断层的识别

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如何识别断层

如何识别断层

如何识别及描述断层

断层:断层与节理同属断裂构造,而断层往往是节理的进一步发育所致. 或者说,当节理发生位移,两壁有所错动时,即称为断层。断层是野外常见的一种重要地质现象。

野外地质填图时遇到断层,应如何研究呢?首先要确定断层的几何要素,其内容包括下列各点:

1、断层面。所谓断层面,就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂面.断层面的空间位置也像地层的层面一样,是由其走向和倾向而确定的.但断层面并非一个平整的面,往往是一个曲面,特别是向地下沿伸的那一部分,产状可以有较大的变化。此外,断层面不是单独存在的,往往是有好几个平行地排列着,构成所谓断层带,又由于断层带上两壁岩层的位移错动,使岩石发生破碎,因此又称为断层破碎带.其宽度达几米、甚至几十米.一般情况下,断层的规模愈大,断层带的宽度也愈大。

2、断盘。断层面两侧相对移动的岩块称为断盘。由于断层面两壁发生相对移动,所以断盘就有上升盘和下降盘之分。在野外识别时,按其位于断层面之上者称上盘 ;位于断层面之下者称下盘.当断层面垂直时,就无上盘或下盘之分.

3、断层线。断层面与地面相交之线,称断层线.

4、位移。这是断层面两侧岩块相对移动的泛称。在野外观察断层时,位移的方向是必须当场解决的问题之一。特别遇到开矿时,一旦遇到矿脉(或矿层)中断, 往往是断层位移所致,需要立即追查.追查

的办法是运用两侧岩层的层序关系来判断或抚摸断层面上的擦痕等来确定。

在野外地质填图时,如何注意断层?怎样研究断层?观察什么内容?此类问题必须熟练掌握,现分述如下:先讨论断层的标志及两盘相对位移问题.

断层的野外识别标志

断层的野外识别标志
局部强烈变形
下盘
上盘 坑道
地表地层产状突变指示下伏断层
3. 地层标志 地层的重复与缺失 4. 岩浆活动和矿化标志
断层控制矿脉的现象
5. 岩相和厚度突变带 (图片来自Tarbuck and Lutgens,1996)


阿尔金断裂造成疏勒河左行偏转(卫星影像)
一、地貌标志
断层造成一系列湖泊串珠状排列。
东非大裂谷带内的串珠状湖泊(图片来自Google地图)
一、地貌标志
断裂在地貌上通 常呈现线性特征
Baidu Nhomakorabea
圣安 德 烈 斯断 裂
从空中俯视圣安德烈斯断裂(据Chernicoff,1999)
一、地貌标志 2. 构造标志:产状突变、 矿脉
断层的野外识别标志
一、地貌标志:断层三角面、断层崖、水系偏转等

断 金


敦煌盆地
祁连山
祁连山


祁连山脉被阿尔金断层错断(卫星影像)
断层的识别标志
一、地貌标志:断层三角面、断层崖、水系偏转等
昆仑断裂及其断层三角面(据青藏高原研究所,2006)
一、地貌标志
断层造成水系向同一方向偏转


断 金


井下常用的断层性质识别方法

井下常用的断层性质识别方法

井下常用的断层性质识别方法

1、揭露断层的征兆

(1)煤层的顶底板岩石中裂隙显著增加,一般越靠近断层越明显。

(2)煤层产状发生显著变化。这是由于断层两盘相互错动,牵引附近煤岩层变形的结果。

(3)煤层厚度发生变化,煤层顶底板出现不平行现象。这是由于煤层较松软,或者顶底板岩石力学性质差异较大,在受到断层挤压和揉搓时,不同部位存在差异所致。

(4)煤层结构发生变化,滑面增多,出现揉皱和破碎现象,煤呈鳞片状、粉末状,常有效褶曲出现。

(5)在大断层附近常半生一系列小断层,这些小断层与大断层性质相同,是大断层伴生小构造。

(6)充水性强的矿井,在巷道接近断层时,常出现滴水、淋水以致涌水等现象。这是由于上部含水层或者其他水体沿断层附近裂隙下渗所致。

2、断层性质区分

(1)井下实地观察:查明断层两盘相对位移的方向,也是确定断层类型不可缺少的一向工作。落差小于巷道高或小于煤厚,根据上下盘移动方向,可以直接判定;落差大于巷道高或大于煤厚,根据顶底板岩性或者摩擦面判定。

