Abstract
Significant relations are visible between properties of sedimentary rock fabric determined by microscopic and experimental study of sandstone and the pattern of jointing in these rocks where observed on structures in the field. Fine-grained sandstones in the Cardium Formation were studied in fold and fault structures along South Ram River in the central Alberta Foothills.X-ray diffraction determination of lattice-spacing in the quartz component of samples from the outcrop indicates that a state of residual elastic strain resides in grains comprising the rock fabric. The direction of relative compression in grains is parallel to regional trend of structure. Results of uniaxial compression experiments at low levels of strain, and of point-loading tests on discs cored from Cardium sandstone suggest a preferential orientation of microfractures parallel to this regional trend. These and other experimentally measured parameters of the rock fabric bear a direct geometrical relation to the pattern of joints observed and measured at various sites.These relations have importance for interpretation of jointing because they suggest how joint sets, though formed primarily during later stages of a tectonic cycle—during uplift and unloading of strata—have their directions influenced by earlier stages in that cycle, namely basin subsidence, sediment diagenesis, and initial tectonic loading. The relations observed in the present study also have importance wherever an understanding of joint patterns is a matter of economic importance. Two relevant examples are the interpretation of in situ stress measurements and the evaluation of fracture permeability in rock masses.
Des relations significatives sont visibles entre les propriétés de fabrique de roche sedimentaires déterminées par l'étude au microscope et expérimentale de grès et le pattron de diaclase observé dans ces roches au terrain. Des grès à grain fin de la formation Cardium furent étudiés dans des structures plissées et faillées le long de la rivière South Ram dans le piedmont de l'Alberta centrale.Des déterminations à la diffraction-X d'espacements réticulaires sur le quartz présent dans les échantillons de l'affleurement indiquent qu'un état de déformation élastique résiduelle persiste dans les grains composant la fabrique de la roche. La direction de la compression relative dans les grains est parallèle à la direction structurale régionale. Des résultats de compression uniaxiale expérimentale à de faible niveaux de déformation ainsi que de test de résistance à une charge ponctuelle sur des disques de forages provenant du grès de Cardium suggère une orientation des microfractures parallèle à cette direction régionale. Ces paramètres ainsi que d'autres déterminés expérimentalement sur la fabrique de la roche sont caractérisés par une relation géométrique directe avec le pattron des diaclases observées et mesurées à divers endroits.Ces relations ont de l'importance pour l'interprétation du jointage parce qu'elles suggèrent comment des ensembles de diaclases bien que formés primairement pendant les derniers stages d'un cycle tectonique-pendant l'élévation et l'allègment des strates-ont vu leur direction influencée par des stades moins avancés de ce cycle, entre autres ceux de subsidence du bassin, de la diagénèse des sédiments et du chargement tectonique initial. Les relations observées dans la présente étude ont aussi de l'importance chaque fois que l'interprétation de pattrons de diaclase revêt un caractère économique. Deux exemples pertinents sont l'interprétation de résultats de mesure de stress in situ et l'évaluation de la perméabilité de fracture dans les masses rocheuses. [Traduit par le journal]