断层的形成机制及分类
断层解剖学名词解释
断层解剖学名词解释断层解剖学是一门研究地质构造中断层的形成、性质和变形规律的学科。
它通过对断层的解剖和分析，揭示地壳运动与地质变化的内在机制，对于认识地球演化历史和研究地质灾害具有重要意义。
下面将从断层的定义、分类、形成机制及其作用等方面对断层解剖学进行详细解释。
1. 断层的定义断层指的是岩石体中由地壳应力超过岩石体强度而发生的断裂面。
断层具有明显的位移，可以导致地层错动和断裂岩体的相对位移。
断层可以是水平的、倾斜的或垂直的，根据位移的方向不同，可以分为正断层（向上位移）、逆断层（向下位移）和走滑断层（相对水平位移）。
2. 断层的分类按照断层的发生形式和位置，可以将断层分为以下几类：(1) 大断层: 通常指地质构造中的主要构造断裂，具有较大的位移量和广泛的影响范围。
如三峡断裂带、北安曲线断裂等。
(2) 中小型断层: 位移量较小，影响范围相对较小的断层，如裂隙、裂缝、节理等。
(3) 断层带: 多条平行或近平行的断层构成的带状地质构造，例如长江三角洲断裂带、阿尔卑斯山断裂带等。
3. 断层的形成机制断裂地壳中，断层的形成主要受到构造应力的作用。
构造应力可以是水平的、竖直的或者倾斜的，不同的构造应力会产生不同方向和形态的断层。
在岩石体内，当构造应力超过岩石体的抗压强度时，岩石会发生断裂，从而形成断层。
断层的形成还受到岩层的性质、岩石脆性和断层面的滑动条件等因素的影响。
4. 断层的作用断层在地质演化和地壳运动中发挥着重要作用，主要表现为以下几个方面：(1) 存储和运移矿产资源: 断层可以形成矿床的构造控制因素，如金矿床、铜矿床等。
(2) 形成地质景观: 断层错断和巨大的相对位移可以形成峡谷、断崖、露头等地质景观。
(3) 形成地震: 当断层发生断裂运动时，会释放巨大能量，产生地震现象。
(4) 导致地质灾害: 断层错动和位移会引发山体滑坡、地面塌陷等地质灾害。
总结：断层解剖学是研究断层形成、性质和变形规律的学科，通过对断层的解剖和分析，可以揭示地质构造和地壳运动的机制，对于认识地球演化历史和研究地质灾害具有重要意义。
第六章 断层-2
1）碎裂岩系列－－脆性断层
断层角砾岩 碎粒岩 碎粉岩、超碎裂岩 假玄武玻璃或玻化岩
断层泥
（1）断层角砾岩
断层角砾岩是由保持原岩特点的岩石碎块组成。角
砾胶结物为磨碎的岩屑、岩粉以及岩石压溶物质和外来
物质。——一般大小在2mm以上。
（2）碎粒岩
碎粒岩是被断层两盘研磨的更细的断层岩，组成 碎粒岩的是原岩的岩粉或细粉，或是原岩的矿物碎
6）断层角砾岩
如果断层切割并 锉碎某一标志性岩层 或矿层，根据该层角 砾在断层面上的分布 可以推断断层两盘相 对位移方向，
有时断层角砾成 规律性排列，这些角 砾变形的AB面与断层 所夹锐角指示对盘运 动方向。
*断层岩 断层带中或断层两盘岩石在断层作用中被改造（ 搓碎、碾磨，甚至重结晶）形成的，且具有特征性结 构、构造和矿物成分的岩石。
下降盘出现新地层
下降盘出现新地层
上升盘出现新地层
以上讨论的地层重复和缺失，是剥蚀夷平作用 使两盘处于同一水平地面上表现的结果。
*倾向断层引起的效应
1）平移断层引起的效应
倾向断层顺 断层面走向滑 动时，剖面上 会表现为正、 逆断层。 顺错断岩层 倾向滑动的一 盘剖面上表现 为上升盘。
2）正（逆）断层引起的效应
3）平移断层 1和3水平，2直立。
第六章
断层效应
断层
断层形成机制 断层的观察和研究 同沉积断层
韧性剪切带
*断层的识别
滇池断层
1）地貌标志
（1）断层崖
华山断层
由于断层两盘的相对 滑动，断层的上升盘 和下降盘之间所形成 的陡崖称为断层崖。
盆地与山脉间列的盆岭地貌
（2）断层三角面
*主要特征 第一，同沉积断层一般为走向正断层，在剖面上常呈 上陡下缓的凹面向上的铲状； 第二，上盘（即下降盘）地层明显增厚； 第三，断距随深度增大，地层时代愈老，断距愈大；
断层形成机制
张性、剪性、张剪性破裂莫尔圆图解
因为剪裂角 的不同，可以 分别形成不同 的破裂形式。
张性破裂 张剪性破裂 剪切破裂
20
当最大主应力与先存裂隙斜交时，新生 裂隙的扩展方向
21
当最大主应力与先存裂隙平行时， 新生裂隙扩展方向
22
当最大主应力与先存裂隙斜交而且围压 较大洞中的矿物生长特征
压力影构造 37
同构造张裂脉
38
纤维脉体长 度方向与结 晶方向无关; 弯曲的纤维 脉体仍保持 结晶方向的 不变，因此 这种弯曲不 是变形的结 果。