断层标志,有一部分可以直接或间接地指示断层两盘相对为位移的方向。例如,断层面上的擦痕、阶步和反阶步。在确定断层两盘相对位移方向时,必须充分注意到断层在不同侧面造成的地层效应,综合分析断层多方面的标志,才能正确地确定断层两盘相对位移的方向。当测定了断层的产状和确定了断层两盘相对位移的方向,就可定出断层的类型,包括正断层、逆断层、平移断层和枢纽断层等。

1、正阶布

2、反阶布

3、擦痕及两盘运动

方向

(2)层位对比法:根据巷道揭露的断层两盘煤岩层位,进行对比,再根据断层的产状,确定断层的性质。

断层的判别与分析精品PPT课件

断层的判别与分析精品PPT课件

正—平移、逆—平移断层和平移—正、平移—逆断层
该类断层兼有垂直升降和平 移两向运动,常见斜向擦线。 依据擦线侧伏角大小有下列 进一步分类:
平移—正(逆)断层:侧伏 角45°-80°
正(逆)—平移断层:侧伏 角10 ° -45°。
枢纽断层
两盘岩块具相对旋转运动的断层,称枢纽断层。可 分为两种方式:1)以断层端点为旋轴。 2)不以断层端点为旋轴。
断层与岩层产状的关系示意图
1.2 根据断层走向与褶皱轴向之间的几何关系 划分
(1)纵断层 断层走向与褶皱轴向基本一致。 (2)横断层 断层走向与褶皱轴向基本垂直。 (3)斜断层 断层走向与褶皱轴向斜交。
断层与褶皱轴向的关系
2.按断层两盘相对运动方式分类
可将断层分为正断层、 逆断层和平移断层
项目五断层构造的识别和分析任务1断层及断层要素分析任务2断层类型的判别任务3断层组合型式的识别任务4断层标志的识别任务5断层的力学成因分析任务6断层的观察与分析任务1断层及断层要素分析岩层受地应力作用后发生破裂在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造称为断层
断层构造的识别和分析 1 断层及断层要素分析 2 断层类型的判别 3 断层组合型式的识别 4 断层标志的识别 5 断层的力学成因分析 6 断层的观察与分析
任务1 断层及断层要素分析 1.断层的概念
岩层受地应力作用后发生破裂,在力的继续作用下沿破裂面 两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造,称为断层。

断层的确定与分析

断层的确定与分析

在露头区,野外观测是断层研究的基础和主要方式。断层研究的主要内容有:断层的识别、产状的确定、断层两盘相对运动的确定以及断层形成时代和活动演化进程的确定,进而探讨断层的组合、形成机制及其产出的地质背景和物理环境。

断层的确定与分析

断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来,即形成了所谓的断层标志,这些标志是识别断层的主要依据。

(一)断层是识别

1.地貌标志

(1)断层崖由于断层两盘的相对滑动,常常促使断层的上升盘形成陡崖,这种陡崖通常称为断层崖。如王乔洞断层西盘栖霞组灰岩形成约10米高的断层崖。

(2)断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向的水流侵蚀切割,乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖,即断层三角面。

(3)错断的山脊错断的山脊也往往是断层两盘相对平移等运动的结果。

(4)横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是一条较大断裂。

(5)串珠状湖泊洼地这种洼地往往是大断层存在的标志。

(6)泉水的带状分布断水呈带状分布往往也是断层存在的标志。如沿猫耳洞断层分布的一系列下降泉(落水洞)

