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构造地质学 06章-断层

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构造地质学第六章 断 层内容:1. 断层几何要素2. 断层分类3. 断层各论4. 断层效应5. 断层形成机制6. 断层观察研究7. 同沉积断层8. 推覆构造9. 韧性断层要点:1. 断层的位移、滑距和断距的概念;2. 断层的复合分类方法;3. 正断层的组合类型;4. 逆断层的组合类型;5. 断层的安德森模式;6. 断层效应的识别;7. 断层的野外识别方法;8. 断层形成时代的确定;9. 逆冲推覆构造第 6章 断层2016/11/6 《构造地质学》 祁连山脉被阿尔金断层错断(卫星影像)阿尔金断裂2016/11/6 《构造地质学》 断层阶步 (左 )和擦痕 (右 )秦岭柞水县某金矿控矿裂2016/11/6 《构造地质学》 断层 是岩石圈中顺破裂面发生明显位移的一种断裂构造,是岩石圈中最重要的地质构造类型。断层和节理同属断裂构造,断层往往是由节理发展而成。断层和节理就其力学成因而言,两者不存在本质差别。断层与节理的差别 大小)。新疆托克逊县铜花山断裂地貌景观 秦岭镇安县某金矿控矿裂2016/11/6 《构造地质学》 断层线 是断层面与地面交线 一种面状构造,因此断层的空间位臵由其 走向 、 倾向 和 倾角 来加以确定。注意:断层面往往不是一个简单平直的面,而是在走向倾向甚至倾角都会发生变化的曲面,或者是一系列断裂面和次级破裂面组成的 断层带 。2016/11/6 《构造地质学》 断盘(上盘)断盘(下盘)断层线2016/11/6 《构造地质学》 断层面两侧沿断层面发生位移的岩块。断层面倾斜情况下:上盘 :断层面上侧的断块下盘 :断层面下侧的断块断层面直立情况下:走向东盘 :断层面东侧的断块西盘 :断层面西侧的断块断层两盘相对滑动情况下:上升盘 :相对上升的断块下降盘 :相对下降的断块断层面断层线2016/11/6 《构造地质学》 0断盘的运动有两种类型 :直移 (线 )运动 断盘上未错动前的平行直线,运动后仍然平行;同一断盘上的任何点之间的相对距离不发生改变。旋转 (曲线 )运动 断盘上未错动前的平行直线,运动后不再平行;同一断盘上的任何点之间的相对距离发生改变。断层位移有一定的方向和大小,理论上是可测量的,断层位移大小 (量值 )016/11/6 《构造地质学》 1位移:断裂面两侧岩块相对移动的泛称。位移测量是个复杂的问题。测量位移的依据相当点 滑距相当层 断距 断层位 移2016/11/6 《构造地质学》 2总滑距 :断层两盘实际的运动距离,错动后两个对应点之间的真实位移量 (走向滑距 :总滑距在断层面走向线上的分量 (走向滑距与总滑距的锐夹角为总滑距 (擦痕 )的 侧伏 角。倾斜滑距 :总滑距在断层面倾斜线上方向的分量 (水平滑距 :总滑距在水平面上的投影 (在断层面上测量2016/11/6 《构造地质学》 3断距 标志 )层之间的相对距离 。垂直地层断距 直地层断距 平地层断距 断距 1/6 《构造地质学》 42016/11/6 《构造地质学》 52. 断距 地层断距 铅直地层断距 水平 (地层 )断距 1/6 《构造地质学》 6视断距 ≥真断距2008构造地质学》 7练习:在右图中确定断层的产状要素。内容:1. 断层几何要素2. 断层分类3. 断层各论4. 断层效应5. 断层形成机制6. 断层观察研究7. 同沉积断层8. 推覆构造9. 韧性断层要点:1. 断层的位移、滑距和断距的概念;2. 断层的复合分类方法;3. 正断层的组合类型;4. 逆断层的组合类型;5. 断层的安德森模式;6. 