断层的性质与特征
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。
利用层位对比法,可初步判定断层性质(存在标志层的判定会更加准确)(3)伴生派生构造判断法:断层附近常伴生派生一些小型列些构造或者拖拽牵引,这些构造在成因上与断层有密切的联系,可根据这些构造的产状,从而推测出断层的产状。
1、正断层,伴生小的正断层及张裂隙2、逆断层,伴生小的逆断层及剪裂隙3、正断层的牵引褶皱4、逆断层的牵引褶皱(4)区域规律类推法:随着矿井资料的积累,对矿区出现的断层得出某些规律性认识,并据此指导断层性质的判断。
断层的基本特征__解释说明以及概述
断层的基本特征解释说明以及概述1. 引言1.1 概述断层是地壳中的一种重要地质构造,广泛存在于全球各个地区。
它是指地壳岩石在构造运动过程中发生剪切断裂,导致岩块相对位移的现象。
断层不仅仅是一个构造界线,还是引发地震、影响水资源和土地利用等方面的重要因素。
因此,了解断层的基本特征、形成机制以及其对环境和人类活动的影响具有重要意义。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行论述,每个部分都涵盖了与断层相关的重要内容。
第一部分为引言,在本节中我们将介绍文章所探讨的话题背景,并简要概述文章的结构和目标。
第二部分将着重介绍断层的基本特征,包括其定义和分类,以及由断层造成的地质现象和形态特征。
我们将详细说明不同类型的断层及其特点,并列举实际案例进行说明。
第三部分将详细解释和说明断层形成的过程。
首先探讨构造运动对断层形成的影响,然后探究地壳应力和变形所导致的断层滑动机制,并介绍岩石变形机制与断裂面发育原理。
第四部分将总结断层对环境和人类活动的影响。
我们将重点探讨地震与断裂带之间的关系,并简要说明断层对地下水资源和地表水流动的影响以及对土地利用和人类建筑风险的影响。
最后,在结论部分,我们将总结本文所述断层的基本特征和形成过程,并强调其对环境和人类活动的重要性以及应对措施的意义。
同时,我们还将提出未来研究方向和展望,以促进对断层更深入、全面的认识。
1.3 目的本文旨在全面介绍断层的基本特征、形成过程以及其对环境和人类活动的影响。
通过深入研究断层,可以增进我们对地壳构造运动及相关现象的理解,为地质灾害防治、土地规划、资源开发等方面提供科学依据。
同时,也能够为未来相关领域研究提供参考和指导。
2. 断层的基本特征:2.1 定义和分类:断层是地壳中由于构造力作用下而导致的岩石断裂带。
它通常沿着地壳中现有的裂隙或弱面发育,使得原本连续的岩石体被分隔成两个或多个块体。
断层可以按照不同标准进行分类,如滑动方式、滑动方向和位移量等。
论正断层的性质与特征
论正断层性质与特征一、问题的提出生产实践中,经常遇到一些问题与断层的性质有关。
如:水文地质中断层的导水性,断层与矿井突水淹井的关系;瓦斯地质中断层的开放性,断层与瓦斯赋存、瓦斯涌出及煤与瓦斯突出的关系等。
显然,断层的性质具有致关重要的作用,是分析问题的基础,没有对断层性质的准确判断,必然导致错误的结论。
正断层是地台区一种最常见的构造类型。
一般认为正断层为张性断层,并具有张性断层的一般特征。
如断层面比较粗糙、断层角砾多棱角状、次棱角状、排列杂乱无章、没有强烈积压形成的复杂小褶皱等现象。
但大量的实际观测表明,正断层并非主要是张性,而是剪性,并具有剪性断层的一般特征。
二、正断层性质从理论上来说,正断层既可以是剪应力作用下形成的剪破裂,也可以是张应力作用下形成的张破裂。
在构造应力作用下,岩石的破裂方式主要决定于以下三个因素:(1)岩石的抗剪强度和抗张强度。
由于岩石的抗张强度仅为抗剪强度的1/3,因此,在自然条件下,岩石更容易发生张破裂;(2)岩石变形的地质环境。
断层一般形成在地下围压很大的环境条件下,围压的作用不利于张性破裂的形成,而对剪破裂的发育比较有利。
(3)构造应力场性质。
岩石在张应力作用下,超过其抗张强度形成张性破裂;在压应力作用下则形成剪性破裂。
可用剪切破裂摩尔圆图解来说明(略)。
从实际来看,断层一般形成在地下围压很大的条件下,在压应力作用下,主要形成剪性破裂,只有在张应力作用下才形成张性破裂。