同构造张裂脉
39
40
中缝和纤维宽度的变化
充填脉的方向与矿物纤维生长方向
41
因此
同构造脉的方向反映了裂隙的破裂方 位。
而其中矿物的生长方向记录了脉壁两 侧的相对运动方向（最小主应力方 向）。
56
µ：内摩擦系数（＝tanφ) (φ为内摩擦角）
总结和回答了在什么情况下可以发生破裂的问题。
4
内摩擦角与剪应力/正应力比值
5
出现剪切破裂的方位
剪裂角（θ）
最大主应力与剪切破裂面之间的夹角
2θ＝90°-φ
θ＝45°-φ/2
6
库仑剪切破裂应力莫尔圆图解
1、任何一种材料都有自身的 破裂规律（抗张、抗剪强度、 内摩擦角）. 2、剪切破裂的方位不等于 最大剪应力的方位. 3、剪切破裂取决于差异应力 而不是最大或最小主应力.
7
稳定、临界与非稳定应力状态
8
主应力与破裂面方位之间的关系
9
根据库伦准则的方程表达式可知，一种岩石材 料的内摩擦角是一个常数，因此，破裂莫尔圆 包络线是一条斜率等于内摩擦角正切值（剪切 破裂时剪应力与正应力的比值）的直线。
断层是如何形成的
断层是如何形成的断层是地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造而成。
以下就是店铺做的整理，希望对你们有用。
断层形成的原因:断层是构造运动中广泛发育的构造形态。
它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米。
但都破坏了岩层的连续性和完整性。
在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。
沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。
是什么力量导致岩层断裂错位呢?原来是地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。
岩层断裂错开的面称断层面。
两条断层中间的岩块相对上升，两边岩块相对下降时，相对上升的岩块叫地垒;常常形成块状山地，如我国的庐山、泰山等。
而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时，形成地堑，即狭长的凹陷地带。
我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。
断层对地球科学家来说特别重要，因为地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因。
科学家们相信：他们对断层机制研究越深入，就能越准确地预报地震，甚至控制地震。
破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。
规模大小不等，大者沿走向延伸数百千米，常由许多断层组成，可称为断裂带;小者可见于手标本。
几何要素断层由断层面和断盘构成。
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。
按测量位移的参考物的不同，有真位移和视位移之分，真位移是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。
通常按断层的位移性质分为：①上盘相对下降的正断层。
②上盘相对上升的逆断层。
断层面倾角小于45°的逆断层又称冲断层。
正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向，故又统称为倾向滑动断层。
断层分类知识点总结
断层分类知识点总结一、断层的定义断层是地壳中的岩层因地壳运动而发生的断裂，是地质学中的重要概念。
断层的形成与地壳运动、构造运动和地壳应力有关，是地质学中研究地壳变动和地质灾害的重要内容。
断层在地质学和地理学上由于其形成过程、性质和地质结构等特点的不同，通常被分为不同的类别。
二、断层的分类1. 按断裂方式分类(1) 弯曲式断层：断层面与地表呈曲线状的断层，通常是由于构造应力造成的地表变形引起的。
(2) 正断层：指岩石相对移动的方向与断层面上的相对移动方向一致的断层。
(3) 逆断层：指岩石相对移动的方向与断层面上的相对移动方向相反的断层。
(4) 转移断层：指与正断层和逆断层相交的断层，岩石在断层面上的相对移动方向与正断层和逆断层不一致。
(5) 横滑断层：指断层面上的相对移动方向为平行或近平行，即岩石的相对移动方向与断层面的方向基本一致。
