5.4断裂构造及类型

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断裂构造

断层
► 指岩体在构造应力的作用下发生断裂，且断
裂面两侧岩体有明显相对位移的构造现象，它是节理的扩大和发展。 ► 断层不仅对岩体的稳定性和渗透性、地震活动和区域稳定有重大的影响，而且是地下水运动的良好通道和汇聚的场所。在规模较大的断层附近或断层发育地区，常赋存有丰富的地下水资源。
断层面：两侧岩块发生相对位移的断裂面。其间岩石破碎，因而称破碎带。其中在大断层的断层面上常有擦痕，断层带中常形成糜棱岩、断层角砾和断层泥等。断层线：断层面与地面的交线。断盘：断层面两侧的岩块。若断层面是倾斜的，位于断层面上侧的岩块，称上盘；位于断层面下侧的岩块，称下盘。若断层面是直立的，可用方位来表示（东盘、西盘、南盘、北盘）。断距：断层两盘沿断层面移动开的距离。
三、活断层对工程建筑的影响
活断层对工程的危害主要是活断层的地面错动和活断层快速滑动引起地震两方面。蠕变型的活断层，当变形速率较大时，可能导致建筑地基不均匀沉陷，使建筑物拉裂破坏。突发型的活断层伴随地震产生的错动距离通常较长，多在几十厘米至几百厘米之间，这种危害是无法抗拒的。因此在工程建筑地区有突发型的活断层存在时，任何建筑原则上都应避免跨越活断层以及与其有构造活动联系的分支断层，应将建筑物选择在无断层穿过的位置。

断裂构造
断裂构造又称断裂。岩石受地应力作用，当作用力超过岩石本身的抗压强度时就会在岩石的薄弱地带发生破裂。断裂构造是岩石破裂的总称，包括劈理、节理、断层、深大断裂和超壳断裂等。研究断裂构造对找矿勘探、水文地质与工程地质以及了解区域构造特点均有实际意义。 ► 断裂的基本类型一、节理：节理是岩石中的裂隙 1、张节理：张节理是由张应力产生的破裂面。 2、剪节理：剪节理是由剪应力产生的破裂面。

断裂构造

断裂构造
岩石受到外力作用发生破裂、连续性受到破坏的现象，称为断裂。分为节理和断层两大类。
断层破裂面两侧岩块有明显滑动。节理破裂面两侧岩块无明显滑动。
一、断层岩石断裂后，破裂面两侧岩石发生显著的相对位移，称为断层，是最常见的地质构造现象。 1.断层要素：有断层面、断层线、断层盘。 ①断层面——岩层受力后发生相对位移的破裂面。特征：a.呈面状展布，具有一定的走向、倾向、倾角。 b.断层面有的光滑，有的具擦痕，有的呈波状起伏，有的较粗糙。 ②断层线——断层面与地面的交线。可直可弯，甚至形成一条宽窄不等、成带状分布的破碎地带，称为断层破碎带。 ③断层盘——断层面两侧的断块称为断层盘。位于断层面上方的称为上盘，下方的称为下盘。相对上升的一盘称为上升盘，相对下降的一盘称为下降盘。
②地堑——是由两条或多条走向基本一致，相向倾斜的正断层构成，中央部分相对下降，两侧相对上升的构造。
③叠瓦式逆冲断层— —由一系列产状相近的逆冲断层组成，其上盘依次向上逆冲，断面上成叠瓦式。还有对冲式逆断层，背冲式逆冲断层，楔冲式断层等。
4.断层的识别标志：
①断层面：一般在剖面（断面上）直接观察，可见到相对较平直的断层面，其上常常具有擦痕、阶步，有的被磨的很光滑，有的面上附着硅质、铁质或碳酸盐矿物薄膜。 ②断层破碎带：常形成硅化破碎带、断层角砾岩或断层泥，有的具有构造透镜体、糜棱岩及片理化现象。断层破碎带在地表易被风化剥蚀（硅化破碎带除外），常形成负地形（鞍部、沟谷）。

