裂缝的地质成因类型有哪些

A. 裂缝按其形成的原因可分为哪两类

断层，因挤压运动底层被迫抬升形成地垒（泰山、庐山），因背离（拉伸）运动下沉形成地堑（渭河谷地、加利福尼亚湾）。

B. 什么是地质构造 有哪几种类型 各有什么特征

地质构造
是指在地球的内、外应力作用下，岩层或岩体发生变形或位移而遗留下来的形态。
地质构造有褶皱、节理、断层三种基本类型。
褶皱的特征：分为背斜和
向斜
。
1．背斜：岩层向上弯曲、中心部位岩层较老,两侧岩层依次变新。
2．向斜：岩层向下弯曲、中心部位岩层较新,两侧岩层依次变老。
节理的特征：自地表向下随深度加大,节理的密度逐渐降低。
断层的特征：具有显著位移的断裂.断层在地壳中广泛发育，但其分布不均匀。
第一、
地质作用
与地质构造的区别。地质作用是过程，地质构造是结果。正是由于地质作用才产生的各种不同形态的地质构造。地质作用分为
内动力地质作用
和
外动力地质作用
。
内应力
地质作用的表现：褶皱、断层。外应力地质作用表现为：风化、侵蚀、搬运、堆积、
固结成岩
，地貌表现形式如：沙漠中风蘑菇蚀、
黄土高原
千沟万壑、
冲积平原
。
第二、地质构造对工程的影响。
褶皱构造
核部
岩石破碎
、裂隙发育，强度低，渗透性较大。
闸坝
、电站、隧洞等选址时应尽量避开这种地段。选址还应考虑库区的断裂情况，较
大断层
如伸到库外，可能会产生库区渗漏现象。
第三、地质构造可依其生成时间分为
原生构造
与
次生构造
，次生构造是
构造地质学
研究的主要对象，而原生构造一般是用来判断岩石有无变形及变形方式的基准。
第四、地质构造造成了不同的
地形地貌
。丰富多彩的地质构造，才让我们的山川河流各有各的风采。每个地方的地质构造都是不同的，同时三种基本类型又都具有，但是其中又是某种类型的构造占主要的，从而使得每个地方的地形是主要某种类型的。

C. 地裂缝有哪些类型

地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因，常将其分为如下几类:

(1)地震裂缝

各种地震引起地面的强烈震动，均可产生这类裂缝。

(2)基底断裂活动裂缝

由于基底断裂的长期蠕动，使岩体或土层逐渐开裂，并显露于地表而成。

(3)隐伏裂隙开启裂缝

发育隐伏裂隙的土体，在地表水或地下水的冲刷、潜蚀作用下，裂隙中的物质被水带走，裂隙向上开启、贯通而成。

(4)松散土体潜蚀裂缝

由于地表水或地下水的冲刷、潜蚀、软化和液化作用等，使松散土体中部分颗粒随水流失，土体开裂而成。

(5)黄土湿陷裂缝

因黄土地层受地表水或地下水的浸湿，产生沉陷而成。

(6)胀缩裂缝

由于气候的干、湿变化，使膨胀土或淤泥质软土产生胀缩变形发展而成。

(7)地面沉陷裂缝

因各类地面塌陷、过量开采地下水、矿山地下采空引起地面沉降过程中的岩土体开裂而成。

(8)滑坡裂缝

由于斜坡滑动造成地表开裂而成。

此外，通常还按形成地裂缝的动力原因，即地壳内动力和外动力，将地裂缝分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三大类。前述的(1)，(2)类即属构造地裂缝，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)类为非构造地裂缝，第(3)类应为混合成因地裂缝。

上述仅是几种主要类型，还有其他类型，这里不再赘述。

地裂缝灾害也是严重影响我国人民生活、生产建设的主要地质灾害之一，它广泛分布于全国各地，条数成千上万。仅河北、河南、陕西、山西、山东、江苏、安徽7省的不完全统计，已有200个县(市、区)发现地裂缝点746处。在城市中，已出现地裂缝的有西安、大同、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等，其中以西安最为典型和严重。西安地裂缝群分布范围西至唣河，东到纺织城，南起三爻村，北至井上村，面积约155平方千米。它发育在特殊的黄土梁洼地貌的基础上，成带状发育，准平行等间距，NNE向展布，主地裂缝均显示南倾南降特点。