(7)水系特点断层的存在常常影响水系的发育,引起河流的急剧转向,甚至错短河谷。

2.构造标志

(1)构造线不连续任何线状或面状地质体,如地层、矿层、岩脉、侵入体与围岩的接触面、片理或相带等均顺其产状延伸。如果这些线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开,不再连续,说明有断层存在。图7是断层造成的构造线不连续现象的图示。走向断层F1、倾向数层F2和斜向断层F3分别切断地层或早期断层,或在平面上或在剖面上,或者既在平面上又在剖面上,两者均显示出构造线的中断。为了确定断层的存在的测定错开的距离在野外应尽可能查明错断的对应部分。

简述断层的野外判别标志

简述断层的野外判别标志

简述断层的野外判别标志

断层是地壳中存在的岩石层面或岩石体之间的裂隙,通常与地震活动相关。在野外勘察中,为了判别断层的存在和性质,可以观察以下几个标志:

1. 地形标志:断层通常在地表上形成一系列的地形特征,如断崖、地裂、悬崖等。这些标志可以帮助判断断层的位置和方向。

2. 岩石标志:断层两侧的岩石通常有不同的性质和结构。例如,一侧的岩石可能被挤压或拉伸,形成瘤状或伸展结构,而另一侧则可能出现断块或断裂带。

3. 地球物理标志:断层会影响地球物理场的分布和变化。地震波传播速度、重力场、磁场和电性等都可以用来检测可能的断层。

4. 地质标志:断层的存在会改变岩石层面的相对位置和性质,如变形和变质。通过观察岩石的结构、化学成分和变质程度等特征,可以判断断层的存在和性质。

以上是断层的一些野外判别标志,需要结合实际情况进行综合分析和判断。

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构造地质学-断层 (2)

构造地质学-断层 (2)
断层形成深度和形成环境的温压状态提供信息。 ❖ 断层岩的结构可以为分析确定断层两盘运动方向提供依据。
破裂岩系列一般包括断层角砾岩、碎粒岩或碎斑岩、碎粉岩、 假玄武玻璃和断层泥等。
断层的识别和断层岩
碎裂岩
▪ 断层角砾岩 Φ>2mm;注意与其它角砾区别 ▪ 碎粒岩 Φ:0.1~2mm ▪ 碎粉岩 Φ<0.1mm ▪ 玻化岩--假玄武玻璃 ▪ 断层泥
▪ 同位素年龄测定 ▪ 同构造岩体,岩墙
断层活动时间
根据同沉积断层及相关地层时代进行分析
断层活动时间
2. 大断层长期活动分析
大断层控制沉积岩相和厚度 大型平移断层在不同时期的活动性导
致不同时代的地层错距不一致 大断层往往控制多期岩浆活动和矿化作用
第三讲
思考讨论题
❖ 简述确定断层两盘相对运动的标志? ❖ 同沉积断层及其主要特征是什么 ? ❖ 如何确定断层的活动时间?
断层的识别和断层岩
糜棱岩
❖ 在强应变带内产出 ❖ 基本特征
▪ 粒度变小 ▪ 新生面理和线理强烈发育 ▪ 塑性流变现象 ▪ 残斑-碎裂或波状消光,机械双晶
断层的识别和断层岩
➢ 糜棱岩显微结构
断层的识别和断层岩
糜棱岩类型
❖ 静态重结晶作用明显的糜棱岩称作变余糜棱岩, 构造片岩、构造片麻岩。
断层
Structural Geology

浅谈断层特征及识别方法

浅谈断层特征及识别方法

浅谈断层特征及识别方法

摘要

断层广泛的发育于不同的构造环境中,类型很多,形成机制各异,大小差别

极大,因此,研究的内容、方法和手段各不相同,其中首要的环节就是识别、判

断断层的存在并且给断层分类。其中断层相对运动方向的判别又是重中之重。

关键字:断层位移相对运动断层面识别方法

1.