断裂构造的概念

断裂构造（Fracture Tectonics）是指地球表面上由于内部地壳

和岩石发生应力作用而导致的断裂现象和构造变形。这些断裂构造包括断层、裂缝和岩石块体的位移等形式，它们在地质过程中起到了重要的作用。

一、断裂构造的形成与类型

断裂构造的形成主要是由于地壳板块在构造过程中发生的应力作用，而导致岩石或地壳发生断裂形变。这种应力作用一般分为三种类型：拉应力（tensional stress）、压应力（compressional stress）和剪应力（shear stress）。

拉应力是指板块之间产生相对拉伸作用的应力，导致板块或岩石发生伸展和拉伸。拉应力会导致岩石断裂，形成步错断层（normal fault）和走滑断层（oblique fault）等。

压应力是指板块之间产生相对挤压作用的应力，导致板块或岩石发生压缩和挤压。压应力会导致岩石沿着脆性断层面发生滑动，形成逆冲断层（reverse fault）和推覆构造（thrust structure）等。

剪应力是指板块之间产生相对剪切作用的应力，导致板块或岩石发生滑动和切割。剪应力会导致断层面上的岩石发生剪切滑动，形成走滑断层（strike-slip fault）等。

根据断裂面的倾向和走向，断裂构造可以分为不同类型，包括北、南断裂（north-south fault）、东、西断裂（east-west

fault）、NW-SE断裂（NW-SE fault）和NE-SW断裂（NE-

SW fault）等。这些断裂构造在地壳运动和构造演化中起到了

构造地质学第三章断裂构造

对距离。不同方位的剖面上，断距不同。在垂直于被错断岩层走向的剖面上可测得
：地层断距—断层两盘上对应层之间的垂直距
离（ho）；铅直断距—断层两盘上对应层之间的铅直距
离（hg）；
水平断距—断层两盘上对应层之间的水平距离（hf）；
（△hof 中，∠α为岩层倾角）
若已知岩层倾角，再知上述三种断距之一，即可知另两种断距（见图3-7-b ）已知水平断距（hf）和岩层倾角α，则
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3、地层产状突然改变； 4、擦痕和阶步、反阶步；
5、牵引构造—断层滑动时其附近岩层受阻产生拖曳而发生弯曲，弯曲突出方向示本盘相对动向
6、反牵引构造—这类正断层倾角向下变缓，若此时岩层塑性小，则生成反向断层；
7、构造透镜体—断层带中发育的呈一定方向排列、规模不等的透镜状岩块；
8、断层岩断裂带中因断层动力作用被搓碎，
二、成因分类
1、原生节理—成岩过程中形成的节理（如沉积岩形成过程中的泥裂）。
2、冷凝节理—玄武岩、花岗岩等熔融状态之岩浆在冷凝过程中形成的（如石柱林）。

断裂与剪切带构造

1、断层面产状的测定
• 在识别和确定断层后 :应测定断层面产状和两盘相对运动，以便确定断层性质(正、逆或平移断层)，进而测定或分析断层规模和组合关系，分析断层在区域构造中的地位和形成机制。
• 1、断层面产状的测定
断层面有时显示于地表，可以直接测定，有时隐蔽，只能间接测定。如果断层规模不大，断层面比较平直，地形切割强烈且断层线出露良好 ; 可以根据断层线的“V”字形来判定断层面的产状。 • 隐伏断层的产状，主要根据钻孔资料，如果断层面比较平直，可用三点法予以测定 ;利用物探资料也可判定断层面产状。
4）标志体的错开
NE
歙县南昌前组薄层青灰色绢云绿泥片岩—左行剪切线理
韧性剪切带：地壳深部(大于10～15千米)具有强烈塑性流变及旋转应变的面状高应变带,又称韧性断层。韧性剪切带中没有明显的不连续面，与两侧岩石
二、韧性剪切带
之间的应变呈递进演化的关系，两侧岩石则显示出
明显的剪切位移。
规模小者见于显微镜下的薄片中，大者宽数十
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断层活动引起的构造强化是断层可能存在的重要依据，构造强化有。①岩层产状的急变和变陡 ;②节理化、劈理化窄带的突然出现 ;③ 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，长径一般为十数厘米至一二米。亦有几十－数十公里的构造透镜体；构造透镜体常成组、成带或叠置产出。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且菱块棱角又被磨去而形成的。包含透镜长轴和中轴的平面，或与断层面平行，或与断层面成小角度相交。