D. 混凝土结构裂缝的类型有哪些

1、温度裂缝，这是由于混凝土在浇筑硬化的时间内，里面和外面的温度专差异变大，从而表属面产生了一些没有规则的裂缝。

2、干缩裂缝，则通常是在养护期间出现的，因为里面和外面水分蒸发的程度不同，导致了裂缝的出现。

3、外力负荷裂缝，这主要是因为混凝土局部的重量超过，导致受力不均衡而出现裂缝。

(4)裂缝的地质成因类型有哪些扩展阅读：

混凝土裂缝处理：

1、树脂灌注法：能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树脂可以灌入到0.05㎜的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外，当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时，通常不易采用树脂灌注法。

2、聚合物浸入法：在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤，使树脂溢于裂缝表面。

3、钉合法：当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时。使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。

4、表面封闭法：这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝，通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。

E. 裂缝分类及分布模式

裂缝是指内外应力作用下岩石发生破裂而形成的不连续面。显然，裂缝的形成与岩石介质及其所受应力状况有关。裂缝分类方法种类繁多，各有不同，有从成因分类，有从产状和几何形态分类，也有从破裂性质分类。Steams，Friedman和Nelson （2000） 将裂缝分成实验裂缝和天然裂缝两类，具体分为成因分类和地质分类。前者分为剪切裂缝、扩张裂缝及拉张裂缝；后者分为构造裂缝、区域裂缝、收缩裂缝、与表面有关的裂缝。他们3人的裂缝分类方法，构成了裂缝分类的基础。范高尔夫-拉特 （1998） 根据裂缝的外貌、形态、尺度、开度和可测量性归纳成描述准则的分类，依据构造变形、应力状态、地层岩性及厚度归纳成地质准则的分类。概括起来他将裂缝划分成两类：(1)基于描述准则的分类；(2)基于地质准则的分类。何远碧 （1992） 对LN地区碳酸盐岩储层的钻井岩心进行了系统观察，根据裂缝的成因、力学性质、充填物等将裂缝分成两大类八小类：(1)构造裂缝，包括方解石全充填的张性裂缝、方解石半充填的张性裂缝、泥质充填的压扭裂缝、未充填的微细裂缝、构造缝合线；(2)非构造裂缝，包括成岩收缩网状微裂缝、成岩缝合线、风化裂缝。除此以外，还有不少人从不同研究角度，对裂缝进行分类。这里不再一一赘述。归纳起来，可以划分为如下3类：

◎成因分类：基于实验室的挤压、扩张、拉张试验所形成的剪裂缝、扩张裂缝、拉张裂缝。

◎地质分类：基于构造变形、应力状态、地层岩性、地层厚度、地质环境。

◎几何学分类：基于裂缝尺度、产状、形态、密度、开度以及可测量性。

本部分主要介绍前两种的分类，几何学分类将在有关裂缝参数中介绍。

（一） 裂缝的力学成因类型

在地质条件下，岩石处于上覆地层压力、构造应力、围岩压力及流体 （孔隙） 压力等作用力构成的复杂应力状态中。在三维空间中，应力状态可用3个相互正交的法向变量（即主应力） 来表示，以分量σ₁、σ₂和σ₃分别代表最大主应力、中间主应力及最小主应力。在实验室破裂试验中，可以观察到与3个主应力方向密切相关的3种裂缝类型，即剪裂缝、张裂缝 （包括扩张裂缝和拉张裂缝） 及张剪缝。岩石中所有裂缝必然与这些基本类型中的一类相符合。

1. 剪裂缝

剪裂缝是由剪切应力作用形成的。剪裂缝方向与最大主应力 （σ₁） 方向以某一锐角相交 （一般为30°），而与最小主应力 （σ₃） 方向以某一钝角相交。在任何的实验室破裂实验中，都可以发育两个方向的剪切应力 （两者一般相交60°），它们分别位于最大主应力两侧并以锐角相交 （图4-28）。当剪切应力超过某一临界值时，便产生了剪切破裂，形成剪裂缝。根据库仑破裂准则，临界剪应力与材料本身的粘结强度 （τ_o） 及作用于该剪切平面的正应力 （σ_n） 和材料的内摩擦系数 （μ） 有关，即τ临界＝τ_o＋μσ_n。