断层效应的识别;7. 断层的野外识别方法;8. 断层形成时代的确定;9. 逆冲推覆构造第 6章 断层2016/11/6 《构造地质学》 9一、几何学分类1. 根据与岩层走向关系分类:▲1)走向断层 —— 断层走向 ∥ 地层走向;▲2)倾向断层 —— 断层走向 ∥ 岩层倾向;▲3)斜向断层 —— 断层走向 ∧ 地层走向;▲4)顺层断层 —— 断层面 ∥ 层面。2. 根据与褶皱轴向关系分类:▲1)纵断层 —— 断层走向 ∥ 褶皱轴向;▲2)横断层 —— 断层走向 ⊥ 褶皱轴向;▲3)斜断层 —— 断层走向 ∧ 褶皱轴向。2016/11/6 《构造地质学》 02016/11/6 《构造地质学》 1二、运动学分类1. 断层简单分类:▲1)正断层▲2)逆断层▲3)平移断层▲4)枢纽断层2016/11/6 《构造地质学》 2正断层 ——上盘相对下盘向下滑动的断层上盘下降下盘上升2016/11/6 《构造地质学》 3逆断层 ——断层上盘相对下盘向上滑动的断层。逆掩断层 ——指断层倾角< 45°的逆断层。上盘上升下盘下降2016/11/6 《构造地质学》 4平移断层 ——断层两盘顺断层面走向相对滑动的断层;规模巨大的平移断层称为 走向滑动断层。水平错动2016/11/6 《构造地质学》 5上盘斜向下降斜向滑动断层:断层两盘既不顺断层走向方向也不顺倾向方向滑动的断层。总位移在走向和倾向上有两个分量。当平移分量 > 下降分量称为 正平移断层 ;当水平分量 < 下降分量称为 平移正断层 。2016/11/6 《构造地质学》 6上盘斜向上升斜向滑动断层:断层两盘既不顺断层走向方向也不顺倾向方向滑动的断层。因此,总位移在走向和倾向上有两个分量。当平移分量> 上升分量称为逆平移断层 ;当水平分量 < 上升分量称为 平移逆断层 。2016/11/6 《构造地质学》 7枢纽断层 类型断层的特点是:断盘上任意点的位移量均是不同的 旋转中心位于断层一端时,表现为横过断层走向的各个剖面的位移量不等;当旋转中心位于断层中心时,表现为旋转中心两侧的相对位移不同。2016/11/6 《构造地质学》 8正 (逆 )断层 80°的断层;即倾向位移量大大的>水平位移量。正 (逆 )平移断层 10° )的断层;即水平位移量>倾向位移量。平移正 (逆 )断层 45° )的断层;即水平位移量<倾向位移量平移断层 10°的断层;即水平位移量大大的>倾向位移量。2. 断层复合分类 1/6 《构造地质学》 9内容:1. 断层几何要素2. 断层分类3. 断层各论4. 断层效应5. 断层形成机制6. 断层观察研究7. 同沉积断层8. 推覆构造9. 韧性断层要点:1. 断层的位移、滑距和断距的概念;2. 断层的复合分类方法;3. 正断层的组合类型;4. 逆断层的组合类型;5. 断层的安德森模式;6. 断层效应的识别;7. 断层的野外识别方法;8. 断层形成时代的确定;9. 逆冲推覆构造第 6章 断层一、正断层 (伸展构造1. 一般特点▲1)倾角较陡,常为 60°~ 70° ?▲2)向下倾角变缓 ?▲3)破碎带棱角状角砾岩。2016/11/6 《构造地质学》 1正断层:上盘下降、下盘上升的断层。伸展构造:是在岩石圈水平拉张作用下形成的以正断层为主体的组合构造系列。2016/11/6 《构造地质学》 22. 组合形式1) 阶梯状断层 条断层的上盘依次向同一方向呈整体均匀下降 (或抬升 ) 构成阶梯状。2016/11/6 《构造地质学》 3掀斜式阶梯状断层 条断层的上盘依次向同一方向呈整体不均匀翘曲,构成掀斜阶梯状。规模大者控制断陷盆地沉积,地貌上表现为单面山与山谷相间景观。2016/11/6 《构造地质学》 42)地堑 条断层之间为共同下降盘之组合。也可以是由两条走向基本一致的相向倾斜的阶梯状断层组成。