断裂构造

4、滑坡节理—块体滑动引起，块体上部呈张开型，边部呈剪切型。 5、人工节理—生产爆破所致（人工地震、开采等）。三、力学分类：主要有两种： 1、张节理 2、剪节理
张节理特征： 1、产状不稳定，延伸不远； 2、节理面粗糙不平，若在砾岩中则绕砾而过； 3、有时迁就两组剪节理而发育成锯齿状追踪； 4、节理面无擦痕，节理与节理间距较大； 5、节理壁距也较大，常呈楔形； 6、其终端部分常呈树枝状或杏仁状循环；
兼于上述之间的有：平移逆断层，平移正断层，正平移断层，逆平移断层…...，通常以后者为主。平移断层—侧伏角<10° 平移正（逆）断层—侧伏角45°-80° 正（逆）平移断层—侧伏角10°-45° 正（逆）断层—侧伏角80°-90°
四、断层的组合 1、阶梯状断层—由若干条产状大致相同的正断层平行排列组合；
（二 1 、构造线和地质体不连续；）构造标志
2、地层的重复或缺失；（六种情况）
3、地层产状突然改变； 4、擦痕和阶步、反阶步；
5、牵引构造—断层滑动时其附近岩层受阻产生拖曳而发生弯曲，弯曲突出方向示本盘相对动向
6、反牵引构造—这类正断层倾角向下变缓，若此时岩层塑性小，则生成反向断层；
若已知岩层倾角，再知上述三种断距之一，即可知另两种断距（见图3-7-b）已知水平断距（hf）和岩层倾角α，则地层断距ho = hf *Sin α，铅直断距hg= hf /Cos α

地质学基础 17断裂构造

宽均匀，脉壁平直 ③切穿砂粒和砾石，方向不变 ④常成对出现，形成“X”共轭节理系
（2）张节理——由张应力作用而产生的破裂面
①产状不稳定，延伸不远；单条节理短而弯曲； ②节理面粗糙，无擦痕；两壁多张开，常有岩脉充填；脉宽变化大，
脉壁不平直； ③节理面常绕过砾石和砂粒； ④形态不一定，有时呈不规则的树枝状等。
摩擦镜面：断层两盘的相互错动引起断层面上温度升高，
局部地方使一些铁质、锰质、硅质等岩粉融化，在断面上产生一层光滑的矿物质薄膜，形成光滑的镜面。
铁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ薄膜
断层破碎带
断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带。
（5）牵引构造
牵引构造——指断层两盘受摩擦拖曳而发生弯曲的现象。弧形凸出的方向指示本盘的相对运动方向。
相当层：指出现在断层两盘的同一地层。
断距——相当层之间的距离。
铅直地层断距（落差）：断层两盘相当层层面间的铅直距离。
（二）断层分类
1.根据断层走向与褶皱轴向关系
纵断层：断层走向∥褶皱轴向横断层：断层走向⊥褶皱轴向斜断层：断层走向∠褶皱轴向
地质图（a）和（b）构造图中的断层F1-纵断层；F2-横断层；F3-斜断层
局部的露出原地岩块，可称此原地岩块为构造窗。
飞来峰：若剥蚀强烈，外来岩块仅局部残留孤立于原地岩块之上，称为之

断裂构造

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟

断裂构造

断裂构造断裂构造是指岩石所承受的作用力达到或超过其破裂强度极限并发生破裂变形而形成的构造，岩石的连续性和完整性遭到破坏。根据岩石破裂面的两侧岩块相对位移的大小，分节理和断层两大类型。

