴露在外,可将硬纸片插入节理裂隙中,然后测量其产状要素。