构造地质学-06章-断层

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2019/12/10《构造地质学》-李强3祁连山脉被阿尔金断层错断（卫星影像）阿尔金断裂2019/12/10《构造地质学》-李强5断层阶步(左)和擦痕(右)秦岭柞水县某金矿控矿裂2019/12/10《构造地质学》-李强6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-规模（或大小）。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2019/12/10《构造地质学》-李强7断层线是断层面与地面交线-断层在地表的出露线。断层要素和位移1.断层面--断层面是一个将岩块或岩层断开顺着滑动的破裂面，是一种面状构造，因此断层的空间位置由其走向、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。2019/12/10《构造地质学》-李强8断盘（上盘）断盘（下盘）断层线2019/12/10《构造地质学》-李强92.断盘-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2019/12/10《构造地质学》-李强10断盘的运动有两种类型:直移(线)运动-断层运动轨迹为一条直线；两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-断层运动轨迹为一条曲线；两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)-即滑距和断距。2019/12/10《构造地质学》-李强11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-未断前的一点在断层移动以后成为两个点-滑距相当层-同一地层由于断层移动而分别在断层的两盘出现-断距断层位移2019/12/10《构造地质学》-李强12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(ab)。走向滑距:总滑距在断层面走向线上的分量(bc)；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(ac)水平滑距:总滑距在水平面上的投影(am)。1.滑距-在断层面上测量2019/12/10《构造地质学》-李强13断距-被错断岩层在两盘对应(标志)层之间的相对距离。垂直地层断距-断层两侧对应层层面之间的垂直距离铅直地层断距-断层两侧对应层层面之间铅直距离水平地层断距-位于同一高度的断层两侧对应层之间的水平距离2.断距-垂直于被断地层走向的剖面上2019/12/10《构造地质学》-李强142019/12/10《构造地质学》-李强152.断距-垂直于断层走向的剖面上视地层断距-断层两侧对应层层面之间的垂直距离视铅直地层断距-断层两侧对应层层面之间铅直距离视水平(地层)断距-位于同一高度的断层两侧对应层之间的水平距离2019/12/10《构造地质学》-李强16视断距≥真断距2008-3-26《构造地质学》-李强17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2019/12/10《构造地质学》-李强19一、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。2019/12/10《构造地质学》-李强202019/12/10《构造地质学》-李强21二、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2019/12/10《构造地质学》-李强22正断层——上盘相对下盘向下滑动的断层上盘下降下盘上升2019/12/10《构造地质学》-李强23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2019/12/10《构造地质学》-李强24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2019/12/10《构造地质学》-李强25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。2019/12/10《构造地质学》-李强26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。2019/12/10《构造地质学》-李强27枢纽断层-以断层面上任意一点为中心做旋转运动的断层。该类型断层的特点是：断盘上任意点的位移量均是不同的-与旋转中心距离呈正比。当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。2019/12/10《构造地质学》-李强28正(逆)断层-断层滑动线的侧伏角＞80°的断层；即倾向位移量大大的＞水平位移量。正(逆)平移断层-断层滑动线的侧伏角在(10°-45°)的断层；即水平位移量＞倾向位移量。平移正(逆)断层-断层滑动线的侧伏角在(45°-80°)的断层；即水平位移量＜倾向位移量平移断层-断层滑动线的侧伏角＜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-专门针对复合运动的断层2019/12/10《构造地质学》-李强29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(Normalfaults)及伸展构造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。2019/12/10《构造地质学》-李强31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。2019/12/10《构造地质学》-李强322.组合形式1）阶梯状断层-由若干条产状基本一致的正断层组成，各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。2019/12/10《构造地质学》-李强33掀斜式阶梯状断层-由若干条产状基本一致的正断层组成，各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。2019/12/10《构造地质学》-李强342）地堑-由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层组成，两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。2019/12/10《构造地质学》-李强353）地垒-由两条走向基本一致的反向倾斜的正断层组成，两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。2019/12/10《构造地质学》-李强364）环状断层-构造是由若干条弧形、半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-是由若干条断层自一个中心向外呈辐射状排列之组合。这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。2019/12/10《构造地质学》-李强376）斜列型(雁列式)断层-是由若干条彼此平行的正断层呈斜向错列之组合。单条断层与斜列式断层带走向呈30°-45°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-块断型断层构造是由两组方向不同的大中型正断层呈相互切割构成方格状或菱形断块之组合。这种构造组合型式规模大，常常控制大型断陷盆地。2019/12/10《构造地质学》-李强388）裂谷-是区域性伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷。◆大洋裂谷（oceanicrift）－大西洋◆大陆裂谷（contineatalrift）－东非裂谷◆陆间裂谷（intercontinentarift）红海◆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。2019/12/10《构造地质学》-李强393.正断层形成地质背景正断层发育在各种不同的地质环境中：在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。2019/12/10《构造地质学》-李强40二、逆断层(Thrustfaults)1.一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°)。2019/12/10《构造地质学》-李强41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5km以上。断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2019/12/10《构造地质学》-李强42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2019/12/10《构造地质学》-李强43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。1.构造样式台阶式结构-逆冲断层面呈长而平的断坪(Flat)与连接其间的短而陡的断坡(Ramp)交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。2.几何结构2019/12/10《构造地质学》-李强44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