因此,尽管岩石的抗张强度远小于抗剪强度,但由于受环境围压条件的作用,岩石中更多形成的是剪切破裂,而不是张破裂。
如,岩石中的节理主要为剪节理,张节理比较少见。
节理的性质尚且如此,由张节理进一步发育所形成的典型张性断层更为少见。
三、正断层特征断层的特征一般包括断层面特征、构造岩特征、断层两盘伴生构造特征及断层的组合特征等四个方面。
断层的特征决定于断层的性质。
比较明显反映断层性质的特征是断层面特征、构造岩特征和断层两盘伴生构造特征。
断层分类知识点总结归纳
断层分类知识点总结归纳一、按照断层平动的方向和性质可以分为:1. 正断层:也称拉张断层,是地壳拉张运动的结果,地层在断层上方相对下沉,地壳向两侧平移,形成伸展地貌。
2. 逆断层:也称压缩断层,是地壳挤压作用的结果,地层在断层上方相对抬升,地壳向两侧挤压,形成挤压地貌。
3. 左行断层、右行断层:根据断裂带的滑动方向,断层可以分为左行断层和右行断层。
左行断层是指断层左侧相对右侧向前移动,右行断层则相反。
这是结合地质构造和地震学研究中一个重要的分类,也对构造运动特征的研究有重要意义。
二、按照形成原因和性质可以分为:1. 构造断层:是由地壳的构造运动引起的,包括拉张断层、挤压断层、走滑断层等。
构造断层是地壳构造运动的结果,常见于活动带附近,也是地震活动的重要区域。
2. 热液断层:是由热液活动引起的,地球内部的热液通过断层裂缝渗透到地表,形成矿物化和岩浆活动。
热液断层对于矿产资源的成矿作用和勘探具有重要意义。
3. 沉积断层:是沉积层的断裂带,由地质作用引起地层断裂和错动,对地层的连续性和地层中蕴藏的资源有一定的影响。
4. 次生断层:是在地质构造活动停止后形成的,通常是由地壳应力的重新分布和调整引起的,对地壳的形变和地震活动具有一定的影响。
三、按照规模和性质可以分为:1. 主要断层:指大规模、长短不一、错动位移大、对地质构造和地震活动影响明显的断层,通常是构造运动的主要表现。
2. 次要断层:指规模较小,错动位移不大,对地质构造和地震活动影响相对较小的断层,通常是构造运动的次要表现。
三、按照地质地貌特征可以分为:1. 地表裸露的断层:经过地表侵蚀后形成的露头或陡坎状的地表形貌,反映了断层的错动和地表地貌的变化。
2. 隐蔽的断层:在地表没有明显的露头和地貌特征,需要通过地质钻探和地球物理勘探等手段才能发现。
四、按照构造层位可以分为:1. 基底断层:位于地壳最下部、与地幔相邻的地壳基底边界上的断层,是地壳最重要的地质界面之一。
构造地质学—— 断层
第十章断层§1断层的几何要素和位移一、断层的几何要素◆断层面(ault surface or plane)空间位置,由走倾向、倾角定之◆断层线(fault line)◆断层带(fault zone)◆断盘:上盘(hanging wall),上升盘(upthrow),下盘(foot wall),下降盘(downthrow)二、位移(desplacement)直移运动、旋转运动(一)滑距(slip)以相应点为参照系,两个时应点间的真正位移称为总滑距(net desplacement)(ab)1、滑距(strike slip)(ac)2、倾斜滑距(dip slip)(cb)3、水平滑距(horizontal slip)(am)(二)断距(sepration)两对应层之距离1、垂直被错岩层走向的剖面上测得(1)地层断距(stratigraphic slip)(ho)(2)铅直地层断距(vraticed stratigraphi slip)(hg)(3)水平断距(horizontal slip)(hf)2、垂直于断层走向的剖面上除铅直地层断距相等外,其余均大于前者,故称视断距。
§2断层分类一、断层与有关构造的几何关系分类(一)根据断层与岩层走向的方位关系分:走向断层、倾向断层、斜向断层、顺层断层。