2. 按照形成机制分类(1) 构造断层：主要受构造应力造成，是地壳构造运动的产物，通常是与地震有关的重要断层类型。
(2) 侵蚀断层：主要受侵蚀作用造成，是地表侵蚀的结果，通常是在地质实验中露出地表的断层。
(3) 熔融断层：主要受火成岩熔变作用造成的一种特殊类型的断层，通常在火山地区或岩浆岩地区发育。
3. 按照地质时代分类(1) 古断层：指形成于远古地质时期的断层。
(2) 中断层：指形成于中生代地质时期的断层。
(3) 新断层：指形成于新生代地质时期的断层。
通常这些断层还会和当前地质构造运动有关，是地震活动的重要地质过程。
4. 按照运动性质分类(1) 主要断层：指在构造运动中产生的重要地质断层，通常对构造过程和地质变动具有重要意义。
(2) 次要断层：指在构造运动中产生的次要地质断层，通常在地质构造学和结构地质学研究中较少被提及。
5. 按照规模和形态分类(1) 巨型断层：指规模巨大、形态复杂的断层，通常伴随有大规模地震活动，对地质变动和地质构造有重要影响。
(2) 中型断层：指规模适中、形态复杂的断层。
断裂构造
第三节 断裂构造
断层面：简称断面，使岩块或岩层 破裂，并顺着它发生相对运动的破 裂面。一般上部陡直，下部平缓， 呈犁式
断层带：大型断层的断裂面往往是 由一系列破裂面或次级断层组成的 带，即断层（裂）带。大型断层的 断裂带往往具有双层结构，上部发 造
• 剪节理延伸较长，共轭出现， 节理面光滑平整，折尾尖灭 和菱形结环
• 张节理延伸较短，波状延 伸，节理面粗糙，尖灭侧 现，杏仁结环
第三节 断裂构造
σ3
σ1
• 有些破裂同时具有张、剪 节理特征
第三节 断裂构造
• 构造演化过程中有些节理 的性质可能发生变化
• 单条节理的性质可以与节 理带的性质不同
第三节 断裂构造
一．节理：成因分类、产状分类 二．断层类型与组合：断层要素、断层类型、断层地层效应 三．断层形成机制：岩层破裂理论、安德森模式、断层组合
第三节 断裂构造
1. 断层要素
断层是岩层或岩体顺破裂 面发生明显位移的构造
上盘
断层要素主要包括：断层 面和断层带、断盘、位移 上升盘
下盘
下降盘
平移断层（Transcurrent fault）：两盘顺断面走向相对 滑动的断层，一般把规模巨大 的平移断层称为走向滑动断层
第三节 断裂构造
• 正断层和逆断层属于倾向滑动断层，简称倾滑断层 • 平移断层属于走滑滑动断层，简称走滑断层
左旋走滑断层
右旋走滑断层
• 走滑断层分类右旋走滑断层（或右旋平移断层）与左旋走滑断 层（或左旋平移断层）
➢ 在垂直岩层走向的剖面上可观测到的断距有：地层断距(ho)、铅 直地层断距(hg=hg)、水平地层断距( hf)
垂直于断层 走向的剖面
a
《构造地质学》第六章(断层)
东非裂谷
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。
放射状断层 构造是由若干条断层自一个 中心向外成辐射状排列之组合。 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。
放射状断层 环状断层
斜列型 (雁列式)断层
斜列型断层构造是由若干
条彼此平行的正断层呈斜
2. 断距
被错断岩层在两盘对应(标志)层之间的相对距离——断距。在 垂直岩层走向和垂直断层走向的剖面上各种断距是不同的。
垂直岩层走向剖面 上
地层断距——断层两 盘上对应层的垂直距 离(ho)。
铅直地层断距——断 层两盘上对应层的铅 直距离(hg)。 水平(地层)断距—— 断层两盘上对应层的 垂直距离(hf)。
三、 断层各论(类型)
（一） 正断层
1. 一般特点 在自然界，断层倾角较大，普遍＞45°(60°～ 70°为 主). 正断层只有一维运动标量，在垂直断层面方向上和走 向方向上没有位移量；但在水平面上，有二维运动标量， 即在垂直地面方向上和水平面方向上有位移，但走向方向 上没有位移量。
2. 正断层组合型式 阶梯状断层(组合型式) 由若干条产状基本一致的正断层组成，各条断层的上
（二） 断层两盘相对运动分类
1. 正断层 2. 逆断层 3. 平移断层 4. 正平移断层－平移正断层 5. 逆平移断层－平移逆断层 6. 枢纽断层
下盘上升
上盘下降
正断层——上盘相对下盘向下滑动的断层
（二） 断层两盘相对运动分类
1. 正断层 2. 逆断层 3. 平移断层 4. 正平移断层－平移正断层 5. 逆平移断层－平移逆断层 6. 枢纽断层