剪裂缝的破裂面与σ₁-σ₂面呈锐角相交，裂缝两侧岩层的位移方向与破裂面平行，而且裂缝面上具有“擦痕” 等特征。在理想情况下，可以形成两个方向的共轭裂缝 （即图4-28之B、C）。共轭裂缝中两组剪裂缝之间的夹角称为共轭角。但实际岩层中的剪裂缝并不都是以共轭型式出现的，有的只是一组发育而另一组不发育。剪裂缝的发育型式与岩层的均质程度、围岩压力等因素有关。当岩层较均匀、围岩压力较大时，可形成共轭的剪裂缝，而当岩层均质程度较差、围岩压力较小时，趋向于形成不规则的剪裂缝。

2. 张裂缝

张裂缝是由张应力作用形成的。当张应力超过岩石的抗张强度时，便形成张裂缝。张力方向 （岩层裂开方向） 与最大主应力 （σ₁） 垂直，而与最小主应力 （σ₃） 平行，破裂面与σ₁-σ₂平行，裂缝两侧岩层位移方向 （裂开方向） 与破裂面垂直。张裂缝一般具有一定的开度，有的被后期矿物充填或半充填。

根据张应力的类型，可将张裂缝分为两种，即扩张裂缝和拉张裂缝。

◎扩张裂缝：扩张裂缝是在3个主应力均为压应力的状态下诱导的扩张应力所形成的裂缝。当扩张应力超过岩石的抗张强度时，便形成扩张裂缝。裂缝面与σ₁和σ₂平行，而与σ₃垂直；裂缝张开方向与裂缝面垂直 （图4-28之A）。扩张裂缝经常与剪裂缝共生。

图4-28 破裂试验中3个主应力方向及潜在裂缝

◎拉张裂缝：拉张裂缝是由拉张应力形成的张裂缝，亦具有裂开方向与破裂面垂直的特征。从裂缝形态来看，拉张裂缝与扩张裂缝相同，但扩张裂缝是在3个主应力都是挤压时 （应力值为正） 形成的，而拉张裂缝形成时，至少有一个主应力 （σ₃） 是拉张的 （即应力值为负）。拉张应力可以是区域性的，也可以是局部性的，如在岩层受到主压应力作用而形成褶皱时，在褶皱顶部可派生出平行褶皱短轴方向的拉张应力. 从而形成平行褶皱长轴的纵向裂缝。这种纵向裂缝即为一种拉张裂缝 （图4-29）。

图4-29 与褶皱有关的3种裂缝 （σ₁与褶皱短轴方向一致）

在图4-29中，褶皱是在较大压应力作用状态下形成的。最大主应力σ₁平行于褶皱短轴。在主压应力作用下，最先形成横向裂缝即扩张裂缝，然后形成共轭剪裂缝。在褶皱发展过程中，在褶皱横截面上的局部应力状态可能发生变化，即褶皱上部发生拉张，褶皱下部压缩，其间有一个中性面 （即岩层受力前后长度不变的面）。在褶皱上部发生拉张的岩层内，即可形成拉张裂缝，裂缝延伸方向平行褶皱长轴，故称为纵向裂缝或纵张裂缝。在向斜底部亦可能形成这种拉张裂缝。值得注意的是，并非所有的纵向裂缝都是拉张裂缝，如果最大主应力平行于褶皱长轴，则可能形成属于扩张裂缝性质的纵向裂缝。

一般地，将那些σ₃是挤压或符号未知且裂缝面平行于σ₁-σ₂面而垂直于σ₃的裂缝称为扩张裂缝，而只有当有证据表明σ₃为拉张 （即符号为负） 时才能称为拉张裂缝。

3. 张剪缝

除上述剪裂缝和张裂缝外，还存在一种过渡类型，即张剪缝。它是剪应力和张应力的综合作用形成的，一般是两种应力先后作用，或先剪后张，或先张后剪。张剪缝的破裂面上可见擦痕，但裂缝具有一定的开度。

（二） 裂缝的地质成因类型及分布模式

从地质角度来讲，裂缝的形成受到各种地质作用的控制，如局部构造作用、区域应力作用、收缩作用、卸载作用、风化作用等。上述地质作用是控制裂缝形成的主要地质因素，并可分别形成构造裂缝、区域裂缝、收缩裂缝、卸载裂缝和风化裂缝。