(二)根据断层与褶皱枢纽走向或区域构造线之间关系分:纵断层、横断层、斜断层二、按断层两盘相对运动方向分1、正断层(Normal Fault)2、逆断层(Revers Fault)●原地岩块(系统)(Autochthon)●外来岩块(系统)(Allochthon)●逆冲岩席(片)(Thrust Sheet)●逆冲推覆构造或推覆构造(Nappe)●构造窗(Fenestlla or Window)●飞来峰(Klippe)(pl.)3、平移断层(transcurrent)●左行平移(left faults)●右行平移(right faults)●斜交断层走向滑动的断层,组合命名4、枢纽断层(hinge fault)§3断层各论一、伸展构造类型(extensional structure)正断层、组合型式:(一)地堑和地垒(graben horst)主要由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层组成,两条走向基本一致正断层之间为下降盘,巨型者即为裂谷(rift);地垒与地堑正好相反。
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。
- 1 -。
地质图上断层性质与断距的确定课件
在地质图上,如果断层与火山活动、岩浆活动的分布和走向有密切关系,这可能表明这些地质活动影响了断层的 形成和性质。例如,如果火山或岩浆活动的中心与断层的走向一致,这可能表明这些活动对断层的形成起到了促 进作用,进而影响断层的性质。
02
断距的确定
依据两盘对应岩层或地层单位的倾斜产状
确定断距
根据两盘对应岩层或地层单位的倾斜产状,可以确定断层的 性质和断距。如果两盘对应岩层或地层单位的倾斜方向和倾 角不同,说明存在断层活动,可以通过测量和计算断层的位 移量来确定断距。
总结词
矿产资源勘探中,断层的性质和断距的确定对于矿体的形态和空间位置具有重要影响。
详细描述
在矿产资源勘探中,通过对矿区地质资料进行综合分析和研究,结合矿床学、岩石学、 构造地质学等多学科知识,可以确定断层的性质和断距,进而了解矿体的形态和空间位
置,为矿产资源的合理开发利用提供科学依据。
THANKS
要信息。
通过对比不同时期的地质图,可 以研究地壳运动的长期变化和趋
势。
04
实际应用与案例分析
区域地质调查中的断层性质与断距确定
总结词
区域地质调查中,断层的性质和断距的确定 对于了解地质构造、预测地质灾害和评估资 源潜力具有重要意义。
详细描述
在区域地质调查中,通过收集和分析地质资 料,结合遥感、物探等手段,可以确定断层 的性质(如正断层、逆断层等)和断距(即 断层两侧地层错动的距离),进而揭示区域 地质构造格局,为地质灾害防治、矿产资源 开发等提供科学依据。
VS
注意事项
在确定断距时,需要注意地层的原始分布 和厚度,因为地质历史中可能存在其他因 素造成地层缺失或分布发生变化,影响断 距的准确测量。同时,还需要考虑地壳运 动对地层分布的影响。
简述断层的工程地质评价
断层的工程地质评价一、断层类型与特征断层是地壳运动过程中,由于地应力作用形成的断裂构造。
根据断层两盘相对位移的方向,可分为正断层、逆断层和平移断层。
断层通常具有复杂的地质结构,包括断层面、断层破碎带、裂隙带等。
断层的规模、延伸长度、破碎带的宽度等特征,对于工程地质评价具有重要的意义。
二、断层活动性与稳定性断层的活动性是指断层在一定时间内是否发生过运动以及运动的方式和规模。
对于工程地质评价来说,了解断层的活动性及其与地震活动的关系,有助于评估断层对工程稳定性的影响。
稳定性分析是评估断层在一定时间段内保持稳定的能力,需要考虑多种因素,如地应力场、地质结构、断层活动性等。
三、断层岩土体特征断层对岩土体的完整性产生严重影响,可能导致岩体破碎、岩层错动、地下水位变化等问题。
在工程地质评价中,需要详细了解断层带岩土体的物理力学性质、结构特征、地下水状况等,以便为工程设计和施工提供依据。
四、工程地质灾害断层活动可能导致一系列工程地质灾害,如滑坡、崩塌、泥石流等。
这些灾害可能对工程设施造成严重破坏,甚至危及人员安全。
因此,在工程地质评价中,需要充分考虑断层可能引发的地质灾害,并采取相应的预防措施。
五、工程设计与施工在工程设计和施工过程中,需要考虑断层的存在及其对工程的影响。
对于可能存在断层的地区,应进行详细的地质勘察和评估,以便为工程设计和施工提供可靠的依据。
同时,应采取适当的工程措施,如加固、支护等,以保障工程的稳定性和安全性。
六、监测与预警为了及时发现断层活动和地质灾害的征兆,需要进行长期的监测和预警工作。
通过采用先进的监测技术手段,如地震监测、地面变形监测等,可以实时获取断层活动的数据信息,并据此评估其影响程度和发展趋势。