逆冲断层是低角度逆断层中的一 种，断层倾角更小(＜30°)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(体)或逆冲岩席；断层下盘 意味着相对未动称为原地岩块(体)。 当断层上盘的外来岩块或逆冲岩 席遭受强烈侵蚀切割，将外来岩块 剥蚀掉而露出下伏原地岩块时，表 现为： 一大片外来岩块中露出一小片由 断层圈闭的原地岩块——构造窗； 一大片被强烈剥蚀出来的原地岩 块中残留一小片由断层圈闭的外来 岩块——飞来峰
断层解剖重点总结
断层解剖重点总结断层解剖是地质学中的一项重要内容，它是研究地球内部构造和地壳变形的主要手段。
断层是地壳中的一种构造性裂缝，通过研究断层的形成、演化和特征，可以了解地球内部的构造、地壳变形的机制以及构造运动的历史和规律。
在地质学、地震学、石油地质学等领域中，断层解剖是进行地质构造分析和地震预测的重要基础。
本文将对断层解剖的重点进行总结，以供参考。
一、断层的基本概念和分类1.断层的定义：断层是地壳中的一种构造性裂缝，是岩石断裂和错动的表现，是地壳变形的主要形式之一。
2.断层的分类：按照断层面的倾角和错动的方向，断层可以分为正断层、逆断层和走滑断层。
正断层（normal fault）：顶板向下相对于底板错动，断层面倾角小于45°，大部分形成于张力环境下。
逆断层（thrust fault）：顶板向上相对于底板错动，断层面倾角大于45°，大部分形成于挤压试力环境下。
走滑断层（strike-slip fault）：两个对错断层面平行的断层，错动主要为平行于断裂面，形成于剪切环境下。
按照错动的方向可分为右旋走滑断层和左旋走滑断层。
二、断层的形成机制和发育过程1.断层形成机制：断层的形成主要与地壳的构造应力和岩石的力学性质有关。
长期以来，地球内部的构造应力和岩石的变形不断积累，当应力达到岩石的承载极限时，岩石就会发生断裂和错动，形成断层。
2.断层的发育过程：断层的发育过程通常分为断裂形成、断裂演化和断裂活动三个阶段。
断裂形成阶段：构造应力集中引起岩石产生裂隙，裂隙扩展形成断裂面。
断裂演化阶段：断裂面上发生剪切滑动，形成突起和凹陷的金字塔状断裂形貌。
断裂活动阶段：断裂面上的错动不断积累，沿断裂面向上或向下发展，造成地壳变形和地震活动。
三、断层的特征和识别方法1.断层的特征：断层通常表现为地层间的位错、位移、断裂面、变形带、破碎带等特征。
位错：沿断层面两侧的地层错动相对于彼此的位移。
位移：位错的量，可以用位移矢量表示。
地质断层活动研究报告
地质断层活动研究报告摘要：本研究报告旨在探讨地质断层活动的相关问题，包括断层的形成机制、活动性质以及对地质环境和人类社会的影响。
通过对现有研究成果的分析和总结，我们得出了一些重要结论，并提出了未来研究的方向和建议。
1. 引言地质断层是地壳中发生断裂的地质构造，通常由于地壳板块的运动而形成。
断层活动是地壳变形和地震活动的主要表现形式之一，对地球科学和人类社会都具有重要意义。
2. 断层的形成机制地质断层的形成机制主要包括构造应力、地壳板块运动和地质构造的相互作用等因素。
构造应力是断层形成的基础，地壳板块的运动会导致构造应力的积累和释放，而地质构造的相互作用则会影响断层的形态和运动方式。
3. 断层的活动性质地质断层的活动性质主要包括断层的滑动方式、滑动速率和滑动方向等。
根据断层滑动方式的不同，可以将断层分为正断层、逆断层和走滑断层等类型。
断层的滑动速率和滑动方向与地壳板块的运动速率和方向有关，可以通过地震监测和地质测量等方法进行研究。
4. 断层活动对地质环境的影响断层活动对地质环境的影响主要表现在地壳变形、地震和地质灾害等方面。
断层的滑动会导致地壳的变形，进而影响地表地貌和地下水等地质要素。
地震是断层活动的重要表现形式，其能量释放会引发地震波，对地表和建筑物造成破坏。
此外，断层活动还可能引发地质灾害，如滑坡、地面塌陷等。
5. 断层活动对人类社会的影响断层活动对人类社会的影响主要表现在地震灾害和地质灾害方面。
地震灾害是由断层活动引发的，其破坏力对人类社会造成严重影响，包括人员伤亡、建筑物倒塌和经济损失等。
地质灾害也会对人类社会造成不可忽视的影响，如土地资源的浪费和环境破坏等。
6. 结论地质断层活动是地球科学研究的重要课题，对地质环境和人类社会都具有重要影响。