引言

在进行断层识别的过程中,方法是多样的,在确定地质整体情况的基础上确

定采用何种方法是当前比较集中的一种手段,采用综合方法识别断层非常重要,

本文主重点介绍断层相对运动方向的判别方法。

2.断层的相关概念

岩层受地应力作用后发生破裂,在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发生显

著相对位移的断裂构造,称为断层。它是构造运动中广泛发育的构造形态,大小

不一、规模不等,小的不足一米,大到数百、上千千米,破坏了岩层的连续性和

完整性。

2.1断层面和断盘

断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。断盘指断层面两侧的岩块,位

于断层面之上的称为上盘,断层面之下的称为下盘,如断层面直立,则按岩块相

对于断层走向的方位来描述。断层两侧错开的距离统称位移,按参考物的不同,有真位移和视位移之分,真位移是指断层两侧相当点错开的距离,即断层面上错

断前的一点,错断后分成的两个对应点之间的距离,称为总滑距;视位移是断层

两侧相当层错开的距离,即错动前的某一岩层,错断后分成两对应层之间的距离,统称断距。

2.2断层的分类

通常按断层的两盘相对运动分为:①正断层,是断层上盘相对下盘沿断

层面向下滑动的断层。②上盘相对上升的称为逆断层。根据断层倾角大小进

而分为高角度逆断层和低角度逆断层,他们之间以45°角为分界。③两盘沿

断层基础知识学习 (1)

断层基础知识学习 (1)

三、断层位移方向确定


2、断层两盘相对运动方向的确定
(1)擦痕和阶步:擦痕和阶步是断层两盘相对运动时在 断层面上留下的痕迹。据此可以判断断层的存在和断盘点 相对运动方向。 擦痕是两盘岩石以及被磨碎的岩屑和岩粉在断面上刻划的 结果,由粗到细(即感觉光滑)的方向指示对盘的运动方 向。
本盘 对面盘

三、断层位移方向确定

二、断层的识别

断层三角面:断层崖受到与崖面垂直方向的水流侵蚀、切 割被改造成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖,称为断 层三角面。
二、断层的识别

山脊错断水系改向;错断的山脊往往的断层两盘相对平行 移动造成,横切山岭走向的平原与山岭的接触带常常是一 条大断层,断层的存在常常影响水系的发育,引起河流遇 到断层急剧转向,甚至河谷错断。




(一)断层的位移

2 .断距:被错断岩层在两盘 上的对应层之间的相对距离。 1 )在垂直岩层走向的剖面上 可测得地层断距。 A)垂直地层断距(ho):对 应层间的垂直距离 B)铅直地层断距(hg):对 应层间的铅直距离




C )水平地层断距( hf ):对 应层间的水平距离
垂直岩层走向的剖面观察
(2)横断层:断层走向与褶皱轴向垂直。
(3)斜断层:断层走向与褶皱轴向斜交。

怎样判识断层

怎样判识断层

怎样判识断层

我们是煤田地质工作者,经常在野外与岩石地层打交道,其实这些岩石地层是存在地球表面的一部分,惯称为地壳。由于地球在不停地作旋转运动,宇宙星际之间相互引力也存在,因此地壳也在不停的运动,当地壳内在温度压力速度时间等条件改变后岩石圈的岩石岩层也会发生改变,产生弹性、塑性蠕变等现象,在长期的地应力作用下,当超过岩石岩层的弹性力度时,岩石岩层就会产生突然的形变发生位移,导致断层的形成。