在此基础上,及时发布预警信息,采取必要的应对措施,以减少灾害损失。
七、环境与生态断层活动和地质灾害可能对生态环境造成一定的影响,如破坏自然景观、影响动植物栖息地等。
因此,在工程地质评价中,需要关注断层活动对环境与生态的影响,并采取相应的保护措施。
断层的性质与特征
断层性质与特征一、问题的提出生产实践中,经常遇到一些问题与断层的性质有关.如:水文地质中断层的导水性,断层与矿井突水淹井的关系;瓦斯地质中断层的开放性,断层与瓦斯赋存、瓦斯涌出及煤与瓦斯突出的关系等.显然,断层的性质具有致关重要的作用,是分析问题的基础,没有对断层性质的准确判断,必然导致错误的结论.正断层是地台区一种最常见的构造类型.一般认为正断层为张性断层,并具有张性断层的一般特征。
如断层面比较粗糙、断层角砾多棱角状、次棱角状、排列杂乱无章、没有强烈积压形成的复杂小褶皱等现象。
但大量的实际观测表明,正断层并非主要是张性,而是剪性,并具有剪性断层的一般特征.二、正断层性质从理论上来说,正断层既可以是剪应力作用下形成的剪破裂,也可以是张应力作用下形成的张破裂.在构造应力作用下,岩石的破裂方式主要决定于以下三个因素:(1)岩石的抗剪强度和抗张强度。
由于岩石的抗张强度仅为抗剪强度的1/3,因此,在自然条件下,岩石更容易发生张破裂;(2)岩石变形的地质环境。
断层一般形成在地下围压很大的环境条件下,围压的作用不利于张性破裂的形成,而对剪破裂的发育比较有利。
(3)构造应力场性质。
岩石在张应力作用下,超过其抗张强度形成张性破裂;在压应力作用下则形成剪性破裂。
可用剪切破裂摩尔圆图解来说明(略)。
从实际来看,断层一般形成在地下围压很大的条件下,在压应力作用下,主要形成剪性破裂,只有在张应力作用下才形成张性破裂。
因此,尽管岩石的抗张强度远小于抗剪强度,但由于受环境围压条件的作用,岩石中更多形成的是剪切破裂,而不是张破裂。
如,岩石中的节理主要为剪节理,张节理比较少见。
节理的性质尚且如此,由张节理进一步发育所形成的典型张性断层更为少见。
三、正断层特征断层的特征一般包括断层面特征、构造岩特征、断层两盘伴生构造特征及断层的组合特征等四个方面。
断层的特征决定于断层的性质。
比较明显反映断层性质的特征是断层面特征、构造岩特征和断层两盘伴生构造特征。
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;4、沉积岩相及地层产状突然改变;5、地形地貌的改变:如出现水系突然转折、错脊、三角面、断层崖、断层壁、断层沟、断层泉等。
6、硅化作用、矿化作用:深大断裂带是地壳碎弱的地方,地球地幔层的岩浆在高温高压下,极易沿断裂带喷发和溢出使围岩变质硅化和矿化。
三、断层的分类1、按断层的错动情况可分为以下几种:a.正断层:上盘下降、下盘上升;b.逆断层:上盘上升、下盘下降;c.旋转断层:顺断层走向由正变逆或由逆变正;d.平移断层:平面上两盘平移、有一定距离,而垂直方向的移动很小;e.张开断层:平面上两盘分开,不连在一起;f.波动断层:两盘时上时下、时左时右,或时张时合反复变化。
地质断层分析
地质断层分析地质断层是地壳中的线性地质体,通常由于地壳板块运动导致地层发生断裂而形成。
地质断层不仅对陆地和海洋的地质构造有着重要影响,而且对地震活动也起到至关重要的作用。
地质断层分析是一项重要的研究工作,通过对断层的研究,可以更好地理解地壳构造,预测地震活动,以及对地震灾害进行评估和防范。
地质断层的分类地质断层可以根据不同的标准进行分类,例如,按照断层的构造类型可以分为逆断层、正断层和走滑断层。
逆断层是断层面上缓慢聚积的应力导致岩石向上运动,正断层则是岩石向下移动,走滑断层则是岩石沿断层面平行滑动。
根据断层面的形状,地质断层还可以分为平面断层、斜倾断层和褶皱断层。
地质断层的性质及其演化地质断层的性质与其构造类型有关。
逆断层常见于造山带,是由于板块间的挤压导致岩层的向上位移,形成山脉。
正断层则常见于地堑区,由于板块间的拉伸导致岩层的向下位移,形成盆地。
走滑断层则对地震活动有重要影响,它们是两个地壳板块之间相对滑动产生的结果。
地质断层的演化是一个复杂的过程,它通常涉及到多种地质作用,例如构造力、岩浆活动和地壳变形。