巨型地堑构造应属裂谷。2016/11/6 《构造地质学》 53)地垒 条断层之间为共同上升盘之组合。也可以是由两条走向基本一致的反向倾斜的阶梯状断层组成。地垒组合与地堑组合正好相反。2016/11/6 《构造地质学》 64)环状断层 环状断层围绕一个中心成同心圆状排列之组合5)放射状断层 种构造组合型式形成是隆拱作用引起的平面引张之结果,规模一般不大,以小型为主。2016/11/6 《构造地质学》 76)斜列型 (雁列式 )断层 条断层与斜列式断层带走向呈30° 斜交。这种构造组合型式形成是区域扭动 (剪切 )作用之结果,规模中等,常常控制小型断陷盆地。7)块断型断层 种构造组合型式规模大,常常控制大型断陷盆地。2016/11/6 《构造地质学》 88)裂谷 大洋裂谷( 大西洋◆大陆裂谷( 东非裂谷◆陆间裂谷( 海◆大陆裂谷 → 陆间裂谷 → 大洋裂谷为一演化序列特征:发育地堑、半地堑;沉积一套以碎屑沉积为主的并伴有蒸发岩、火山熔岩的岩石组合;浅源地震及火山作用强烈;岩浆岩出现大陆溢流玄武岩 +双峰式火山岩组合等。2016/11/6 《构造地质学》 9 构造变动强烈的挤压构造带,正断层一般不发育、不占主导地位,一般作为挤压构造的伴生或派生构造。但在构造伸展区,正断层及其组合占主导地位。 正断层常发育在拉张构造背景下。2016/11/6 《构造地质学》 0二、逆断层 (. 一般特点逆断层是自然界中最常见的构造型式,规模从小型到大型普遍发育。根据倾角大小,划分为高角度逆断层 (> 45° )和低角度逆断层 (< 45° )。2016/11/6 《构造地质学》 1逆冲断层:低角度逆断层中的一种,断层倾角小于 30度,水平位移量达 5层上盘是远处推移而来的称为 外来岩块 或 逆冲岩席 ;断层下盘为 原地岩块 。当断层上盘的外来岩块遭受侵蚀切割,将外来岩块剥蚀掉而露出下伏原地岩块时,表现为 构造窗和飞来峰2016/11/6 《构造地质学》 2逆冲推覆构造指由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的大型-巨大型构造 。这类构造广泛产于各种造山带和前陆,对油气赋存有着密切的关系,因而成为近年地学理论和实际研究领域中的热点。逆冲推覆构造与逆掩断层的区别在于,前者规模大、水平位移(推覆距离)大;后者规模较小水平断距有限。由于 两者只存在规模大小的差异 。逆冲推覆构造2016/11/6 《构造地质学》 3逆冲断层虽然可以单条产出,但是更为常见的是产状相近的若干条逆冲断层成束产出。根据一个构造单元中逆冲断层的排列组合及其逆冲方位,可以分为单冲型、背冲型、对冲型和楔冲型。逆冲断层面呈长而平的 断坪 (连接其间的短而陡的 断坡 (替构成台阶状断坪顺层 发育在软弱中或岩性差异显著的界面上;断坡切层 发育在较坚硬的岩层中。1/6 《构造地质学》 4根据断坡与上、下盘岩层的产状关系,断坡可分为 上盘断坡 (断层面与下盘岩层产状一致 )和 下盘断坡(断层面与上盘岩层产状一致 )根据断坡走向与逆冲位移方向的方位关系,断坡可分为 前断坡 (逆冲岩席前侧、断坡走向与逆冲方向直交 )、 侧断坡 (断坡走向与逆冲方向 一致 )和 斜断坡(断坡走向与逆冲方向 斜交 )。2016/11/6 《构造地质学》 52016/11/6 《构造地质学》 自腹陆向前陆扩展。每一新产生的逆冲断层发育在已经存在逆冲断层之下,各逆冲岩席向逆冲方向 (前陆 )扩展,并增生在前进中的逆冲岩席的前锋。1/6 《构造地质学》 自前陆向腹陆扩展。每一新产生的逆冲断层发育在已经存在逆冲断层上面,各逆冲岩席向逆冲来源方向 (腹陆 )扩展,并增生在前进中的逆冲岩席的后缘。