剪、张节理与褶皱的关系

与褶皱构造有关的配套节理，很大程度上是决定于褶皱构造的形成方式和发展进程。纵弯褶皱上发育的配套节理，与横弯褶皱上的有明显不同。在此着重介绍纵弯褶皱上发育的配套节理。

纵弯褶皱是在区域水平挤压应力作用下产生的。在区域水平挤压应力方位不变的情况下，随着纵弯褶皱的发生和发展，在不同的发展阶段和褶皱的不同部位，局部的应力状况是在不断变化的，因而产生的配套节理是不相同的。加之，地质构造的复杂性和人们认识客观事物的相对局限性，现在对纵弯褶皱上的配套节理在认识上仍有较多的分歧。现就一般的认识介绍如下。

1.平面共轭剪节理系

早期平面共轭剪节理系。自区域水平挤压应力开始作用于水平岩层至纵弯褶皱即将形成而尚未形成之前，往往会产生一对早期平面共轭剪节理系。两组剪节理面都与岩层面垂直，在平面上呈X状交叉。两组剪节理面的交线呈直立状态，指向中间主应力σ₂的方位；两组剪节理所夹钝角的平分线，指向最小主应力σ₃的方位（图5-15）。在有些部位，这套节理系往往会被后来的产生的节理所利用和改造，不能完整地保存下来。

图5-15 早期平面共轭剪节理系示意图

图5-16 晚期平面共轭剪节理系示意图

（a）背斜中和层以上部位的构造应力状态；（b）向斜中和层以上部位的构造应力状态

晚期平面共轭剪节理系。在区域水平挤压应力持续作用下，随着纵弯褶皱的形成和发展，在背斜和向斜的中和层以上部位，又往往会各自产生一对晚期平面共轭剪节理系（图5-16）。

当纵弯褶皱出现以后，虽然区域水平挤压应力的方位没有改变，但在背斜的中和层以上部位，由于岩层上拱而诱导产生的局部构造应力场方位与区域构造应力场方位是不相同的，最大、最小应力方位互换了位置。如果背斜是水平的，形成的晚期平面共轭剪节理系，两组剪节理交线是直立的，反映了局部构造应力场的中间应力方位与区域构造应力场的中间应力方位是一致的；两组剪节理所夹锐角的平分线与背斜轴迹平行，反映了局部构造应力场的最大主应力方位与区域构造应力场的最小主应力方位平行；两组剪节理所夹钝角的平分线与背斜轴迹垂直，反映了局部构造应力场的最小主应力方位与区域构造应力场的最大主应力方位平行。

如果向斜也是水平的，则在中和层以上部位出现的局部构造应力场方位与区域构造应力场的方位是一致的。所以，产生的晚期平面共轭剪节理系与早期平面共轭剪节理系是一样的，只不过得到了加强。

在水平褶曲上，早期或晚期平面共轭剪节理系的走向都与褶曲轴迹斜交，所以又都可以称为斜节理系。

2.剖面共轭剪节理系

早期剖面共轭剪节理系。当早期平面共轭剪节理系形成之后及纵弯褶皱雏形产生之初，最小和中间应力方位互换了位置，最小主应力方位成为直立，中间主应力方位成为水平。因而，在与最大主应力方位平行的剖面上，往往会产生一对早期剖面共轭剪节理系。两组剪节理系所夹锐角的平分线，指向区域挤压应力方位（图5-17）。

图5-17 早期剖面共轭剪节理系示意图

图5-18 晚期剖面共轭剪节理系示意图

晚期剖面共轭剪节理系。当纵弯褶皱出现以后，由于区域水平挤压应力持续作用，在水平背斜的中和层以上部位所形成的局部构造应力场，有可能变成最大主应力方位呈直立，最小主应力方位与背斜轴迹垂直，中间主应力方位与背斜轴迹平行。因而，有时会在横剖面上产生一对晚期剖面共轭剪节理系，两组剪节理所夹钝角的平分线指向区域水平挤压应力的方向（图5-18）。

在水平背斜上，剖面共轭剪节理系的走向与背斜轴迹平行，所以又可称为两组平行的纵剪节理系。

3.横张节理

早期横张节理。在纵弯褶皱形成之前，往往会追踪早期平面共轭剪节理系产生一组锯齿状早期横张节理。如果后来形成的褶曲是水平的，则节理的走向与褶曲轴迹垂直（图5-19）。

晚期横张节理。纵弯褶皱形成之后，在向斜的中和层以上部位，也会追踪晚期平面共轭剪节理系，产生一组锯齿状晚期横张节理（图5-20）。由于在向斜中和层以上部位的早、晚平面共轭剪节理系是一致的，所以晚期横张节理往往是利用了早期横张节理而得到了加强，两者是很难区别的。

当背斜发生倾伏时，在倾伏端中和层以上部位，往往会形成与背斜枢纽平行的局部张应力，因而产生一组晚期横张节理。它的特点是：成楔形张口；不呈锯齿状；节理面与岩层面、枢纽垂直；节理面的倾向与枢纽的倾伏向相反，两者的倾角互为余角。所以，根据这组晚期横张节理的产状，可以推测所在部位的枢纽倾伏方位和倾伏角。

图5-19 早期追踪横张节理示意图

图5-20 向斜中和层以上部位的晚期追踪横张节理示意图

4.纵张节理

纵张节理，一般是产生于褶皱的晚期。随着纵弯褶皱的形成，在背斜褶皱中和层以上部位往往会形成局部横向张应力，产生纵向张节理。它的特点是：如果背斜是水平的，节理的走向与背斜轴迹平行；节理面和岩层面垂直，在横剖面上呈扇形排列；每条节理都呈上宽、下窄的楔形开口。

上述四种节理，是在区域挤压应力作用下形成纵弯褶皱过程中较为普遍发育的伴生节理，也是最主要的节理。尤其是平面和剖面共轭剪节理系，分别反映了在形成纵弯褶皱的不同阶段和不同部位的局部构造应力状态。因此，对它们的研究，有助于认识区域构造特征及其发展规律。

在纵弯褶皱构造上的配套节理，如穹隆构造上的环状和放射状张节理，由于岩层呈穹状上拱，使岩层普遍受到环状和放射状方向的张应力作用，在放射状方向的张应力作用下形成环状张节理，在环状方向的张应力作用下形成放射状张节理。