通过对断层的形成机制、活动性质以及对地质环境和人类社会的影响进行研究，可以更好地理解和预测地震和地质灾害等自然灾害，为地质灾害防治和人类社会的可持续发展提供科学依据。
16第十六章断裂构造5
断层的双层结构
浅表变形区 浅层固结脆性变形区 深层塑性变形区
7
一条大型断裂带的双层结构模式（据R.H.Sibson,1977） A-未固结断层泥及角砾发育区；B-固结的组构紊乱的压碎角砾岩、碎裂岩系发 育区；C-固结的、面理化糜棱岩系及变余糜棱岩发育区；250-350℃地温区域为
脆性断裂与韧性断层过渡区。右侧为变形深度及应力差值大小曲线
第十六章 断裂构造
• 本章共有六个知识点 • 一、节 理 • 二、断层的几何要素和位移 • 三、断层的分类和组合型式 • 四、韧性剪切带 • 五、断层形成机制 • 六、断层的研机制
主要内容
一、断层的双层结构 二、安德森模式
一、断层的双层结构 对于深大断裂（深度>15公里)而言，随着深度的增加断裂 由脆性变形逐渐变为塑性变形的双层结构模式。 该模式可分为三个变形区： 1.表浅变形区 深度在地表至地下1- 4公里，以断层带中 充填未固结的断层角砾为其特征。 2.浅层固结脆性变形区 深度在1- 4至10-15公里，以断层 带内发育固结的压碎角砾岩、碎裂岩（原岩结构、构造可 辨）为其特点，形成温度<350度。 3.深层塑性变形区 深度>10-15公里，一断层带内发育 面理化糜棱岩（原岩结构、构造不可辨）为其特征。
在地壳受强烈挤压的褶皱造山区，切过造山带的大型断层，在盖层中往往 表现为低角度逆冲，在基底与盖层交界处则表现为脆韧性过渡断层，延至 基底内部则转变为韧性剪切带
主要内容
一、断层的双层结构 二、安德森模式
安德森模式：安德森（E.M.Anderson，1951）等在 分析断层形成的应力状态时，提出了三种应力作用 状态的理想模式。
正断层：1直立， 2、 3水平，水平拉伸和铅直 上隆是形成正断层的有利条件。
《断层的分类》课件
03
断层线附近常出现羽毛 状裂隙或阶梯状断层。
04
断层两盘相对错动方向 与岩层或构造线方向大 致垂直。
平移断层的应用
地壳运动分析
平移断层是地壳水平拉张或挤压 作用的结果，通过对平移断层的 分析，可以了解地壳运动的方向
和强度。
矿产资源勘查
平移断层常常控制着某些矿产资 源的分布，通过研究平移断层的 走向和分布规律，有助于矿产资
复合断层的应用
复合断层在地质学和地球物理 学中具有重要的意义，是研究 地壳运动、构造变形和矿产资
源的重要基础。
通过研究复合断层的几何形态 、产状、规模和分布规律，可 以推断地壳的运动方式和构造
应力场的分布特征。
复合断层也是油、气、水等矿 产资源的重要储集和运移通道 ，对于油气勘探和地下水资源 开发具有重要的意义。
逆断层的定义
01
逆断层的定义
逆断层是指上盘上升，下盘相对下降的断层。在地质构造中，由于地壳
的挤压或拉伸作用，当岩层受到的挤压力或拉伸力超过其承受能力时，
岩层就会发生断裂，形成逆断层。
02
逆断层的形成
逆断层的形成与地壳运动密切相关。当地壳受到挤压或拉伸作用时，岩
层会受到挤压或拉伸力，当这种力超过岩层的强度时，岩层就会发生断
正断层在地貌形成中扮演着重要角色 ，常常形成断裂谷、地垒等构造地貌 。
在矿产资源勘探中，正断层可以作为 矿体赋存的标志之一，有助于矿床的 预测和勘探。
正断层的发育程度和方向可以影响地 下水系的分布和流向。
正断层的形成和演化还可以为研究地 壳运动和地质历史提供重要的线索和 依据。
04
平移断层
平移断层的定义
复合断层的特征
复合断层具有复杂的几何形态，可以表现为多条小断层 的相互交织和切割，形成各种不同的组合形式。
构造地质学10章断层概论
处在标准状态下的岩石，如受水平挤压（两 侧均匀受压）（见图），可能出现两组逆断 层。
自然界最常见的是不均匀的侧向挤压，因此，他提出 了三种附加应力状态。
断层三角面侵蚀过程
断层三角面
3、错断山脊和错断河流（突然拐弯）
A K
AHB C
C DG D
F
F
E
E
错断山脊A、B、C、D ；错断河 F；断层池G；改向河H； 改向河老河床
平移断层作用的地貌效应
4、串珠状湖泊和洼地与带状分布的泉水与 现代活动断层分布有关。
（二） 构造标志
1、 构造线和地质体的不连续
正-平移断层
A以断层端点为旋轴 B以断层中点为旋轴
枢纽断层
逆-平移断层
正断层、逆断层、平移断层的剖面表示
○⊕
表示右行平 移断层，反 之，为左行 平移断层