2016/11/6 《构造地质学》 冲 (瓦 )式逆掩断层 条断层的上盘依次向同一方向向上逆冲平面上构成叠瓦式 (状 )。表现为上陡下缓,凹向上方的弧形。2016/11/6 《构造地质学》 92016/11/6 《构造地质学》 0叠瓦状构造常常表现为前 (上 )陡后 (下 )缓,各条断层向下常汇集成一条主断层。台中地区叠瓦断层带2016/11/6 《构造地质学》 1双重逆冲构造-由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其间的叠瓦式逆冲断层和断夹块组合而成的构造。2016/11/6 《构造地质学》 22)对冲式逆掩断层 对逆冲的逆掩断层组成,两条断层有一共同的下降盘。小型的对冲式断层常与背斜伴生。2016/11/6 《构造地质学》 33)背冲式逆掩断层 反逆冲的逆掩断层组成,两条断层有一共同的上升盘。对冲式断层常与复背斜伴生,分别发育在背斜两翼,总体构成扇型。2016/11/6 《构造地质学》 44)楔冲式断层: 断层组合类似叠瓦式构造,所不同在于断层倾角较陡,断层之间的断片呈楔形体。它的发育与基底大断层活动有关。2016/11/6 《构造地质学》 5逆冲推覆构造总有褶皱伴生,褶皱变形强烈而复杂两者在几何学上具有相关性,在成因上具有统一性。在逆冲岩席推移过程中,从一个低层位断坪经断坡爬升到高层位时,于在断坡上形成以背斜为主的褶皱。这种背斜一般不对称 (逆冲方向的一翼 翼缓 );且多数无根 (发育在逆冲岩席中,消失于逆冲断层面之上 )。根据逆冲推覆构造带中褶皱与断层关系,将褶皱作用分为三类:断弯褶皱作用、断展褶皱作用、1/6 《构造地质学》 6断弯褶皱作用 皱作用与断坡密切相关,褶皱发生在断坡形成之后。断展褶皱作用 皱形成于逆冲断层终端,褶皱断坡同时形成断滑褶皱作用 断坡无关,褶皱也形成于逆冲断层的终端2016/11/6 《构造地质学》 72016/11/6 《构造地质学》 8逆冲推覆与褶皱形成的关系:二种观点:褶皱作用导致逆冲推覆;逆冲推覆控制褶皱作用。在形成发育上前者表现为先褶皱后逆冲,后者表现为先逆冲后褶皱。褶皱作用导致逆冲推覆的观点是海穆 1921年提出的。其基本论点是强烈的水平挤压引起岩层褶皱,在褶皱倒转翼的拐点处因拉伸变薄而断裂,进而在断裂面上逆冲并推覆,形成典型的褶皱推覆体。自 60末以来,人们对前陆以至造山带逆冲推覆构造及褶皱形成机制有了较全面的新认识,认识到逆冲推覆引起褶皱的作用。海穆观点至少已经不能概括所有褶皱作用与逆冲推覆构造的关系。2016/11/6 《构造地质学》 9逆冲推覆引起褶皱的基本认识:1、岩席从一个低层位断坪经断坡爬升到高层位断坪时,于断坡上形成了以背斜为主的褶皱。随着构造运移,背斜不断扩大,成箱状构造,进而会形成侏罗山式褶皱。2、箱状构造、侏罗山式褶皱是盖层在基底上逆冲滑脱形成的,断坡在褶皱形成中具有重要作用。3、逆冲推覆中形成的褶皱,其几何形态和组合型式受断坡、运移速度和规模,岩系组成、逆冲作用进程、滑脱层诸因素的影响。2016/11/6 《构造地质学》 0 般在区域性挤压作用,引起的整体收缩,逆断层一般发育、占主导地位;在伸展背景下,由伸展作用和重力作用也可形成逆断层(滑覆)。 逆断层常发育在挤压构造背景下。2016/11/6 《构造地质学》 1三、平移断层1. 一般特点:平移断层倾角较陡,普遍> 60°,平移断层是断层两盘相对沿断层面沿水平方向滑动的断层。2016/11/6 《构造地质学》 2根据两盘的相对滑动方向,可进一步命名为:右行平移断层 盘向右方滑动左行平移断层 盘向左方滑动;2016/11/6 《构造地质学》 逆掩断层等构造相伴生的平移断层,这类平移断层规模不大。属于褶皱或逆掩断层的统一构造应力场控制下的配套成分,故平移断层与构造线 (褶皱轴、断层线 )斜交。