1. 构造裂缝

构造裂缝指由局部构造作用所形成的或与局部构造作用相伴生的裂缝，主要是与断层和褶皱有关的裂缝。裂缝的方向、分布及形成均与局部构造的形成和发展相关。

（1） 与断层有关的裂缝

断层实际上是裂缝的宏观表现。断层两盘的岩层沿断裂面发生了明显相对位移。裂缝是断层形成的雏形。一般地，在业已存在的断层附近，总有裂缝与其伴生，两者发育的应力场是一致的。

1） 对于正断层而言，最大主应力σ₁为垂直方向，中间主应力σ₂和最小主应力σ₃为水平方向 （图4 -30）。断裂面实际上为剪切面，与正断层伴生的主要裂缝有：

◎张裂缝：平面上平行于断层方向，而在剖面上则为垂直方向，即破裂面与σ₁方向平行 （亦即平行于σ₁-σ₂面，而与σ₃垂直）。如果σ₃为拉张应力，则形成拉张裂缝；如果σ₃为压应力，形成的张裂缝则为扩张裂缝。

◎剪裂缝：可发育两组剪裂缝，一组平行于断层，另一组与断层共轭。这两组剪裂缝本身又呈共轭型式。但在实际岩层中，这两组裂缝并非都能均等发育。

2） 对于逆断层而言，最大主应力σ₁为水平方向，最小主应力方向为垂直方向。断层面亦为剪切面，岩层沿水平方向缩短 （图4-30），与逆断层相伴生的裂缝则主要为扩张裂缝和剪裂缝：

◎扩张裂缝：在平面上与断层垂直，在剖面上则为水平方向，裂缝面与σ₁-σ₂面平行，与σ₃垂直。在这种理想情况下，扩张裂缝为水平缝。

◎剪裂缝：一组剪裂缝与断裂面平行，另一组剪裂缝与断层面共轭。两组裂缝若均等发育可构成共轭裂缝。

以上分析了理想情况下的裂缝发育类型和发育方向与断层的关系。实际上，断层与裂缝的关系是十分复杂的，这与断层发育的复杂性有关，特别是在考虑裂缝发育程度与断层的关系时，情况更为复杂。与断层作用相关的裂缝发育程度与下列因素有关：距断层面的距离、断层的位移量、岩性、岩体的总应变、埋深和断层类型。一般地，断层附近裂缝较发育，随着与断层面距离的增加，裂缝发育程度降低。另外，根据力学实验可知，断层末端、断层交汇区及断层外凸区是应力集中区，因而也是裂缝相对发育带。

图4-30 与正断层和逆断层伴生的裂缝分布

（2） 与褶皱有关的裂缝系统

岩层发生褶皱时，应力和应变历史十分复杂。不同的褶皱所经受的应力状态不同，而对于同一褶皱来讲，在其形成过程中亦可能会经历不同的应力作用史。在不同的应力状态下，可发育不同的裂缝型式。下面简述几种主要的与褶皱有关的裂缝型式：

◎类型Ⅰ——横向扩张裂缝与平面X剪切缝：在长轴背斜的弯曲变形过程中，应力状态一般为：最大主应力σ₁平行于倾向和层面，最小主应力σ₃平行于走向，中间主应力σ₂垂直于层面 （图4-31）。此时，岩层沿倾向方向压缩，将形成沿倾向方向的扩张裂缝和共轭剪裂缝。该类型中的扩张裂缝为横向裂缝。

图4-31 与褶皱有关的裂缝类型Ⅰ

◎类型Ⅱ——纵向扩张裂缝与平面X剪裂缝：最大主应力σ₁作用于褶皱轴的方向 （走向），最小主应力σ₃平行于构造倾向和层理面，中间主应力σ₂仍垂直于层面 （图4-32）。这时将导致背斜沿走向方向的缩短。在这种情况下，将产生沿走向方向的扩张裂缝 （此时扩张裂缝为纵向裂缝） 和平面X剪裂缝。