一、断层的一般特性

断层是一个断裂面,相对的两盘(上盘、下盘)曾沿该面相互地移动过。断层走向是断层面上水平线的方向就是断层走向。断层倾向是垂直断层走向线的方向即断层倾向。断层倾角是水平面与断层面的交角,但必须在垂直走向的直立面上量得。上盘——指断层面上边的岩块;下盘——指断层面下边的岩块。很明显如果断层面直立,是无法分清上、下盘的。断层面与地面的交线称作断层迹线亦称断层线或断层露头线。有的断裂面相当宽,数十米至数百米,或它由数条或多条断层交织在一起,形成角砾岩、糜棱岩的杂乱的一个带,可统称断裂带。断层有大有小,大者可延绵数十、数百公里,甚者上千公里,小的仅数米、数十米长。

二、识别断层的标志

如果断层出露在悬崖上或因人为的剥露,是能容易观察断层的。但工作区地表浮土的掩埋,农作物、植被的覆盖及人类活动(修筑大

坝水库、市镇建筑物)的结果,往往使断层证据不连续不完善,但只要发生过断裂位移,仍可通过一些标志去判识断层的。

1、构造迹线、地层界线不连续或突然错位;

2、出现地层重复或缺失;

3、发现断层面或断层带的一些特征,如断层角砾岩、糜棱岩、破碎带构造透镜体、断层泥、擦痕、阶步、节理等;

断层识别标志

断层识别标志

断层类型很多,规模差别极大,形成机制和构造背景各异,因此,研究的内容、方法和手段各不相同。但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。

断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来,形成了所谓的断层标志,这些标志是识别断层的主要依据。

地貌标志(1)

断层崖由于断层两盘的相对滑动,断层的上升盘常常形成陡崖,这种陡崖称为断层崖。盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。

断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割,乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖,即断层三角面。

地貌标志(2)

错断的山脊往往是断层两盘相对平移的结果。

横切山岭走向的平原与山岭的接触带往‘往是规模较大的断裂。

串珠状湖泊洼地往往是大断层存在的标志。这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。

泉水的带状分布往往也是断层存在的标志。念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图),是现代活动断层直接控制的结果。

水系特点断层的存在常常影响水系的发育,引起河流的急剧转向,甚至错断河谷。

构造标志

如果线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开,不再连续,说明有断层存在。右下图示断层造成的构造线不连续现象。为了确定断层的存在和测定错开的距离,在野外应尽可能查明错断的对应部分。

构造强化是断层可能存在的重要依据。构造强化现象包括有:岩层产状的急变和变陡;突然出现狭窄的节理化、劈理化带;小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。

野外识别断层的主要依据

野外识别断层的主要依据

断层的识别

1. 地貌标志

构造地貌是确定断层存在的重要标志,构造地貌包括由挽近时期(一般指第四纪以来(有时新近纪以来)地壳运动的时期)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。

(1)断层崖:通常是挽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,如图一、图二所示.

图一滇池断层崖

图二华山断层崖

(2)断层三角面:通常是挽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,如图三所示.

图三断层三角面

(3)错断山脊:通常是挽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,如图四所示。

图四错断山脊示意图

(4)横切山岭走向的平原与山地的接触带,如图五所示。

图五横切山岭走向的平原与山地的接触带

(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,单个湖泊、洼地也具有定向的特点,如图六所示。

图六直线状洼地

(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,如图七所示。

图七串珠状分布的泉水

(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,如图八所示。

图八错断的河流

2 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,如图九所示.

chap04-2断层的要素和命名

chap04-2断层的要素和命名

3、羽状节理和两侧小褶皱
锐角指向本 盘运动方向
张节理
锐角指向本 盘运动方向
压性节理 (剪节理)
主断层
紧闭小褶皱轴面与主 断面所交锐角二面角 指示对盘运动方向。
4、断层角砾岩
牵引构造
锐角指向对 盘运动方向剪节理 锐角指向对盘 运动方向
张节理
小结
➢ 一、断层的野外识别
1.断层崖与断层三角面
➢ (1)地貌标志 ➢ (2)构造标志 ➢ (3)地层标志
间接测定法
断层面未出露地表
断层线“V”字形判定