(一)节理

节理又称裂隙或裂缝，指破裂面两侧岩块无明显相对位移的断裂构造。

节理常为大型褶皱或断层的伴生或派生的构造，是在岩层形成褶皱或断层时产生的，受褶皱和断层的控制。就煤矿地质而言，节理常是矿井瓦斯、地下水等的重要运移通道和储集场所。

(二)断层

断层是指破裂两侧的岩石沿破裂面发生有明显位移的断裂构造。断层规模变化很大，小的断层延伸仅有几米，相对位移不过几厘米，大的断层延伸数厘米至数千米，相对位移可达几十千米。

1、断层要素

断层要素是指断层的组成部分以及与阐明断层空间位置和运动性质等有关的几何要素。包括断层面、断层线、交面线、断盘、断距和落差等。

(1)断层面：岩层断裂发生相对位移问题沿着一定的破裂面进行的，此破裂面即称为断层面。断层面的空间位置由其走向、倾向和倾角确定。断层面在局部地段可以是平面，但在较大范围内还常是不规则的曲面。较大规模断层的断层面常由一系列断裂面和次级破裂面构成断层破碎带。

(2)断层线：断层线是指断层面与地面的交线，也就是断层面在地面上的出露线。它可以是直线，也可以是曲线，其形态由断层面形态，断层面产状以及地形起伏状况决定。断层面倾角越小，地形起伏越大，断层线形态就越复杂。

断裂构造

4）断层的组合类型
正断层的组合：阶梯状构造、地堑和地垒
逆断层的组合：叠瓦状构造
3．断层存在的标志（1）地质体不连续：（2）地层的重复或缺失：（3）地层或矿体突然变厚或变薄：（4）地层产状的突然变化：不同产状的岩层互顶（5）地貌上的标志：负地形，断层三角面。（6）水文上的标志：泉水出露点，矿坑涌水处。（7）断层泥和断层角砾、糜棱岩：（8）断层擦痕和磨擦镜面：（9）捩引现象：（10）硅化和矿化现象：（11）顶底板压力增大：
5655
100
5533
351－360
节理玫瑰花图的作图方法
走向玫瑰花图：用一个半圆，射线方向代表节理平均走向，长度代表节理数（或百分数）。
20条
20条
倾向玫瑰花图：用一个整圆，射线方向代表节理平均倾向，长度代表节理数（或百分数）。
0
345 12 330
315
9
300
6
285
3
270
逆掩推覆构造
逆掩断层的形成
2）按断层走向与岩层走向的关系走向断层：断层走向与岩层走向一致。倾向断层：断层走向与岩层走向垂直。斜向断层：断层走向与岩层走向斜交。
3）按断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向纵断层：断层走向与区域构造线方向一致。横断层：断层走向与与区域构造线方向垂直。斜断层：断层走向与区域构造线方向斜交。

5.4断裂构造及类型

节理缝隙度：节理密度乘以节理壁距离
1. 原生节理：岩石形成中形成的
2. 风化节理：产状极不稳定，由地表向下节理密度渐小
3. 构造节理：构造运动产生的节理，产状稳定
类型张节理剪节理
力学性质张力
剪应力
产状不稳定,粗糙稳定较光滑
形状 S X
云南千龟山
红砂岩 + 节理 + 风化
断层产状往往不稳定，规模较大
断盘沿着走向相对运动的断层叫平移断层
1. 阶梯状断层 2. 地堑：中间相对下降的 3. 地垒：中间相对上升的
擦痕和镜面、阶步破碎带、断层泥、角砾岩、靡棱岩拖曳构造
地层不连续
地层重复（A）与缺失（B）
断层崖、断层三角面、断层谷、河流急转弯、串湖等
怎么没有金子了？
有明显位移的断裂
与节理的区别在于：有明显的位移
断层要素：断面、断盘。上盘、下盘；东盘、西盘
依据：运动方向 1. 正断层 2. 逆断层 3. 平移断层
Байду номын сангаас
上盘相对下盘向下运动的断层
断面较平，产状较陡，往往由重力作用形成
上盘相对下盘向上运动的断层
岩层连续完整性遭到破坏，发生断裂没有明显位移的断裂称为节理有明显位移的断裂称为断层