一般说来，类型Ⅰ先于类型Ⅱ。在产生类型Ⅰ裂缝的过程中，岩层发生褶皱，而在产生类型Ⅱ裂缝的过程中，应力作用是对已形成的褶皱进行改造。

图4-32 与褶皱有关的裂缝类型Ⅱ

◎类型Ⅲ——褶皱轴部的拉张裂缝：在岩层发生褶皱过程中，岩层发生弯曲变形。这时，随着弯曲过程的进行，在褶皱轴都会发生局部应力和应变的转化，即岩层上部发生拉张，岩层下部发生挤压，中间为中性面 （岩层受力前后长度不变的面）。当岩层上部拉张应力超过岩石拉张强度时，则形成拉张裂缝，而中性面以下不形成裂缝，只可能形成一些缝合线。对于长轴背斜来讲，拉张裂缝沿背斜长轴延伸，为纵向裂缝；对于短轴背斜和穹隆而言，则可能形成两组相互正交的拉张裂缝，构成拉张裂缝网络；对于向斜来说，在其弯曲底部亦可形成拉张裂缝 （图4-33）。

图4-33 与褶皱有关的裂缝类型Ⅲ

◎类型Ⅳ——平行层面的扩张裂缝及与其呈锐角相交的剖面X剪裂缝：当最大主应力σ₁平行于倾向和层面 （σ₁方向与类型Ⅰ情况相同） 时，最小主应力垂直于层面，中间主应力平行于层面走向时，将产生平行层面的扩张裂缝及与其呈锐角相交的剖面X剪裂缝 （图4-34）。

◎类型Ⅴ——垂直层面的扩张裂缝与剖面X剪切缝：如果最大主应力作用于垂直层面的方向上，将产生垂直层面的扩张裂缝及与其呈锐角相交的剖面X剪裂缝 （图4-35）。

图4-34 与褶皱有关的裂缝类型Ⅳ

图4-35 与褶皱有关的裂缝类型Ⅴ

◎类型Ⅵ——与层间滑动相伴生的裂缝：在褶皱过程中，可能发生层间滑动，并可能导致层间脱空缝和层间剪裂缝的形成。此时的应力状态为：σ₁和σ₃分别与层面呈一定角度相交，而σ₂平行于岩层走向。

2. 区域裂缝

区域裂缝是指那些在区域上大面积内切割所有局部构造的裂缝。在大面积内，裂缝方位变化相对较小，破裂面两侧沿裂缝延伸方向无明显水平错移，而且总是垂直于主层面。这些裂缝与上述构造裂缝的主要差别在于：区域裂缝的几何形态简单且稳定；裂缝间距相对较大；一般为两组正交裂缝，多为垂直缝，并且在大面积内切割所有局部构造。

区域裂缝一般以两组正交裂缝的形式发育。Price （1974） 指出，在沉积盆地中，这两组正交方向分别平行于盆地的长轴和短轴，其成因是由于岩层的负载和卸载历史造成的。然而，对于区域裂缝的成因机理目前并不十分清楚。

在许多油气田中，区域裂缝作为油气储集空间，如美国的Big Sandy气田是在发育区域裂缝的页岩中产气。区域裂缝在油气储层中的重要性仅次于构造裂缝。当构造裂缝系统与区域裂缝系统互相叠加时，将形成极好的裂缝性储层。

3. 收缩裂缝

收缩裂缝是与岩石总体积减小相伴生的张性裂缝的总称。这些裂缝的形成与构造作用无关，而为成岩收缩缝。形成这些裂缝的原因主要有：干缩作用 （形成干缩裂缝，即泥裂）、脱水作用 （形成脱水收缩裂缝）、矿物相变 （形成矿物相变裂缝） 及热力收缩作用（形成热力收缩裂缝）。

◎干缩裂缝：干缩裂缝实际上就是我们所熟悉的泥裂。这种裂缝是在炎热气候条件下，粘土沉积物或灰泥沉积物出露地表因干燥失水收缩 （Desiccation） 而形成。裂缝断面呈上宽下窄的楔状 “V” 字形或 “U” 字形，裂缝上部宽度一般小于2～3cm，深度为几毫米至几十厘米。在平面上，裂缝系统呈多边形。由于这种裂缝系统局限发育于较薄的地形暴露面上，且往往被后期沉积物所充填，因此对油气储集的意义不大。