隐伏断层三点法
根据地球物理资料判定法
注意:不能将所测的产状作为整条断层的产状,因为 断层面可能是弯曲的。
地震剖面
三、断层岩*
➢ 断层岩:断层岩是断层带中或断层两盘岩石 在断层作用中被改造形成的,具有特征性结 构、构造和矿物成分的岩石。也称断裂构造 岩或构造岩 。
方向。
阶步:断层活动中在断层面形成的与断层运动方 向垂直的微小陡坎(阶梯状断口)。通常指示对 盘的运动方向。
擦痕
阶步
擦痕
阶步 阶步
正阶步
反阶步
不能仅以擦痕和阶步来反确阶定步断陡层坎运指动示本的盘总运方动方
野步向。外,一观需般察在大要断多结层是合晚正其期阶它标志向成。。初反期阶形步成一 ,般 但在 以断 后层 会面 被形 磨

断层划分标准

断层划分标准

断层划分标准

摘要:

一、断层定义

二、断层划分标准

1.断层活动性

2.断层平面形态

3.断层力学性质

4.断层组合关系

三、断层划分在地质研究中的应用

正文:

地球表面的岩石层受到地壳运动的影响,会发生破裂和错动,形成断层。断层是地壳中具有一定规模和特征的地质构造,对研究地球内部构造和地壳运动具有重要意义。为了更好地研究和描述断层,地质学家们根据一定的标准对断层进行划分。

一、断层定义

断层是指地壳中岩石层在受到地壳运动的作用下,发生破裂和错动的现象。根据断层两侧岩石的相对运动方向,可将断层分为上升断层、下降断层和平移断层。

二、断层划分标准

1.断层活动性

根据断层的活动性,可将断层划分为活动断层、非活动断层和化石断层。

活动断层指近期有明显地质活动的断层,非活动断层指长期没有明显地质活动的断层,化石断层指地质历史时期曾经活动过,但现在已不再活动的断层。

2.断层平面形态

根据断层平面形态,可将断层划分为简单断层、复杂断层和环形断层。简单断层指断层面较直,错动较小的断层,复杂断层指断层面曲折,错动较大的断层,环形断层指断层面呈环状的断层。

3.断层力学性质

根据断层的力学性质,可将断层划分为脆性断层、韧性断层和黏弹性断层。脆性断层指岩石在破裂过程中,断层两侧岩石没有明显塑性变形的断层,韧性断层指岩石在破裂过程中,断层两侧岩石发生明显塑性变形的断层,黏弹性断层指岩石在破裂过程中,断层两侧岩石既有一定塑性变形,又有一定弹性变形的断层。

4.断层组合关系

根据断层的组合关系,可将断层划分为单断层、双断层和多断层。单断层指一个地质体中只有一个断层,双断层指一个地质体中有两个相互联系的断层,多断层指一个地质体中有三个或三个以上相互联系的断层。

煤矿地层中断层概念、类型及识别方法

煤矿地层中断层概念、类型及识别方法

地质勘探中的断层概念、类型及识别方法

断裂两侧的岩石沿断裂面发生明显位移者称断层。

断层的类型

1、按断层两盘的相对位移可分为正断层、逆断层(冲断层、逆掩断层、辗掩断层、叠瓦式断层)和平移断层。

2、按断层走向与岩层走向的关系分为走向断层、倾向断层和斜交断层。

3、按断层走向与褶曲轴向的关系分为纵断层、横断层和斜断层。

断层的识别方法

1、地形上的特征:表现为陡坡悬崖或河流纵坡突变或山峰中断,有时沿断层方向出现溪谷,沿断层往往有多个泉水出露。

2、岩层排列上的特征:岩脉的移动,地层的重复或缺失,岩层的突然中断。沿岩层走向观察如岩层突然中断等,都可能有断层。

3、断层面及破碎带上的特征:

