1、Structural Geology,Fault and faulting,断层与断层作用,断层概论 断层作用 逆冲推覆构造 伸展构造 走向滑动断层,一、 断层概论,定义： 断层：地壳内的岩层或岩体在应力作用下产生的面状破坏或面状流变带，两侧岩石发生了明显位移的构造。,一、 断层概论,断层脆性断层:发生明显位移韧性断层（韧性剪切带）：连续变化的明显位移,（一）断层要素,1-几何要素 1）断层面和断层带 2）断层线 3）断盘 4）擦痕,断层面：相邻两部分岩块沿其滑动的破裂面，如果规模大的断层经常由一系列相互平行组成一个带称为断层带 断层线：断层面与地面交线： 断盘：断层面两侧发生位移的岩块，断层
2、面是倾斜时，分为上盘和下盘，断层面是直立时可用方位命名，如东盘和西盘。,（一）断层要素,2-断层位移：断层两盘运动总称 1）相当点（撕裂点）与相当层的概念（断层发生之前是一个点，经断层作用并发生位移后形成两个点，断层发生之前是一个层，经断层作用并发生位移后形成两个层） 2）滑距（在断层面上两个相当点位移后的距离）,A-总滑距(ns)：相当点在断层面上位移的真实距离； B-走向滑距(ss)：总滑距(ns)在断层面走向上的分量； C-倾斜滑距(ds)：总滑距(ns)在断层面倾斜线上的分量； D-总滑距侧伏角(a)：总滑距(ns)与在断层面走向线所夹的锐角。,（一）断层要素,3-断距：被断地层在剖面
3、上（垂直地层走向或断层走向）两盘之间的相对距离，在不同的剖面上度量的断距是不同的。,1)-垂直地层走向剖面上 A-地层断距（ho） 被断两相当层间的垂直距离 B-铅直地层断距(hg) 被断两相当层迹线间的铅直距离 C-水平地层断距(hf) 被断两相当层迹线间的水平距离,（一）断层要素,2)-垂直断层走向剖面上视地层断距（ho) 铅直地层断距(hg=hg) 视水平地层断距(hf),（二）断层分类,1-与有关构造几何关系 (1)与褶轴区域构造线关系 A-纵断层:断层走向基本上平行褶皱轴； B-横断层：断层走向基本上与褶皱轴正交； C-斜断层：断层走向基本上与褶皱轴斜交； (2)与岩层走向的关系 A
4、-走向断层：断层走向基本上平行切割地层走向； B-倾向断层：断层走向基本上与切割地层倾向一致； C-斜向断层：断层走向斜交切割地层走向； D-顺层断层：断层面平行于地层的层理面，属于走向断层的一种特例；,（二）断层分类,2-根据两盘相对运动 (1)正断层 (2)逆断层 a高角度45 b低角度（逆冲）45 (3)平移（走滑）断层,（二）断层分类 依据断层两盘相对运动方式,逆断层,正断层,走滑断层,走滑断层的主要特点,左行与右行,（二）断层分类,根据两盘相对运动 正、逆（逆冲）、平移 组合：平移正断层；逆平移断层（参见徐开礼、朱志澄）,正断层、或逆断层,平移断层,断层滑动线侧伏角10,断层滑动线侧
5、伏角80,（二）断层分类,3-成因分类 (1)收缩断层（挤压断层）逆断层、逆冲断层地壳增厚 (2)伸展断层（拉伸断层）正断层地壳减薄 (3)走滑断层（剪切断层）水平剪切,4-断层的组合类型 (1)地堑与地垒 地堑:由多条正断层组成，走向一致，倾向相向，形成槽形地带。 地垒：由多条正断层组成，走向一致，倾向相背，构成垒形构造型式,（2）阶梯状断层 只发育一组正断层，相对于一侧依次下降形成阶梯状断层。依据每一条断层的倾向与所夹岩块的倾向是否相同可进一步分为相同断层组和相反断层组,相同断层组,相反断层组,（3）环状及放射状断层 若干条弧形或半环状正断层围绕一个中心呈同心圆状分布，构成环状断层。 若干