走滑断层 )。它是某一地区的主干控制性构造,故其规模巨大。形成与区域性剪切构造应力场。2016/11/6 《构造地质学》 走滑拉分现象 : 在平移断层活动中,断层走向的局部弯转,次级断层的切割,在断块的一端引起岩块的拉开、陷落形成盆地、拗陷;在另一端引起重叠、挤压形成褶皱或逆冲断层。2016/11/6 《构造地质学》 5② 平移断层的派生构造旁侧或间夹派生斜列构造产出于一条平移断层一侧或两条平移断层之间的岩层中,不穿越主干平移断层。派生构造多为褶皱2016/11/6 《构造地质学》 6③ 花状构造:是走滑断层的一种特殊构造。剖面上一条走滑断层自下而上成花状撒开,故称花状构造。根据结构特征和力学性质可分为正花状和负花状2016/11/6 《构造地质学》 7隐伏平移断层上覆层斜列构造平移断层并未出露地表,下伏平移断层的相对运动导致上伏岩层形成一系列派生构造。派生构造以褶皱为主,但常伴生横切派生褶皱的派生高角度正断层或张节理。2016/11/6 《构造地质学》 8顺层断层 是顺层面、不整合面等先存面滑动形成的断层。由于断层面与原生面基本一致,岩层的切层、重复和缺失难以查明,因而很容易被忽视。这类断层有滑距、但基本没有断距。顺层断层主要见于:①褶皱翼部层间滑动面发展而成;②基底与盖层褶皱之间;③逆掩断层的断坪部位;④重力滑覆构造。四 顺层断层2016/11/6 《构造地质学》 9(五)断层形成的区域背景内容:1. 断层几何要素2. 断层分类3. 断层各论4. 断层效应5. 断层形成机制6. 断层观察研究7. 同沉积断层8. 推覆构造9. 韧性断层要点:1. 断层的位移、滑距和断距的概念;2. 断层的复合分类方法;3. 正断层的组合类型;4. 逆断层的组合类型;5. 断层的安德森模式;6. 断层效应的识别;7. 断层的野外识别方法;8. 断层形成时代的确定;9. 逆冲推覆构造第 6章 断层2016/11/6 《构造地质学》 1广义的断层效应是指断层作用引起的各种现象狭义的断层效应是指单斜岩层中断层引起地层关系的变化和岩层的 平面视错动。一条断层其真实的位移应是三维的,因此在任一平面、剖面上的位移都仅是真实位移在这个面上的分量,就会产生位移的错觉。2016/11/6 《构造地质学》 2断层切割地层或其它面 (板 )状地质体,两者有不同空间几何关系,所产生的几何效应也不同,以下我们从几个不同方面对这个问题加以讨论 :(走向断层效应 )倾向断层效应 )2016/11/6 《构造地质学》 3(一) 走向断层效应沿倾向滑动 的走向断层错切岩层后的效应主要表现在造成两盘断层的缺失和和重复。缺失是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在夷平地面上或剖面上断失的现象;重复是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在夷平地面上或剖面上重复出现的现象。断层性质的不同、断层与岩层倾斜关系、倾角大小决定了重复和缺失。2016/11/6 《构造地质学》 41. 走向正断层效应2016/11/6 《构造地质学》 51. 走向正断层效应( 1) 地层 重复 —断层与地层 倾向相反 。( 2) 地层 缺失 —断层与岩层 倾向相同 、断层倾角 >岩层倾角。( 3) 地层 重复 —断层与岩层 倾向相同 、断层倾角 岩层倾角。( 3) 地层 缺失 ——断层与岩层 倾向相同 、断层倾角 <岩层倾角。2016/11/6 《构造地质学》 9走向逆断层平、剖面效应2016/11/6 《构造地质学》 0(二) 沿断层走向滑动的平移断层平面上任表现为平错;在剖面上顺岩层倾向滑动的断盘表现为上升盘 正断层 ” 或 “ 逆断层 ”视断层倾向而定。