◎脱水收缩裂缝：脱水作用 （Syneresis） 是沉积物体积减小的一种化学过程，它包括粘土的失水和体积减小以及凝胶或胶体的失水和体积减小。它与前述的干燥作用不同，干燥作用仅发生于地表，且为一种机械过程，而脱水作用既可发生于地表，又可发生于水下或地下，且为一种化学过程。脱水收缩裂缝在沉积物三维空间内发育成三维多边形的网络，且裂缝间隔小，形成所谓的 “鸡笼状”，在三维空间上均匀分布，裂缝系统在三维空间中互相连通。这种裂缝不仅可出现于泥页岩中，还可出现于粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、石灰岩及白云岩中。发育这种裂缝的岩层可形成很好的油气储层。

◎矿物相变裂缝：矿物相变裂缝是由于沉积物中碳酸盐或粘土组分的矿物相变引起的体积减小而形成的裂缝。例如，方解石向白云石的化学转变、蒙脱石向伊利石的相变可导致体积的减小，可能形成裂缝。

◎热力收缩裂缝：热力收缩裂缝是指那些受热岩石在冷却过程中发生收缩而形成的裂缝。火成岩 （如玄武岩） 中的柱状节理是典型的热力收缩裂缝。

4. 卸载裂缝

卸载裂缝是由于上覆地层的侵蚀而诱导产生的裂缝，其形成机理至少有以下两种：(1) 由于上覆地层的侵蚀，岩层的负载减小，应力释放，岩层内部通过力学上薄弱的界面产生膨胀、隆起及破裂，从而形成裂缝；(2)如果在一定范围内侵蚀厚度变化较大，即地形起伏较大，地下岩层所承受的静水压力在横向上出现了差异，于是造成流体的横向运移，若运移的流体与深部高压剖面或连续含水层相通，则会大大增加流体压力梯度，从而可能形成天然水压裂缝。

5. 风化裂缝

风化裂缝是指那些在地表或近地表与各种机械和化学风化作用 （如冻融循环、小规模的岩石崩解、矿物的蚀变和成岩作用） 及块体坡移有关的裂缝。

F. 地质构造类型有哪几种

地质构造主要分为两大类，四小类：
一是褶皱，包括背斜和向斜两种形态；其中岩层向上拱起的是背斜，向下弯曲的是向斜。
二是断层，包括地垒（断层上升岩层）和地堑（断层下降岩层）两种。

G. 裂缝地质特征

分类是科学研究的基础。合理有效的分类方案可使事物不同特征之间的逻辑关系更加清晰。火山岩储层发育多种成因和不同产状的裂缝, 需要对其进行科学的分类。 因此, 首先依据《火山岩储集层描述方法》(SY/T 5830-93), 利用岩心、 薄片和测井资料对准噶尔盆地火山岩裂缝开展分类研究; 在此基础上运用统计学知识分析裂缝的发育程度、 有效性及定向性等地质特征。

1. 裂缝地质描述及分类

裂缝表现为长宽比远大于孔隙的片状空间, 首先利用岩心及薄片资料从地质角度识别裂缝并分类描述裂缝的成因和产状。

(1) 成因分类

根据成因可将裂缝可分为原生和次生两种。 原生缝包括冷凝收缩缝、 炸裂缝、砾间缝及层间缝, 次生缝包括构造缝、 风化缝、溶蚀缝和缝合缝。在原生裂缝中, 冷凝收缩缝是火山岩喷出地表后经冷凝收缩产生的裂缝, 形状不规则, 主要发育于各种熔岩中; 炸裂缝则由岩浆喷发时产生的上拱力、岩浆爆发引起的气液爆炸作用而形成, 常呈不规则网状发育于角砾岩中; 砾间缝发育于砾石颗粒之间及砾石与基质之间, 围绕砾石边缘分布, 与角砾间的压实程度及砾石抗压强度有关; 层间缝发育在岩性差别大的岩层之间或层理发育的同一岩层之中, 面积较大, 延伸较远, 常成为油气运移的重要通道。 在次生裂缝中, 构造缝由构造作用或构造运动产生, 开度大、 延伸远, 表现形式复杂, 发育于各种火山岩中;风化缝是火山岩在地表水及大气风化作用下发生机械破裂而形成, 形态极不规则, 有马尾状、 雁行式、 叶脉状等, 常发育于火山岩体顶界面; 溶蚀缝是地表淡水或地下水沿裂缝向下渗流溶解时使缝宽增加而形成, 发育于各类火山岩中; 缝合缝则是指相邻两个岩层之间或同一岩层的两个相邻部分存在的锯齿状连接缝, 与压溶作用有关, 发育于不同火山岩层之间。