在岩石受到应力作用时,岩石中的断裂带发生破裂,并沿着断层面发生滑动。
这种滑动会导致地表的变形,形成山脊、断崖和地震断层。
在长时间的作用下,地质断层可能会发生再活化,导致新的地壳变形和地震活动。
地质断层与地震活动的关系地质断层是地震活动的重要因素之一。
当地壳板块由于强大的构造力而发生移动时,断层面上的岩石会发生滑动,释放出大量的能量,形成地震。
地震的规模和强度与地质断层的长度、滑动位移和滑动速率等因素密切相关。
因此,通过对地质断层的分析,可以预测地震活动的发生,并评估地震灾害的风险。
地质断层在地质资源勘探中的应用地质断层的存在对地质资源的分布和形成起着重要作用。
地质断层是地壳中岩石层的错动面,通过对地质断层的研究,可以了解地壳中的岩石运动和变形,从而找出地下矿藏的位置和规模。
地质断层还可以引起地下水的运动和储集,因此对地下水资源的勘探也离不开地质断层的分析。
9-5、基础地质学(06级)-第九章-地质构造(五) 断层1
1、利用区域性不整合确定
如果一条断层切断不整合面下的一套较 老的地层,而被另一套较新的地层以角度不 整合所覆盖,可以确定这条断层形成于角度 不整合下伏地层中最新地层形成以后和上 覆地层中最老一层形成时代之前,即发生在 下伏地层强烈变形时期。
2、利用岩体、岩脉、矿脉与断层的关系 确定
如果断层被岩墙、岩脉充填,而且岩墙、 岩脉有错断迹象,则岩体侵入于断层形成或 活动时期。利用放射性同位素法可测定岩 体时代,从而确定出断层的形成时代或活动 时代。如果断层被岩体切断,说明断层形成 时期早于岩体。如果断层切断岩体,则说明 断层活动应晚于岩体。
三、断层的形成机制—Anderson模式
安德森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,提出形成正断层、逆冲断层、平移断层的 三种应力状态。
四、断层效应
断层效应,泛指断层引起的所有各种现象。 但一般所讲的断层效应,主要是指斜向断层 和横向断层引起标志层的视错动。由于岩 层与断层的复杂交切关系,以及两盘滑动引 起的标志层在平面和剖面上的视错动,常常 难于从标志层的相对视错位上正确确定两 盘的相对滑动或断层的性质。
(1)地质体被错开、构造线突然不连续
任何线状或面 状地质体,如地层、 矿层、岩脉、带 状、片理或相带 等均顺其走向延 伸,若这些地质体 沿走向突然中断 或被错移,则是断 层存在的直接标 志。
地质体被错开
(2)出现构造强化现象
构造强化现象包括:
①岩层产状的急变; ②节理化、劈理化带的突然出现; ③小褶皱急剧增加; ④挤压破碎现象和各种擦痕等。 如果我们在野外发现这些现象,就要进 行认真的观察,并探究引起这些现象的可能 原因。
(三)、断层两盘相对运动方向的确定
1、两盘地层的新老关系 2、根据牵引褶皱 3、擦痕和阶步 4、羽状节理 5、断层两侧小褶皱 6、断层角砾 7、根据标志层的错动
断层的性质与特征
断层性质与特征一、问题得提出生产实践中,经常遇到一些问题与断层得性质有关。
如:水文地质中断层得导水性,断层与矿井突水淹井得关系;瓦斯地质中断层得开放性,断层与瓦斯赋存、瓦斯涌出及煤与瓦斯突出得关系等。
显然,断层得性质具有致关重要得作用,就是分析问题得基础,没有对断层性质得准确判断,必然导致错误得结论。
正断层就是地台区一种最常见得构造类型。
一般认为正断层为张性断层,并具有张性断层得一般特征。
如断层面比较粗糙、断层角砾多棱角状、次棱角状、排列杂乱无章、没有强烈积压形成得复杂小褶皱等现象。
但大量得实际观测表明,正断层并非主要就是张性,而就是剪性,并具有剪性断层得一般特征。
二、正断层性质从理论上来说,正断层既可以就是剪应力作用下形成得剪破裂,也可以就是张应力作用下形成得张破裂。
在构造应力作用下,岩石得破裂方式主要决定于以下三个因素: (1)岩石得抗剪强度与抗张强度。
由于岩石得抗张强度仅为抗剪强度得1/3,因此,在自然条件下,岩石更容易发生张破裂;(2)岩石变形得地质环境。
断层一般形成在地下围压很大得环境条件下,围压得作用不利于张性破裂得形成,而对剪破裂得发育比较有利。
(3)构造应力场性质。
岩石在张应力作用下,超过其抗张强度形成张性破裂;在压应力作用下则形成剪性破裂。
可用剪切破裂摩尔圆图解来说明(略)。