没有明显位移的断裂. 破裂面称为节理面节理面产状：走向、倾向和倾角

断裂构造

2.类型：原生构造-
成岩过程中形成的，如玄武岩柱状节理，细粒沉积岩中的泥裂等。(属于非构造节理）
构造节理- 构造运动(内应力作用)形成，分布有规律。非构造节理- 外动力地质作用形成，如风化节理。
3.意义：
【1】节理的概念及其意义
破裂面两侧岩块沿破裂面无明显相对位移的断裂构造 1.定义：
2.类型：原生构造-
（2）断层线：断层面与地面的交线称断层线，反映断层的延伸方向和延
伸规模。由于断层面形状及产状的变化及地形的影响，断层线可以是直线，也可以是曲线。地震的原因是地壳中的断层线，而且会沿着断层线发生。
（3）断盘:在断层面两侧并沿断层面发生明显位移的岩块。
断层上· 下侧分为上· 下盘，两盘的相对滑动分上升· 下降盘。
根据岩石破裂面两侧岩块相对位移的大小分为两类 2.分类：
节理：仅仅发生破裂断层：发生破裂后，沿着破裂面存在着一定的位移
断层的概念
1.断层的几何要素 2.断层的分类
3.断层的组合类型
（1）断层面：一个将岩块或岩层断开成两部分并借以滑动的破裂面。
1. 断层的几何要素
其空间位臵由其走向、倾向和倾角确定。其往往不是一个产状稳定的平直面，顺走向走向都会发生变化。断裂带（fault zone）亦称“断层带”。由主断层面及其两侧破碎岩块以及若干次级断层或破裂面组成的地带。在靠近主断层面附近发育有构造岩，以主断层面附近为轴线向两侧扩散，一般依次出现断层泥或糜棱岩、断层角砾岩、碎裂岩等，再向外即过渡为断层带以外的完整岩石。

断裂构造的概念

一、断裂带

断裂带是指地壳中的一条或多条断层组成的带状构造。这些断层通常具有明显的断层特征，如断层线、断层崖、断层盘等。断裂带的形成与地壳运动密切相关，通常是由于地壳运动引起的应力集中和释放所导致。

二、断裂面

断裂面是指地壳中的一条断层线或一组断层线所组成的断裂面。这些断裂面通常具有一定的几何形态和方向性，如水平断层、垂直断层等。断裂面的形成与地壳中的应力分布和岩石力学性质有关。

三、断裂构造与成矿

断裂构造对成矿具有重要的影响。一些重要的矿产资源如金属矿、非金属矿等通常在断裂带或断裂面附近形成。这是因为断裂带或断裂面可以为矿产的形成提供良好的成矿环境和富集条件。例如，断裂带中的岩石破碎和变质作用可以促进矿产的形成和富集；而断裂面可以为地下热水和矿物质提供良好的运移通道和沉淀场所。

此外，断裂构造还可以影响矿产的分布和形态。一些矿产的形成往往与特定的断裂构造有关，如与水平断层相关的矿产通常呈现出带状分布的特征。因此，研究断裂构造对于寻找和开发矿产资源具有重要的意义。

总之，断裂构造是地壳中的一种重要地质现象，对地壳运动、地质灾害和矿产形成都具有重要的影响。研究断裂构造有助于深入了解地壳运动和成矿过程的规律，为地质勘查和资源开发提供重要的参考。