根据大量岩心和铸体薄片的观测描述, 准噶尔盆地主要发育4种原生裂缝、 2种次生缝 (图4-40)。 原生缝包括冷凝收缩缝、 炸裂缝、 砾间缝和层间缝, 次生缝包括构造缝和溶蚀缝。 统计结果表明, 火山岩构造缝普遍发育, 溶蚀缝较发育, 收缩缝主要发育于火山熔岩中, 砾间缝则普遍发育于火山角砾岩中。

图4-40 滴西地区石炭系火山岩裂缝成因类型

(2) 产状分类

按产状, 裂缝可分为直劈缝、 斜交缝、 水平缝和网状缝。 其中, 直劈缝倾角大于80°、斜交缝倾角30°～80°、水平缝则小于30°。岩心观察结果表明, 滴西石炭系火山岩裂缝以斜交缝为主, 网状缝和水平缝次之(图4-41)。

图4-41 滴西地区石炭系火山岩裂缝产状分类

2. 裂缝测井识别及分类

FMI成像图显示: 天然裂缝为深色 (充填不导电物质后为浅色) 正弦型线条, 缝宽有一定变化, 形态相对不规则; 诱导缝表现为沿井壁对称 (180°) 出现的羽状或雁列状深色曲线 (图4-42)。 利用FMI成像测井在滴西石炭系火山岩中识别出各种产状的开启天然缝 (直劈缝、 斜交缝、 网状缝)、 充填缝-半充填天然缝和诱导缝 (图4-42)。

从图4-43可以看出: 滴西石炭系火山岩以天然裂缝为主 (占84%): 天然裂缝又以斜交缝为主 (50%), 网状缝次之 (28%)。 裂缝开启程度高, 开启缝占96.4%, 充填-半充填缝只占3.6%。

图4-42 FMI成像测井解释裂缝类型

图4-43 FMI裂缝解释分类统计结果

3. 裂缝发育程度

以FMI裂缝识别结果为基础, 初步定义裂缝发育段厚度占相应火山岩总厚度的百分比为裂缝发育程度评价参数, 通过统计不同岩性及不同井区的裂缝发育程度, 得到如下初步认识:

1) 火山岩裂缝发育程度受岩石力学特性影响, 与火山岩类型有关。 如图4-44, 在滴西地区石炭系火山岩中, 以花岗斑岩、 二长玢岩裂缝发育程度最高, 裂缝发育段厚度占94.8%和92.9%; 安山玄武岩、 玄武岩次之, 裂缝段厚度分别占55.8%和53.5%; 相对而言凝灰质砂砾岩、 安山质角砾岩裂缝发育程度最低, 裂缝段分别占7.8%和1.8%。

2) 在平面上, 裂缝受断裂系统控制, 同时与构造位置有关。 在裂缝与断裂关系上。从图4-45可看出: 研究区内单井以滴西18井和滴西182井裂缝最发育, 裂缝段厚度分别占90.9%和59.8%。 其中, 滴西18井离滴水泉西断裂最近, 滴西182井则有一条较大的次级断裂穿过。 因此, 裂缝的发育明显受断裂系统控制, 以靠近滴水泉西断裂及其次级断裂最发育。

同样, 从图4-45可以看出裂缝与构造位置的关系: 研究区内除滴西18和滴西182井外, 相对高部位的滴403、 滴西171和滴西14井裂缝也较发育, 裂缝段厚度比例分别为41.1%、 31.5%和25.8%。 滴402井既处于相对构造高部位, 其西边也发育一条次级断裂, 其裂缝段厚度占40.1%。 因此, 构造高部位裂缝发育程度也相对较高。

图4-44 不同岩性的裂缝发育程度

图4-45 裂缝发育程度平面变化特征

4. 裂缝有效性

岩心观察结果表明, 原生微细裂缝及早期构造缝在后期成岩阶段常处于充填或半充填状态, 而晚期构造缝和溶蚀缝则大多数处于开启状态, 有效开启缝所占比例大于充填的无效缝。