正断层、逆断层、平移断层的平面表示
表示下降
下盘
上盘 下盘
小型左行平移断层
正断层
逆断层
§4．断层的形成机制
断层形成机制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 作用与断层形成环境的物理状态等问题，所以其 形成机制是复杂的。
第十章 断层 (Fault) 概论
§1.断层概念 §2.断层的几何要素 和位移 §3.断层的分类 §4.断层的形成机制 §5.断层的识别（标 志）及研究
§1．断层的概念
第五章我们讲了岩石的脆性破坏理论。一种 是垂直拉伸方向的张裂；另一种是略小于450角 度斜交挤压方向的剪裂。无论是张裂还是剪裂， 当平行破裂面位移为零（或很小），这个破裂 不连续面称为节理。当位移显著时，就称为断 层。
(1)断层效应;(2)断层形成机制——Anderson模式
67 5 6 7
5 7
6 5
67
6
4
5
3
4
5
3
212
567 5 6 7
5
9
9
67
8
8
5 678 9
56 75
7
6
5
5
4 23
ห้องสมุดไป่ตู้
67
6 5 4
（A）正断层造成地面方向地层重复 断面倾向与地层倾向相反
56
10
79
67 5
9
9
4
8
8
3 5
7 6
（B ）正断层造成地面方向地层重复 断面倾向与地层倾向相同且断面倾角小于地层倾角
断面倾向与地层倾向相同且断面倾角小于地层倾角 断面倾向与地层倾向相同且断面倾角大于地层倾角
正断层和逆断层都可以造成地层在地面方向重复与缺失。
一、断层效应
2. 倾向断层在 地面或剖面方 向造成的断层 性质假象
平移断层在剖面上造成逆断层假象 正断层在地面上造成平移断层的假象
斜向滑动的正－走滑断层在剖面与地面造成未被错断的假象
236 7
7 89
12 3 4 5 6
89
10 9 6
构造地质学断层课件
断层(fault) 第四章 断层
主 要 内 容：
1.断层几何要素 1.断层几何要素 3.断层各论 3.断层各论 5.断层形成机制 5.断层形成机制 7.同沉积断层 7.同沉积断层 9.区域性大断裂 9.区域性大断裂 2.断层分类 2.断层分类 4.断层效应 4.断层效应 6.断层的观察和研究 6.断层的观察和研究 8.韧性断层 8.韧性断层
构 造 地 质 学
断层(fault) 第六章 断层
断层(fault) 第四章 断层
主 要 内 容：
1.断层几何要素 1.断层几何要素 3.断层各论 3.断层各论 5.断层形成机制 5.断层形成机制 7.同沉积断层 7.同沉积断层 9.区域性大断裂 9.区域性大断裂 2.断层分类 2.断层分类 4.断层效应 4.断层效应 6.断层的观察和研究 6.断层的观察和研究 8.韧性断层 8.韧性断层
陷 隆 起
东
黄 骅 坳 埕 阳 济
渤 中坳陷
区 鲁 东 隆 起 区
隆 起 区
3) 雁列式 4) 菱格式
3、与走滑平移断层有关的构造现象
1)与走滑断层有关的应变场 1)与走滑断层有关的应变场
2)走滑断层弯曲引起的应力应变场变化 2)走滑断层弯曲引起的应力应变场变化 ①收敛性挤压区 ②离散性拉张区
断层(fault) 第四章 断层
主 要 内 容：
1.断层几何要素 1.断层几何要素 3.断层各论 3.断层各论 5.断层形成机制 5.断层形成机制 7.同沉积断层 7.同沉积断层 9.区域性大断裂 9.区域性大断裂 2.断层分类 2.断层分类 4.断层效应 4.断层效应 6.断层的观察和研究 6.断层的观察和研究 8.韧性断层 8.韧性断层
特殊的平移断层― 5．特殊的平移断层―转换断层
断层形成的机理
横断层切断并夷平后，平面上两盘轴迹仍连成一线而未错移，则表明断层两盘顺着轴面在断层面上的迹线滑动，因此既有顺断层面走向滑动的分量又有顺断面倾斜滑动的分量。
还要指出，如果轴面倾角平缓，顺断层面倾斜滑动的分量即使不大也可能引起水平面上轴迹的较大错开。
总之，褶皱轴迹在两盘中错移距离的大小决定于三个因素，即两盘平移分量的大小和方向；两盘倾斜滑动分量的大小和褶皱轴面的倾角。
这三个变量及其相互关系，决定了褶皱轴迹是否发生错移，并决定了错移的方向和距离。
所以在分析断层时，必须从断层、褶皱及其相互关系的整体，结合有关构造进行分析。
以上我们讨论了断层活动可能造成的错动假像。
由于岩层和断层都不是几何平面，还要受地形起伏的影响，因此，自然界的实际现象要比上述分析的情况更加复杂。