从实际来瞧,断层一般形成在地下围压很大得条件下,在压应力作用下,主要形成剪性破裂,只有在张应力作用下才形成张性破裂。
因此,尽管岩石得抗张强度远小于抗剪强度,但由于受环境围压条件得作用,岩石中更多形成得就是剪切破裂,而不就是张破裂。
如,岩石中得节理主要为剪节理,张节理比较少见。
节理得性质尚且如此,由张节理进一步发育所形成得典型张性断层更为少见。
三、正断层特征断层得特征一般包括断层面特征、构造岩特征、断层两盘伴生构造特征及断层得组合特征等四个方面。
断层得特征决定于断层得性质。
比较明显反映断层性质得特征就是断层面特征、构造岩特征与断层两盘伴生构造特征。
断层的性质与特征
断层性质与特点一、问题的提出临盆实践中,经常碰到一些问题与断层的性质有关.如:水文地质中止层的导水性,断层与矿井突水淹井的关系;瓦斯地质中止层的凋谢性,断层与瓦斯赋存.瓦斯涌出及煤与瓦斯凸起的关系等.显然,断层的性质具有致关重要的感化,是剖析问题的基本,没有对断层性质的精确断定,必定导致错误的结论.正断层是地台区一种最罕有的构造类型.一般以为正断层为张性断层,并具有张性断层的一般特点.如断层面比较光滑.断层角砾多棱角状.次棱角状.分列混乱无章.没有强烈积存形成的庞杂小褶皱等现象.但大量的现实不雅测标明,正断层并不是主如果张性,而是剪性,并具有剪性断层的一般特点.二.正断层性质从理论上来说,正断层既可所以剪应力感化下形成的剪决裂,也可所以张应力感化下形成的张决裂.在构造应力感化下,岩石的决裂方法重要决议于以下三个身分:(1)岩石的抗剪强度和抗张强度.因为岩石的抗张强度仅为抗剪强度的1/3,是以,在天然前提下,岩石更轻易产生张决裂;(2)岩石变形的地质情况.断层一般形成在地下围压很大的情况前提下,围压的感化晦气于张性决裂的形成,而对剪决裂的发育比较有利.(3)构造应力场性质.岩石在张应力感化下,超出其抗张强度形成张性决裂;在压应力感化下则形成剪性决裂.可用剪切决裂摩尔圆图解来解释(略).从现实来看,断层一般形成在地下围压很大的前提下,在压应力感化下,重要形成剪性决裂,只有在张应力感化下才形成张性决裂.是以,尽管岩石的抗张强度远小于抗剪强度,但因为受情况围压前提的感化,岩石中更多形成的是剪切决裂,而不是张决裂.如,岩石中的节理重要为剪节理,张节理比较少见.节理的性质尚且如斯,由张节理进一步发育所形成的典范张性断层更为少见.三.正断层特点断层的特点一般包含断层面特点.构造岩特点.断层两盘伴生构造特点及断层的组合特点等四个方面.断层的特点决议于断层的性质.比较明显反应断层性质的特点是断层面特点.构造岩特点和断层两盘伴生构造特点.张性正断层的特点如各类教科书描写和人们平日所熟悉的那样,此不赘述.下面侧重阐述剪性正断层的一般特点.依据 E. M. Anderson(1951)应力状况剖析,剪性正断层与逆断层.平移断层的形成机制本质上是一样的,均属于剪决裂,是以,应该具有类似的压剪性构造特点(略).但现实研讨标明,断层特点的不同也是比较明显的:(1)剪性正断层的压剪性构造特点最弱,平移断层较强,逆断层最强.形象懂得,由剪性正断层——平移断层——逆断层,其构造特点表示为“张剪性——剪性——压剪性”的递变序列.(2)构造岩分带性的差别.剪性正断层分带性最明显,其次是平移断层,逆断层最弱.野外不雅测标明,如武断层带内各类构造岩均较发育的话,紧靠断层面的是断层泥,然后,分开断层面依次是碎粉岩.碎粒岩.断层角砾岩(图1). 图 1 构造岩分带示意图四.影响剪性正断层特点身分剖析剪性正断层特点总体上介于张性正断层与剪性逆断层.平移断层之间,其根起源基本因是空间应力状况感化的不同造成的.(1)应力的性质决议剪性正断层具有同逆断层.平移断层类似的构造特色,即剪性.(2)构造应力场(σ1.σ2.σ3)的空间感化状况不合,决议了剪性正断层与逆断层.平移断层的构造特点又有必定的不同,而与张性正断层有必定的类似性(图2).剪性正断层:“自动力σ1”垂直向上,推进断层下盘——“自动盘”沿高角度断裂面向上活动,断层两盘互相感化力较弱,压剪性构造特点不凸起.逆断层:“自动力σ1”程度,推进断层上盘——“自动盘”沿低角度断裂面向上活动,断层两盘互相感化力强烈,是以,表示出典范的压剪性构造特点.平移断层:断层两盘作程度偏向活动,互相感化力介于剪性正断层和逆断层之间.