擦痕:断层面上因两盘摩擦而产生断层擦痕,从擦痕方向可推知断层运动方向,但有些断层面因长期风化和侵蚀,擦痕可能不清楚。

破碎带:由于断层两盘相对运动的结果,常使断层面附近岩石破坏成碎石和粉末,组成断层角砾岩和断层泥,角砾岩的石质和断层附近的相同。在正断层中,角砾岩岩块多棱角,堆积较无次序,混杂物质却很普遍。在逆掩断层中角砾岩岩块多磨圆磨光,不出现其它混杂物质。

断层的拖曳现象:断层两盘相对运动,常使断层面两侧的岩石发生一定的塑性变形,形成小的弯曲。

断层的野外识别方法

断层的野外识别方法

断层的野外识别方法

在野外,可根据下述几方面的标志去识别断层:

(1)构造线和地质体的不连续。岩层、含矿层、岩体、褶皱轴等地质体或地质界线等在平面和剖面上的突然中断、错开的现象,说明可能有断层存在。但要注意与不整合界面、岩体侵入接触界面等造成的不连续现象加以区别。

(2)地层的重复与缺失。在一区域内,按正常的地层层序,如果出现有某些地层的不对称重复,某些地层的突然缺失或加厚、变薄等现象,这都可能是断层存在的标志。

(3)擦痕、磨擦镜面、阶步及断层岩。断层面上平行而密集的沟纹称为擦痕,局部平滑而光亮的表面称为磨擦镜面。断层面上往往还有与擦痕方向垂直的小陡坎,其陡坡与缓坡呈连续过渡,称为阶步。它往往是断层间歇性活动或因断层运动受到某种阻力而形成的。擦痕、磨擦镜面及阶步均是断层滑动的直接证据。此外,擦痕的方向指示断层的相对运动方向,其中手摸擦痕面时感到光滑的方向即为对盘运动的方向;阶步的陡坡倾斜方向也指示断层对盘的运动方向。断层带中因断层而形成的动力变质岩类称断层岩或构造岩。如断层角砾岩、糜棱岩、断层泥等。断层岩不仅是断层存在的岩石标志,而且断层岩的特征还能反映断层的性质、运动方向及形成的物理环境等。

(4)地貌及水文标志。较大规模的断层,在山前往往形成平直的陡崖,称断层崖。断层崖如被沟谷切割,便形成一系列三角形的陡崖,称断层三角面。此外山脊、谷地的互相错开,洪积扇的错断与偏转,水系

突然直角拐弯,泉水沿一定方向呈线状分布,湖泊、沼泽呈条带状断续分布等,都可能是存在断层的间接标志。

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断层的识别

断层类型很多,规模差别极大,形成机制和构造背景各异,因此,研究的内容、方法和手段各不相同。但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。

断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来,形成了所谓的断层标志,这些标志是识别断层的主要依据。

地貌标志(1)

断层崖由于断层两盘的相对滑动,断层的上升盘常常形成陡崖,这种陡崖称为断层崖。盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。

断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割,乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖,即断层三角面。

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地貌标志(2)

错断的山脊往往是断层两盘相对平移的结果。

横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是规模较大的断裂。

串珠状湖泊洼地往往是大断层存在的标志。这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。

泉水的带状分布往往也是断层存在的标志。念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图),是现代活动断层直接控制的结果。

水系特点断层的存在常常影响水系的发育,引起河流的急剧转向,甚至错断河谷。

构造标志

如果线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开,不再连续,说明有断层存在。右下图示断层造成的构造线不连续现象。为了确定断层的存在和测定错开的距离,在野外应尽可能查明错断的对应部分。

构造强化是断层可能存在的重要依据。构造强化现象包括有:岩层产状的急变和变陡;突然出现狭窄的节理化、劈理化带;小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。

构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体,长径一般为数十厘米至二、三米。构造透镜体有时单个出现,有时成群产出。构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后,