2016/11/6 《构造地质学》 12. 倾向正 (逆 )断层效应 逆 )错动;平面上表现上升盘面状地质体界线向倾向方向错 (移 )动效应。2016/11/6 《构造地质学》 23. 倾向平移正 (逆 )断层或倾向正 (逆 ) 平移断层效应当倾向断层的上盘在断层面上斜向滑动时,面和剖面上岩层好像无位移;面上表现为平移错动;剖面上正平移-平移正断层表现为正断层效应;逆平移-平移逆断层表现为逆断层效应;面上仍表现为平移错动;但剖面上正平移-平移正断层表现为逆断层效应、逆平移-平移逆断层表现为正断层效应2016/11/6 《构造地质学》 32016/11/6 《构造地质学》 4当褶皱被横断层切断后,平面上表现为 ① 断层两盘中褶皱核部宽度变化; ② 褶皱轴迹的错移效应。当横断层以平移断层性质错断褶皱时,褶皱核部宽度不产生变化。褶皱轴迹错移,错移距离=平移量(三)横断层错断褶皱效应2016/11/6 《构造地质学》 5当横断层以正 (逆 )断层性质错断褶皱时,褶皱核部宽度产生变化。错断正常背斜 ——上升盘核部变宽;下降盘变窄。错断正常向斜 ——上升盘核部变窄;下降盘变宽。褶皱轴迹错移,错移距离 ≠ 平移量,上升盘褶皱轴迹向轴面倾向方向移动。※ 当断层横切倒转褶皱时应视为倾向断层错断单斜地层的位移效应。2016/11/6 《构造地质学》 6以上均为特例,实际情况更为复杂,如斜向断层。启示:不能从单一剖面上确定断层性质!内容:1. 断层几何要素2. 断层分类3. 断层各论4. 断层效应5. 断层形成机制6. 断层观察研究7. 同沉积断层8. 推覆构造9. 韧性断层第 6章 断层要点:1. 断层的位移、滑距和断距的概念;2. 断层的复合分类方法;3. 正断层的组合类型;4. 逆断层的组合类型;5. 断层的安德森模式;6. 断层效应的识别;7. 断层的野外识别方法;8. 断层形成时代的确定;9. 逆冲推覆构造2016/11/6 《构造地质学》 8断层形成从表面来看是一种地质现象,而其本质上应属力学现象(即物体破裂问题),但它又是一个远比一般的力学问题要复杂得多课题 。涉及破裂的发生和断层的形成、断层作用与应力状态、岩石力学性质,以及断层形成环境的物理状态等。断层形成过程 但岩石受力超过其强度极限 (即应力差超过岩石抗压、抗张或抗剪强度 )时,岩石便开始破裂。破裂之初出现微 (张 )裂隙、微裂隙逐渐发展、相互联合串连成为一条明显的破裂面,在剪切应力作用下产生相对的滑动而形成断层,随着应力释放或应力差趋向于零,一次断层作用即告终止 。2016/11/6 《构造地质学》 9 断层形成的应力状态 (安德森模式 ) 根据自然界绝大多断层存在相互滑动这一特点断层面应属剪切面,它是岩石 (块 )受力超过其抗剪强度,沿最大剪应力作用面产生破裂。2016/11/6 《构造地质学》 0安德森模式前提:断层面是一个剪裂面δ 1与两翦裂面的锐角角分线一致δ 3与 两翦裂面的钝角角分线一致断层两盘垂直 δ2方向滑动2016/11/6 《构造地质学》 1直立,中间主应力 σ 2和最小主应力 σ 3水平, σ 2与断层走向一致 。断层沿最大剪切面发育。断层滑动方向为上盘顺断层倾向向下滑动。大主应力在铅直方向逐渐增大或最小主应力在水平方向上逐渐减小水平拉伸铅直上隆2016/11/6 《构造地质学》 3直立,中间主应力 σ 2和最大主应力σ 1水平, σ 2与断层走向一致 。断层沿最大剪切面发育。断层滑动方向为上盘顺断层倾向向上滑动。大主应力在水平方向逐渐增大或最小主应力在垂直方向上逐渐减小水平挤压2016/11/6 《构造地质学》 2直立,最大主应力 σ 1和最小主应力 σ 3水平, σ 2与断层走向垂直。断层沿最大剪切面发育。断层滑动方向为两盘顺断层走向水平滑动。