张性正断层:“自动力σ3”程度,在重力感化下断层上盘——“自动盘”沿高角度断裂面向下活动,断层两盘互相感化力很弱,是以,呈现出典范的张性构造特点.图 2 断层形成的应力状况图解同逆断层.平移断层.张性正断层一样,剪性正断层的特点还受其它身分的影响,并表示出必定的变更.如岩石力学性质.岩体构造.断层面产状.断层形成的地质情况前提等,显然韧性岩石.薄层脆韧性岩层互层.低角度断层.高温高压地质情况前提下,其压剪性特点比较明显,反之,张性特点明显,在现实运用中要具体剖析.五.结论(1)正断层包含剪性正断层和张性正断层,天然界中以剪性正断层为主.(2)剪性正断层的构造特点总体上为剪性,但表示出必定的张性特色;张性正断层具有典范的张性构造特点.剪性正断层的构造岩具有空间分带性.(3)构造应力场的空间感化状况是影响断层特点的决议性身分,其次是岩石力学性质.岩体构造.断层产状.断层形成的地质情况前提等.摘要理论和现实研讨标明,正断层有剪性和张性两种力学性质,并以剪性为主.剪性正断层的构造特点总体上为剪性,但表示出必定的张性特色;张性正断层具有典范的张性构造特点.剪性正断层的构造岩具有空间分带性.构造应力场的空间感化状况是影响断层特点的决议性身分.症结词:正断层力学性质构造特点参考文献断层的类型及特点压性断层1.断裂面往往呈舒缓波状,沿走向偏向尤其明显2.断裂面上常有较多的擦痕.阶步.磨光面.并消失动力演变的新生片状物(如云母.滑石.绿泥石)及被压扁或拉长的柱状矿物.片状矿物.砾石.鲕粒.石英.方解石晶片和晶块等,并沿断裂面及两侧作近于平行断裂面走向分列3.断层中的构造岩,以角砾岩.糜棱岩.断层泥为主,有时还可见到构造透镜体4.断裂面两侧岩石因为受强烈挤压而破裂.牵引.冲断,从而产生一些伴生构造,如羽状裂隙.劈理,“入”字型分之构造(包含断层和褶曲),小旋卷构造等5.断裂面常成群消失,彼此平行,沿走向延长较远,在剖面上常构成迭瓦式6.逆断层(包含冲断层.逆掩断层辗掩断层)属压性断层张性断层1, 断裂面光滑不服,外形不规矩.擦痕较少,很少消失大批擦痕,断层倾角一般较陡2, 当张性断裂产生在砾岩中时,断裂面常绕砾石而过,无切割或压扁现象3, 断裂面两侧岩层产状无明显变更4, 构造岩以角砾岩为主,糜棱岩.断层泥较少见.角砾岩大小悬殊,无明显定向分列5,张性断裂常成群散布,形成张性断裂带.在平面上彼此平行,在剖面上常构成地垒,阶梯等构造.凡追踪“×”形断裂的张性断裂,均成锯齿状,称“之”字形断裂6, 正断层属张性断裂扭性断层1.断裂面常较滑腻.平整,有时呈镜面消失,常有大量程度或近于程度的划痕阶步.断层产状安稳,断层线平直2.断裂面上有时有新生的硅质.方解石.绿泥石等动力演变矿物,但不如压性构造面罕有3.构造岩常被碾磨很细,有角砾岩与糜棱岩,并具有片理化的窄带.构造岩常成斜列散布与扭性断裂带中4.断裂面两侧,岩石因为受强烈的扭动而常伴生一些羽状裂隙.劈理,“入”字形及小旋卷构造5.扭性断裂常成群消失,两组平行,且呈“×”形(常将岩石切成菱形),有时成雁行式分列6.平移断层属扭性断层压扭性断层1.即具有压性特点,有具有扭性特点.上述的压性.扭性断裂的特点均可借鉴2.断裂面上常可见到显示上盘斜冲的擦痕.阶步.两盘岩石可能产生一些伴生构造,如牵引.羽状裂隙.劈理.“入”字形分支及旋卷构造.这些伴生构造的轴面.断裂面与主断裂面的交线和旋轴,既不与主断裂面走向线平行,也不与其偏向线平行,而是介于两者之间,这是压扭性断裂的一个特色3.压扭性断裂常成群消失,成雁行式.平情势分列4.平移逆断层.逆平移断层均属于压扭性断层节理的分类及特点张节理1.力学成因:由张应力产生,节理面与张应力偏向垂直.火成岩由冷凝收产生的原生节理2.节理面特点:裂口微张开或较大张开,节理面光滑,面上无划痕,产状不稳固,沿走向和偏向延长不大,在砾岩或粗粒碎屑岩中,常绕过砾石.结核或碎屑颗粒,张开而不割断砾石等颗粒,在剖面上常呈楔形,上宽下窄,常被粘土.岩矿脉充填3.节理的组合特点:常成群消失,并分列成雁行式.平情势,在褶曲轴部常形成与褶曲轴平行的二次纵张节理,当与断层伴生时,常构成边幕式和羽状张节理剪切节理1.力学成因:由剪应力产生,常沿两个最大剪切面产生两组共轭剪节理,平日它们所夹锐角的等分线即为主压应力感化偏向,但也有钝角等分线为主压应力偏向的2.节理面特点:裂口平日闭合,节理面滑腻平直,上常有划痕,产状稳固,沿走向和偏向较稳固的延长很远,常割断砾石和粗颗粒,一条裂缝往往由很多小的成雁行分列的次一级的切面构成,这些小剪切面彼此接近,几乎首位连接3.节理的组合特点:统一力学成因的两组剪节理,常构成共轭剪节理.由断层的挤压错动引起的两组共轭节理,一组与断层面平行(一般不发育),一组与断层面斜交,岩层受挤压产生褶皱,常陪同产生纵向与斜向的“×”剪节理。