FMI测井解释结果也表明, 滴西地区石炭系火山岩裂缝的开启程度高, 其中开启缝约占91.5%, 充填或半充填缝只占8.5%; 同时, 测井解释的微细裂缝比例小 (约占0.8%), 裂缝的张开度较大。 因此, 总体而言, 滴西地区石炭系以有效缝为主, 火山岩裂缝是有效的。

5. 裂缝定向性

在裂缝识别的基础上, 通过统计分析得到了滴西地区滴西17、 滴西14和滴西18井区的天然裂缝及诱导缝走向。 从图4-46—图4-47可以看出:

图4-46 滴西地区石炭系火山岩储层裂缝发育方向

图4-47 滴西地区石炭系火山岩最大水平主应力方向 (诱导缝方向)

1) 滴西石炭系火山岩天然裂缝具有多方向性, 不同井区裂缝方向不同。 总体上以3个方向为主。 其中, 滴西17井区以北西—南东向为主, 滴西14井区以近南北向和北西—南东向为主, 滴西18井区则以近东西向和近南北向为主。

2) 自西向东, 最大水平主应力方向具有不断向西偏转的特点。 通过统计FMI诱导缝解释结果, 可得到研究区诱导缝的方向。 其中, 滴西17井区的诱导缝方向为近南北向,滴西14井区的诱导缝方向则以北北西—南南东向为主, 滴西18井区则以北西西—南东东向为主。 自西向东, 诱导缝方向具有不断向西偏转的特点。 由于与诱导缝走向一致, 最大水平地应力方向也具有相同特点。

综合上述, 通过岩心描述识别火山岩裂缝类型, 定性评价裂缝的有效性; 在岩心标定的基础上, 应用FMI成像测井识别裂缝类型、 评价裂缝的发育程度和方向。 因此, 以滴西地区为例可将准噶尔盆地火山岩裂缝地质特征总结如下:

1) 裂缝类型: 原生裂缝主要包括冷凝收缩缝、 炸裂缝、 砾间缝和层间缝、 次生缝包括构造缝和溶蚀缝; 火山岩构造缝普遍发育, 溶蚀缝次之, 收缩缝主要发育于火山熔岩中, 砾间缝则普遍发育于火山角砾岩中。

2) 裂缝产状: 天然裂缝又以斜交缝为主 (50%), 网状缝次之 (28%)。

3) 裂缝发育程度: 用裂缝段占岩石总厚度的百分比定性评价。 受岩性影响, 以花岗斑岩 (94.8%)、 二长玢岩 (92.9%) 最发育, 安山岩玄武岩 (55.8%)、 玄武岩次之(53.5%)。 受断裂系统控制, 以靠近滴水泉西断裂及其次级断裂处最发育, 如滴西18井(90.9%) 和滴西182井 (59.8%) 等处。 与构造位置有关, 构造高部位相对更发育, 如滴403井 (41.1%)、 滴西171井 (31.5%) 等处。

4) 裂缝有效性: 滴西石炭系火山岩裂缝的开启程度高 (开启缝约占91.5%), 微细裂缝比例小, 裂缝张开度较大, 以有效缝为主, 火山岩裂缝是有效的。

5) 裂缝方向: 天然裂缝具有多方向性。 其中, 滴西17井区以北西—南东向为主,滴西14井区以近南北向和北西—南东向为主, 滴西18井区则以近东西向和近南北向为主; 自西向东, 最大水平主应力方向具有不断向西偏转的特点, 其中, 滴西17井区为近南北向, 滴西14井区以北北西—南南东向为主, 滴西18井区则以北西西—南东东向为主。

H. 裂缝的成因及类型有哪些

裂缝，按其成因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝，按其表现形式可内划分为静止裂缝、活动裂容缝和发展中裂缝。
（1）结构性裂缝：由外荷载引起的裂缝，其分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝出现，预示着结构承载力可能不足或者存在其它严重问题。
（2）非结构性裂缝：由变形引起的裂缝，如温度变化、混凝土收缩等因素引起的裂缝。这种裂缝对桥梁的承载能力影响较小
（3）静止裂缝：形态、尺寸和数量已稳定不再发展的