2016/11/6 《构造地质学》 42016/11/6 《构造地质学》 5 哈弗奈模式( 951)1. 标准状态:1) 受力岩块顶面平坦,仅受 1个大气压的正应力2) 岩块底部应力指向上方,等于岩块的压力;3) 边界上没有剪应力。2. 第一种附加应力状态:①水平挤压力左侧>右侧;②水平挤压力向下增大。2016/11/6 《构造地质学》 62016/11/6 《构造地质学》 73. 第二种附加应力状态:水平挤压力在水平方向上自左向右指数递减。2016/11/6 《构造地质学》 84. 第三种附加应力状态:– ①岩块底面呈正弦曲线分布的垂向力;– ②沿底面分别向两侧的水平剪应力。内容:1. 断层几何要素2. 断层分类3. 断层各论4. 断层效应5. 断层形成机制6. 断层观察研究7. 同沉积断层8. 推覆构造9. 韧性断层第 6章 断层要点:1. 断层的位移、滑距和断距的概念;2. 断层的复合分类方法;3. 正断层的组合类型;4. 逆断层的组合类型;5. 断层的安德森模式;6. 断层效应的识别;7. 断层的野外识别方法;8. 断层形成时代的确定;9. 逆冲推覆构造2016/11/6 《构造地质学》 00断层研究尽管有不同的内容、方法和手段,但野外观测一直是断层研究的基础和主要方式。断层观测主要内容包括:断层的识别 (确定断层的存在 )、断层性质的确定和断层形成时代、活动演化等方面。2016/11/6 《构造地质学》 01 地貌标志构造地貌是确定断层存在的重要标志,构造地貌包括由晚近时期断层活动直接形成的动态构造地貌和地质历史时期形成的断层经外营力塑造的静态构造地貌。它们都能清楚地显示断层的存在,为观察和确定断层提供了重要线索。断层的识别2016/11/6 《构造地质学》 02( 1) 断层崖 通常是晚近活动断层面形成的陡崖。正断层相对容易形成,发育于盆地、平原与山地 (脉 )之间。滇池断层崖 华山断层崖2016/11/6 《构造地质学》 03( 2) 断层三角面 通常是晚近活动断层面形成的陡崖受与崖面垂直方向的水流侵蚀切割、形成的沿断层走向分布的一系列三角形陡崖。也发育于盆地、平原与山地 (脉 )接合部。2016/11/6 《构造地质学》 04( 3)错断山脊 通常是晚近平移活动断层相对平移错动,造成某一方向的山脊发生突然的、有规律的错断。祁连山脉被阿尔金断层错断 错断山脊2016/11/6 《构造地质学》 05( 4)横切山岭走向的平原与山地的接触带2016/11/6 《构造地质学》 06( 5) 串珠状湖泊-洼地由大断层引起的断陷或破碎带形成的湖泊、洼地在走向上呈线状、串珠状分布,湖泊、洼地具有定向特点直线状洼地2016/11/6 《构造地质学》 07( 6) 带状分布的泉水泉水 (点 )呈带状、线状分布也是断层存在的标志之一,温泉一般是现代活动断层重要证据。断裂活动形成的窜珠状泉水2016/11/6 《构造地质学》 08( 7) 错断的水系、河流断层的存在常常影响水系的发育,引起河流的急剧转向、甚至切断河谷。2016/11/6 《构造地质学》 09水系异常弯曲水系同步弯曲2016/11/6 《构造地质学》 102 地质标志( 1) 错断线状、面状地质体先于断层形成之前的线状面状地质体 (如地层、矿层、岩脉、侵入接触面、劈理或相带界线 )被之后断层切割后,在平面、剖面上突然中断、错开而不连续现象。2016/11/6 《构造地质学》 112016/11/6 《构造地质学》 12( 2) 构造强化在一套正常地质体中,突然出现诸如产状的急变、多变、变陡,节理化、劈理化和片理化密集带的出现,小褶皱的剧增等现象。构造透镜体的出现也是断层引起的构造强化的一种表现。包括由节理递进变形 (构造强化 )形成的平列状透镜体和由断层错动形成的雁列状透镜体。