所以在分析研究断层时决不能只观察一个平面或一个剖面的表像，要从多方面考虑：一定要考虑到三维空间的立体形像；断层产状和两盘的位移；岩层和褶皱的产状以及其间的相互关系等；还要考虑到地形的影响。
第五节断层形成机制断层形成机制是一个复杂的课题，涉及的问题是多方面的，如破裂的发生和断层的形成过程；断层作用与应力状态；发生断裂岩石的力学性质；以及断层作用与断层形成环境的物理状态等问题。
下面对这些问题作一概括分析。
当岩石受力超过其强度，即应力差超过其强度时便开始发生破裂。
破裂之初，首先出现微裂隙、微裂隙逐渐发展，相互联合，形成一条明显的破裂面，即断层两盘借以相对滑动的破裂面。
断层形成之初发生的微裂隙一般成羽状散布排列。
对微裂隙的性质，目前尚未取得一致认识。
近年来用扫描电子显微镜的观察，发现大多数微裂隙是张性的。
当断裂面一旦形成而且应力差超过摩擦阻力时，两盘就开始相对滑动，形成断层。
随着应力释放，应力差（f1 —J3）逐渐变小，当其趋向于零或小于滑动摩擦阻力时，一次断层作用即告终止。
安德森（E．M ．Anderson ，1951）等学者分析了形成断层的应力状态，他认为形成断层的三轴应力状态•中的一个主应力轴趋于垂直水平面。
第十一章 断层概论
美国加 州地区 圣安德 烈斯 （San Andreas） 断层系 及其它 大断层
断层的位移
I 断层位移立体图 II 垂直于被错断岩层走向的剖面图 III 垂直于断层走向的剖面图
第二节 断层分类
断层与有关构造的几何关系分类
1、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基本一致的断层。
4、斜向滑动断层：命名时可采用组合命名法。
5、枢纽断层：断层两盘相对发生大的旋转（分为旋转 轴位于断层一端或断层中部一点两种情况）。
第三节 断层形成机制
（安德森模式）
正断层形成条件
应力状态：σ1直立，σ2和σ3水平。
断层产状特征：σ2与断层走向一致，上盘顺断层倾向下滑。 正断层形成条件：最大主应力（σ1）在垂直方向上逐渐增 大，或者最小主应力（σ3）在水平方向上减小。地壳水平 拉伸和垂向上隆是最适合于发生正断层的应力状态。
色玻璃质的岩石，称为玻化岩或假玻
玄武岩（pseudotachylyte）。
玻化岩（假玻玄武岩）
成分特征：因断层岩石不同而不同；
结构特征：似玻璃质，隐晶质结构； 成因特征：快速地震过程中产生的岩石， 因此人们称为古地震的“化石”； 产出特征：呈脉状产于各种构造裂隙和断 层之中。
第五节 断层效应
1）滑移线与岩层在断面上的迹线一致，平/剖面上岩层好象无错动。
2）滑移线位于岩层在断面上迹线的下方，剖面上为正断层,平面上为平
移错动。 3）滑移线位于岩层在断面的迹线的上方，剖面上为逆断层,平面上为平
移错动。
A
B
C
D
横断层错断褶皱引起的效应
在平面上有两种表现:即核部宽窄的变化和轴迹的错移。
断裂构造之断层
3.构造岩标志 3.构造岩标志
由于断层两盘的相对错动，导致 由于断层两盘的相对错动， 断层面附近的岩石破碎、碾压变形， 断层面附近的岩石破碎、碾压变形， 甚至发生重结晶作用和矿物的定向 排列，产生新矿物， 排列，产生新矿物，形成与原岩明 显不同的新岩石，即构造岩（ 显不同的新岩石，即构造岩（构造 角砾岩、压碎岩、糜棱岩、构造片 角砾岩、压碎岩、糜棱岩、 ）。构造岩的存在是断层的直接 岩）。构造岩的存在是断层的直接 标志， 标志，碎裂变质岩的延伸方向就是 断层的延伸方向。 断层的延伸方向。
断盘的命名
上盘 NW盘 盘 NE盘 盘
SW盘 盘 下盘
SE盘 盘
二、断层的位移
（一）滑距 断层面上某一相当点（化石、 断层面上某一相当点（化石、结 核等）， ），被错开后的直线距离称滑 核等），被错开后的直线距离称滑 总滑距）。 ）。滑距在断层走向上 距（总滑距）。滑距在断层走向上 的投影为走向滑距， 的投影为走向滑距，在倾向上的投 影为倾向滑距。 影为倾向滑距。 （二）断距 断距是指断盘两侧对应层之间的 距离。 距离。在不同的剖面上断距具有不 同的分量。 同的分量。
5.根据标志体的错开 5.根据标志体的错开
（二）断层的识别标志