6、条断层自一个中心呈辐射状分布，构成放射状断层,（4）叠瓦式逆断层 由一系列产状相近的逆断层上盘依次向上逆冲，在剖面上呈岩片相互叠置构成叠瓦状。,（三）断层的识别与断层位移方向的确定,1-断层面 （1）磨擦镜面 断层面上重熔膜 （2）擦痕 两盘相互滑动在断层面上留下滑动痕迹，一端粗而深，另一端细而浅。,（3）阶步：在断层面上与擦痕方向呈正交的微细陡坎称为阶步。在断层面上表现为一侧平缓，另一侧陡立的阶梯状。 正阶步：陡坎面向对盘运动方向。 反阶步：陡坎面向本盘运动方向。 正阶步的眉峰常常呈弧形弯转，而反阶步的眉峰呈棱角状直切。在眉峰部位有压碎现象为正阶步。,正阶步,反阶步,2-构造岩 （1）构造岩
7、：在断层带内岩石在断层作用下发生破裂、重结晶，以至产生新矿物，形成具有特征性组构和矿物成分的岩石称为构造岩。 （1）构造岩分类： A-碎裂岩系列产在 脆性断层中，由脆性 变形机制形成的。 B-糜棱岩系列-产在 韧性断层中，由韧性 变形机制形成的。,碎裂岩系列断层角砾岩、碎裂岩、超碎裂岩、玻化岩和断层泥 （a）断层角砾岩与构造透镜体 断层角砾岩由保持原岩特点的碎块和胶结物组成。角砾在2mm之上，胶结物为磨碎的岩屑、岩粉、压熔物质和外来物质。 依据角砾特征可分为张性角砾岩和压性（挤压）角砾岩。 在断层带中粗大的呈扁豆状或透镜状的围研碎块，称为构造透镜体。,（b)碎裂岩：是经断层研磨很细的断层岩，由
8、原岩的细粒和岩粉组成。粒度在0.01-2mm.,( c)超碎裂岩由断层作用研磨很细的断层岩，粒度均匀，颗粒粒度在0.01mm以下。 (d)断层泥（未固结）:研磨成为泥状，单个颗粒不易分辨，没有固结。,(e)假玄武玻璃：断层快速研磨作用使岩石部分熔融，而后迅速冷却，形成貌似玻璃状的岩石，成为玻化岩或假玄武玻璃或称为地震岩。,（三）断层的识别与断层位移方向的确定,3-派生构造 在断层作用过程中，由局部应力作用在断层附近形成的构造。 主要派生构造（侧羽状破裂与褶皱）,（三）断层的识别与断层位移方向的确定,A-拖曳褶皱和牵引构造 拖曳褶皱断层两盘相对错动过程中，靠近断层的岩层形成弧形弯曲，弯曲的凸向指
9、向本盘运动方向。 由于断层错，在断层旁侧的岩层形成一系列弯曲成为牵引褶皱。轴面与断层锐交角指向对盘运动方向。,B-派生裂隙： 局部的应力作用在断层附近产生破裂成为派生破裂，是确定断层存在和判断两盘运动方向依据。 羽状张破裂：在断层一盘或两盘呈羽状排列的张裂隙，与主干断层呈45夹角，指向本盘运动方向。,剪切裂隙： 在断层一盘或两盘呈羽状排列的剪切裂隙，有时一组发育，有时两组呈共轭产出。其中一组剪切破裂与主断层夹角小于45，大约在15左右，其运动方向与主断层相同，与主断层所夹锐角指向本盘运动方向。,4-构造线或地质体的不连续性 （1）地层沿走向突然中断 水平岩层：在同一高度上一组岩层与相邻的另一组
10、岩层相交，说明两组为断层接触。 倾斜岩层：一组倾斜岩层沿走向突然中断，标志层在水平方向被错开，是因为断层沿倾斜方向断盘上、下位移造成的。,（2）构造线或地质体的不连续性 向斜：倾向相向的向斜构造，在有横过或斜过断层穿切时，上升盘核部地层出露宽度变窄或变老，下降盘核部地层出露宽度变宽或地层变新。 背斜：倾向相背的背斜构造早横过或斜过断层穿切时，上升盘核部地层出露变宽、地层变老，下降盘核部地层出露宽度变窄、地层变新。 若核部地层出露宽窄无变化，只表现为地层中断位移，此种断层为平移断层。,5-地层的重复与缺失； 地层层序正常、连续，当有走向正（或逆）断层存在时，造成断层两盘地层缺失或重复。据此可以判断地层的存在，也可以根据地层产状与断层产状，鉴别断层两盘相对运动方向，断层性质。,重复,重复,重复,缺失,缺失,缺失,5-地形与地貌 (1)断层崖与断层三角面,（三）断层的识别与断层位移方向的确定,地形与地貌 (2)带状分布的泉水、湖泊（洼地）、地震震中,（三）断层的识别与断层位移方向的确定,地形与地貌：其它 (3)包括带状或线状地球物理、地球化学异常等 (4)平原和山岭的突变 (5)山脊、河流折线状分布、河流急转弯,断层要素主要有哪些？ 根据成因，可以将断层划分为哪几类？ 在实际工作中，如何确定断层的存在？,本讲思考与讨论题,