断裂构造之断层

六、研究断层的意义七、韧性断层与区域性大断裂
三、断层的分类
第4章构造运动和构造变动第4节断裂构造二、断层及其几何要素三、断层的分类
四、断层的组合类型
五、怎样识别断层
（一）断层存在的标志（二）怎样确定断层的性质（三）怎样确定断层的时代
（1）张性断层：断层面一般较粗糙；断层带较宽或宽窄变化悬殊，其中常填充构造角砾岩，如尚未完全胶结，常形成地下水的通道；沿着断层裂缝常有岩脉、矿脉填充。正断层多属于张性断层。
第4章构造运动和构造变动第4节断裂构造二、断层及其几何要素三、断层的分类
同一地层由于断层错动，分别在上下盘出现，好象变成了两个地层，这两个地层就是相当层。通常是在垂直岩层走向的剖面上来测量相当层之间的位移，这样算出来的位移都是视位移，一般称之为断距（以便与滑距相区别）。
四、断层的组合类型
六、研究断层的意义七、韧性断层与区域性大断裂
图 4-80 枢纽断层
图 4-81
枢纽断层块状图
三、断层的分类
第4章构造运动和构造变动第4节断裂构造二、断层及其几何要素三、断层的分类
4．根据断层的力学性质分类
四、断层的组合类型
五、怎样识别断层
（一）断层存在的标志（二）怎样确定断层的性质（三）怎样确定断层的时代

断裂构造之断层

Fault in Drill holes
Fault on seismic reflection profile
(From Twiss and Moores, 2007)
（三）断层形成时代的确定
1、断层相对活动时间的确定
Fault on line traverse
Sequence of rocks observed on line traverses through folds (A) and fault (B) (After Lisle, 1988)
A. DEF Sequence and sequence reversed B. DEF Sequence and sequence repeated
Z
X
2、张剪裂脉
或张剪节理
张裂脉 T 羽状剪节理 S1 T S2 X S1 Z S2
羽状剪节理
3.根据断层面上的擦痕、 3.根据断层面上的擦痕、阶步及断层带根据断层面上的擦痕中的构造透镜体判别两盘运动方向细的方向指示对盘运动方向。擦痕由粗—细的方向指示对盘运动方向。阶步正阶步：缓的方向指示对盘运动方向。正阶步：陡—缓的方向指示对盘运动方向。反阶步：陡坎对着的方向为本盘运动方向。反阶步：陡坎对着的方向为本盘运动方向。构造透镜体其长轴与断层面锐夹角的方向指示对盘运动方向。指示对盘运动方向。

断裂构造的分类

断裂构造是地球表面上的岩石层断裂和变形的结果，是地壳运动的重要表现形式之一。根据地壳运动的性质和产生的原因，断裂构造可以分为正断裂、逆断裂、走滑断裂和复式断裂。本文将依次介绍这四种类型的断裂构造。

正断裂是指在地壳运动过程中，两个岩块沿着断层面相对移动，其中上盘岩块相对于下盘岩块向上位移，形成的断裂构造。正断裂常伴随着地壳的拉伸和扩张，是一种典型的伸展断裂。正断裂在构造地质学中具有重要的地位，它是大地构造演化的重要表现形式之一。正断裂广泛分布于全球各大陆和海洋地壳，是地球表面上岩石圈断裂和变形的主要方式之一。

逆断裂是指在地壳运动过程中，两个岩块沿着断层面相对移动，其中上盘岩块相对于下盘岩块向下位移，形成的断裂构造。逆断裂常伴随着地壳的挤压和收缩，是一种典型的挤压断裂。逆断裂在构造地质学中也具有重要的地位，它是造山带和地震带的主要构造形式之一。逆断裂广泛分布于全球各大陆和海洋地壳，是地球表面上岩石圈断裂和变形的重要方式之一。

走滑断裂是指在地壳运动过程中，两个岩块沿着断层面相对水平移动，形成的断裂构造。走滑断裂常伴随着地壳的水平剪切，是一种典型的剪切断裂。走滑断裂在构造地质学中也具有重要的地位，它是板块边界和断层带的主要构造形式之一。走滑断裂广泛分布于全

球各大陆和海洋地壳，是地球表面上岩石圈断裂和变形的重要方式之一。

复式断裂是指在地壳运动过程中，不同方向的断层构造同时存在，形成的复杂断裂构造。复式断裂常伴随着地壳的多向变形，是一种复杂的构造形式。复式断裂在构造地质学中也具有重要的地位，它是地壳变形和岩石圈运动的复杂结果之一。复式断裂广泛分布于全球各大陆和海洋地壳，是地球表面上岩石圈断裂和变形的重要方式之一。