2016/11/6 《构造地质学》 13构造透镜体面理化带2016/11/6 《构造地质学》 142016/11/6 《构造地质学》 152016/11/6 《构造地质学》 16( 3) 断层构造岩断层带上的岩石在断层作用中被搓碎、碾磨甚至重结晶、再定向又固结的岩石。包括两大系列,其中脆性系列分为三大类:1 ) 破裂岩类岩石被密集节理、劈理切割成大小不等的岩块、碎块而构成的构造岩。岩石的成分基本无变化,原岩结构、构造清楚。破裂的岩块、碎块尚可拼合,且无明显位移;岩块和碎块之间的缝隙闭合或张开,可有胶结物和次生泥的充填;碎基少或无。是浅层次脆性断层弱变形带之产物。2016/11/6 《构造地质学》 172016/11/6 《构造地质学》 182) 构造角砾岩类自然界断层中最常见的构造岩。是原岩在浅层次脆性 蚀、细化的构造岩。构造岩由两大部分构成 砾占主要,成分与原岩无大的差别,其大小、形态不一,转动、位移、搓磨明显,角砾之间已不能拼合。角砾间为碎基 据角砾的粗细构造角砾岩类可进一步划分为粗、中、细构造角砾岩2016/11/6 《构造地质学》 192016/11/6 《构造地质学》 203) 碎裂岩类自然界断层中最常见的构造岩之一。是原岩在中浅层次脆性-脆韧性断裂带中经破碎、磨蚀、细化后形成的变形程度较高的构造岩。构造岩由两大部分构成 裂细化物占主要,原岩结构、构造已不清楚,甚至出现少量的重结晶;角砾为岩石的次要组成部分,构成岩石中的碎斑,碎斑转动、位移、搓磨更加强烈。2016/11/6 《构造地质学》 21根据碎基含量、有无和粒径大小,碎裂岩类可进一步划分为碎斑岩、碎粒岩和碎粉岩:2016/11/6 《构造地质学》 22糜棱岩糜棱岩显微镜下照片构造片岩构造片岩2016/11/6 《构造地质学》 23三大系列分别代表不同的深度层次和温度压力环境2016/11/6 《构造地质学》 24( 4)断层标志 (地层重复和缺失 )2016/11/6 《构造地质学》 25( 5) 岩浆活动与矿化作用大断层尤其是切割很深的大断裂常常是岩浆和热液运移的通道和储聚场所。如果岩体、矿化带或硅化等热液蚀变带沿一条线断续分布,常常指示有大断层或断裂带的存在。 一些放射状或环状岩墙也指示放射状断裂或环状断裂的存在。2016/11/6 《构造地质学》 26( 6) 岩相和地层厚度的突变如果一地区的沉积岩相和厚度沿一条线发生急剧变化,可能是断层活动的结果。断层引起岩相和厚度的急变有两种情况,一种情况是控制沉积盆地和沉积作用的同沉积断层的活动,它会引起沉积环境沿断层在其两盘发生明显变化,岩相和厚度因而发生显著差异;另一种情况是,断层的远距离推移使相隔甚远的岩相带直接接触。2016/11/6 《构造地质学》 27断层性质的确定1. 断层面产状的确定断层面产状的确定是断层性质确定的基础,尤其对断层位移性质来讲,断层面产状如不能确定,断层性质就无从谈起。﹡ 断层面显露地表时,可以直接在断层面上进行测定﹡ 断层面未显露地表时,如果断层面比较平整、地形切割较强烈而且断层线出露良好,则可以利用 “ v”字形法则。2016/11/6 《构造地质学》 28﹡ 如果断层有三个或三个以上的钻孔控制,则可以采用《三点法求面状构造产状要素方法》确定断层产状2016/11/6 《构造地质学》 292 盘相对运动方向)的确定( 1)根据断层两盘地层的新老关系走向断层(纵断层)两盘正常地层 降盘相对新
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本文标题:构造地质学 06章-断层
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