1.地貌标志 1.地貌标志 (1)断层崖 断层两盘的相对运动， (1)断层崖 断层两盘的相对运动，常使断层的 上升盘形成陡崖，这种陡崖称之为断层崖。 上升盘形成陡崖，这种陡崖称之为断层崖。 (2)断层三角面 断层崖受到水流的侵蚀切割， (2)断层三角面 断层崖受到水流的侵蚀切割， 形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖即 断层三角面。 断层三角面。 (3)错断的山脊和水系 (3)错断的山脊和水系 山脊和水系沿某一方 向错断常常是断层存在的标志 。 (4)湖泊 湖泊、 (4)湖泊、泉水的带状分布 (5)不同地貌单元的线状分布山区与平原、 不同地貌单元的线状分布山区与平原 (5)不同地貌单元的线状分布山区与平原、高 山与低山等的线状接触带暗示断层的存在。 山与低山等的线状接触带暗示断层的存在。
构造地质学——断层之二
第四章 断层(fault)
主 要 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.断层的观察和研究
7.同沉积断层 8.韧性断层
9.区域性大断裂
一、断层形成的安德森模式
Anderson(1951)，用之解释正断层、逆断层和平 移断层的形成与主应力方位关系。
5、岩相和厚度的急变
大型走滑断裂 同沉积断层
二、断层面产状的确定
1、直接测量：野外露头，主要针对中小断 层。
大断层则不易直接测量，可从与其伴生的次级 断层推测。
2、地质填图：填绘出断层界线，用“V”字 形法则确定。
3、钻井资料：如三点法求产状法。 4、物探、地震数据解释断层
三、断层两盘相对运动方向的确定
北京西山奥陶系灰岩中的擦痕与阶步
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
反阶步：有些断层面上的小陡坎并不面向对盘 的运动方向，而是指示本盘运动方向，这样的 陡坎称为反阶步(帕特森，1958)
4、派生构造
a) 羽状张节理和 剪节理
b) 小褶皱
5、断层角砾长轴排列方向
三大系列
分别代 表不同 的深度 层次和 温度压 力环境
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。
3、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。
4. 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。
第四章 断层(fault)
主 要 内 容：
2、构造标志
1)构造线的不连续
2)构造透镜体和劈理化带
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1、断层形成机制：
断层的形成机制是一个比较复杂的问题。
一般认为构造物理环境（温度、压力）、应力状态和岩石力学性质，是研究讨论断层形成机制或断层形成作用时，必须考虑的三大基本因素。
目前，有关断层形成机制（作用）的理论主要见有安德森模式、哈弗奈模式、兰姆赛模式。
其中，安德森模式是国际地质学家普遍公认的理论，哈弗奈模式、兰姆赛模式则是安德森理论的补充、完善或延伸。
2、断层的分类：
按断层与有关构造的几何关系分类
（一）断层走向与岩层走向的关系
（1）走向断层：断层走向与岩层走向基本一致。
(2）倾向断层：断层走向与岩层走向直交。
（3）斜向断层：断层走向与岩层走向斜交。
（4）顺层断层：断层面与岩层面基本一致。
（二）断层走向与褶皱走向的关系
（1）纵断层：断层走向与褶皱轴向平行。
（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。
（三）按两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层；一般为陡倾角断面。
2．逆断层：上盘上升、下盘下降的断层；进一步细分为：
1）低角度逆断层：倾角<45°
2）高角度逆断层：倾角>45°
3）逆冲断层：位移量较大的低角度逆断层（倾角<30°）
4）推覆构造：大型逆冲断层，此时，伴有飞来峰和构造窗，并有外来系统，原地系统的称谓。
3．平移断层：两盘岩块沿断层走向作相对水平运动的断层（也称走滑断层）
左行走滑（反时针）：垂直断层走向，见对盘向右滑动。
右行走滑（顺时针）：垂直断层走向，见对盘向左滑动。
4．正一平移:逆平移断层和平移一正，平移一逆断层。
兼有垂直升降和平移两向运动，常见斜向擦线（于是也称斜落、斜冲断层）。
依据擦线侧伏角大小有下列进一步分类：
1）平移—正（逆）断层：侧伏角45°-80°
2）正（逆）—平移断层：侧伏角10-45°
5．枢纽断层：两盘岩块具相对旋转运动的断层。