层理、节理、片理和解理四个词语,在高中地理教材中从未介绍过!但是考试试题及答案中多次出现——经常性地因不理解其含义,而导致题目做错的情况。今天,我们这四位大神作一下区分。
层理:
层理是岩石沿垂直方向变化所产生的层状构造。它通过岩石的物质成分、结构和颜色的突变或渐变显现,是沉积岩和某些火山碎屑岩的重要成因标志。
节理:
岩石中的裂隙,其两侧岩石没有明显的位移。是地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构道。
通常,受风化作用后易于识别,在石灰岩地区,节理和水溶作用形成喀斯特。岩石中的裂隙,是没有明显位移的断裂。
解理:
矿物受力后沿着一定结晶方向断开,并产生无滑平面的性质称为解理,裂开的光滑平面称为解理面。解理一般沿着晶体内部构造联系力最弱的方向产生。
解理可以用来区别不同的矿物质,不同的晶质矿物,解理的数目,解理的完善程度和解理的夹角都不同。利用这一特性可以在样品和显微镜下区别不同的矿物质。
片理:
片理又称“片状构造”。指岩石形成薄片状的构造。板状、千枚状、片状、片麻状构造可通称为片理。在变质岩中极为常见,是重要特征之一。
在应力条件下显著的重结晶作用是这种形迹形成的主要机制,而转动、粒化、粒问滑动等作用属于次要地位。片理属于塑性形变,片理面与主压应力作用的方向垂直。因此,片理一般属于压性结构面。然而有些片理面与岩层层面平行,故有相当一部分片理是剪应力下产生的,应属于扭性或压扭性。对片理的属性应该依据实际情况而定。片理在片岩中表现的最明显,除此之外在片麻岩、混合岩中都有发育。
再来比较一下节理和断层:
节理的本质就是裂隙,简单来说就是岩石在某些力量的作用下,它裂开了,就会产生裂隙。但是要注意的是节理等于裂隙,但不等于断层,为什么呢?
那么什么是断层呢?大家一起先来回顾一下断层的形成过程,我们都知道,在板块的运动过程中,以水平运动为主导,在水平运动中,有两种运动形式,地层有可能被挤压;也有可能被拉张。
水平挤压既可以形成褶皱,也可以形成断层,而水平拉张,就只能形成断层了,图中的红线表示的就是断层面,值得注意的是岩层断裂后,还得发生错位才能形成断层,我们可以用这个公式来解释,断裂+错位=断层。
而节理代表岩石处于产生裂隙的这种状态,就是在内力的作用下,岩石产生了裂隙,但并没有产生相对位移,也就是没有发生错位,所以,节理不等于断层。我们可以这样理解它:节理=裂隙≠断层。
地壳运动是很复杂的,所以岩层的受力形态也很复杂,因此,节理往往是在岩层的局部会体现的比较明显一些,那一般高中阶段的试题,也仅仅是针对岩层的某个小的部分进行受力分析,其实在不同的受力状态下会产生不同类型的节理。比如说,受到水平挤压时岩层会怎样呢?这个时候岩石平行方向的压力比较大,垂直方向的压力是比较小的,那这样的状态下形成的节里面就会比较平直,两组节里出现斜交,呈现类似英文字母X,所以称为X节理,也叫做剪节理。
上面的裂隙的形态是比较平直,比较规则的。我们再来看岩石的另一种受力状态,既受到水平拉张时,岩石中间比较软的部分呀会发生张裂,这个时候发育的节里面就会不太规则,有可能出现锯齿状。下面是张节理示意图。如果节理的整体方向会与受力方向垂直,我们把这种节理就称为张节理。
张节理中多条节理之间大致呈现平行的状态,如果单看某条节理的话,它的形态是比较不规则的。节理的形成与受力方向有关,与地层的方向是无关的。所以我们会看到自然界中的节理可能与地层平行,可能斜交,也有可能垂直,并没有特殊的规律。
以上我们介绍的是剪节理和张节理,这两种是自然界当中最常见的节理,都是属于岩石已经形成了,然后在构造运动中因内力的作用而出现的裂隙,所以,我们也把它们统称为构造节理。除了因内力作用而形成的构造节理外,还有因外力作用在强烈的风化作用下形成的非构造节理,也叫做风化节理。其实构造节理和非构造节理这两种都是在岩石形成之后,在因内力或外力的作用让岩石出现了裂隙,我们也把它们统称为次生节理。还有极少量的节理是在岩石刚形成时便有了,那这种就叫做原生节理,比如说在下面这张图里,玄武岩石柱的正六边形节理。
并非所有的玄武岩在形成的过程当中都会发育原生节理,这种六边形的接力只有在超大规模的岩浆喷发当中,冷却速度十分缓慢的情况下才有可能形成。如果是喷发的规模比较小,冷却的速度比较快,这种情况就会形成具有气孔构造和杏仁构造的玄武岩石。
以上就是关于节理的理论知识,其实,在高中地理试题当中,我们最常见到的和节理相关的文字表达是类似于像下面这样的某某地区垂直节理发育,外力沿裂隙侵蚀,进一步破坏岩体,这个过程说的就是岩层出现了裂缝,那有裂缝的地方会更容易被外力侵蚀,裂缝就会不断扩大,最终造成地表形态发生新的改变。
比如说有时候题目中提到的丹霞地貌的形成过程,流水沿着岩层的裂隙不断侵蚀,使得丹霞地貌不断变深,在不同的阶段呈现出不同的形态。