其楞角又被磨去形成的。包含透镜体长轴和中轴的平面,或与断层面平行,或与断层面成小角度相交。

在断层带中或断层两侧,有时见到一系列复杂紧闭的等斜小褶皱组成的揉褶带。揉褶带一般产于较弱薄层中,小褶皱轴面有时向一方倾斜,有时陡立,但总的产状常常与断层面斜交,所交锐角一般指示对盘运动方向。

断层岩的发育和较广泛产出也是断层存在的良好判据。

地层标志

地层的重复和缺失是识别断层的主要依据。

岩浆活动和矿化作用标志

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,因此,如果岩体、矿化带或硅化等热液蚀变带沿一条线或带断续分布,常常指示有大断层或断裂带存在。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。

岩相和厚度标志

如果一个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,引起沉积环境沿着断层发生明显变化,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。查明和确定断层是研究断层的基础和前提。在地质调查中,应注意观察、发现和收集指示断层存在的各种标志和迹象,同时结合其他地质条件和背景加以综合分析。

断层的观测

测定断层面产状和两盘相对运动以便确定断层性质,进而测定或分析断层规模和组合关系是断层研究的重要方面。

(一)断层面产状的测定

如果断层面比较平直,地形切割强烈而且断层线出露良好,可根据断层线的“V”字形法则来判定断层面的产状。

隐伏断层的产状主要根据钻孔资料用几何作图方法予以测定。物探资料也可帮助判定断层面产状。

断层伴生和派生的小构造也有助于判定断层产状。如断层伴生的剪节理带和劈理带,一般与断层面近一致。断层派生的同斜紧闭揉褶带、片理化构造岩的面理,以及定向排列的构造透镜体带等,常与断层面成小角度相交。这些小构造变形愈强烈,愈压紧,与断层面也愈接近。需要指出,这些小构造的产状常常是易变且急变的,应大量测量并进行统计分析以确定代表性的产状。

在确定断层面产状时,要充分考虑断层产状沿走向和沿倾向可能发生的变化。许多断层尤其是逆冲断层的断层面,常成波状起伏或台阶式。对于这种波状性的原因有多种不同解释。一种解释是,大断层形成之前的初始子断裂是各自分散的,而后逐渐联合形成大断层,由于联合的方式不同,可以有折线状、正弦曲线状或花冠状等。格佐夫斯基(1975)认为,在断裂形成后原应力场的正应力和剪应力轨迹将发生偏转,引起断裂线向另一方向偏转,最后形成弧形面。至于台阶式,主要是逆冲断层中断坪与断坡交替变化的结果。此外,各套岩系的岩性差异、不同深度物理条件对断裂的影响以及多期变形等等,也都影响断层产状及其产状的变化。

较大规模的断层产状和形态总是变化的,一定不要用局部产状作为断层的总体产状。例如隆起边缘的大断层,地表常为低角度逆冲断层,向深处倾角可以逐渐变大,甚至直立。伸展区大型正断层,也常呈上陡下缓的铲状。

(二)断层两盘相对运动方向的确定

但是,一条断层或一定阶段的断层活动性质往往又具有相对稳定性。这种运动总会在断层面上或其两盘留下一定的痕迹,如擦痕等。这些遗迹或伴生现象成为分析判断断层两盘相对运动的主要依据。

1、根据两盘地层的新老关系

分析两盘中地层的相对新老,有助于判断两盘的相对运动。对于走向断层,上升盘一般出露老岩层(A、B、D、E)。但如果地层倒转,或断层倾角小于岩层倾角,则老岩层出露盘是下降盘(C、F)。如果两盘中地层变形复杂,为一套强烈压紧的褶皱,那么,就不能简单地根据两盘直接接触的地层新老而判定相对运动。如果横断层切过褶皱,对背斜来说,上升盘核部变宽,下降盘核部变窄,对于向斜,情况刚好相反。

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