断层概述、类目分类及各论
正断层通常在构造伸展或拉张地区(如板块或地块 内部、地台、地台活化区),正断层及其组合形式占 主导地位。
(二)逆断层
1. 一般特点
逆断层是断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动 的断层。逆断层是自然界中最常见的构造型式,规 模从小型到大-特大型普遍发育。根据断层倾角大 小,一般划分为高角度逆断层(>45°)和低角度逆 断层(<45°)。
断层走向与褶皱轴向关系的分类
纵断层:断层走向与褶皱轴向一致或与区域构造线方向基 本一致的断层。 横断层:断层走向与褶皱轴向直交或与区域构造线方向 近 于直交的断层。 斜断层:断层走向与褶皱轴向斜交或与区域构造线方向斜 交的断层。
断层两盘相对运动关系的分类
正断层 逆断层 平移断层
正断层
地堑
地垒:由两条走向基 本一致反向倾斜的正 断层组成,两条断层 之间为共同上升盘之 组合。地垒可以由一 组走向基本一致反向 倾斜的阶梯状断层组 成。地垒组合与地堑 组合正好相反。
地垒
盆-岭构造(也称盆-山构造): 盆岭构造一词源自美国西部 科迪勒拉山系盆岭区,指由 不对称的纵列单面山、山岭 及其间的盆地组成的构造-地 貌单元。它是在区域伸展作 用下形成的地堑、地垒、掀 斜式阶梯状断层控制下发育 的构造-地貌型式。属大-特 大型正断层组合型式。
一种特殊的断层-圆柱状断层
逆冲推覆断层是低角度逆断层中的一种,断层倾角很小(<
30°)水平位移量可达5km以上。断层上盘是远处推移而来称为外 来岩块(体)或逆冲岩席;而断层的下盘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,而 露出下伏原地岩块时,表现为两种常见特征构造形式: 构造窗:一大片外来岩块中露出一小片由断层圈闭的原地岩块; 飞来峰: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;
断层的基本组成要素
断层的基本组成要素断层是地球表面上的一种构造形态,是指岩石在地质作用下发生断裂并移动的带状地质体。
断层的基本组成要素包括断层面、滑动面、滑动带、断层带、断块和应力场。
一、断层面1. 定义:指岩石发生裂纹并移动形成的表面,是断层的主要组成部分。
2. 特征:通常呈平行或斜交状,具有明显的切迹和粗糙度,有时会出现光滑面。
3. 形成原因:由于地壳内部应力超过岩石承受极限而导致岩石发生裂纹并移动形成。
二、滑动面1. 定义:指沿着断层面发生相对位移的表面,是断层运动的主要方式之一。
2. 特征:通常呈平行或斜交状,与断层面之间存在一定角度。
3. 形成原因:由于地壳内部应力超过岩石承受极限而导致岩石沿着断层面相对位移。
三、滑动带1. 定义:指沿着滑动面发生相对位移的区域,是断层运动的主要部分。
2. 特征:通常呈带状,具有明显的变形和破碎现象,有时会出现粘结性质。
3. 形成原因:由于地壳内部应力超过岩石承受极限而导致岩石沿着滑动面相对位移并发生变形和破碎。
四、断层带1. 定义:指沿着断层面两侧的岩体所组成的区域,是断层周围的主要构造带。
2. 特征:通常呈带状,具有明显的变形和破碎现象,与滑动带之间存在一定角度。
3. 形成原因:由于地壳内部应力超过岩石承受极限而导致岩石沿着断层面相对位移并发生变形和破碎,形成了断层带。
五、断块1. 定义:指被断层切割出来的单个或多个块体,是断层运动的结果之一。
2. 特征:通常呈不规则形态,大小不等,并且具有明显的变形和错动现象。
3. 形成原因:由于地壳内部应力超过岩石承受极限而导致岩石沿着断层面相对位移并发生变形和破碎,形成了断块。
六、应力场1. 定义:指作用于岩石的内部或外部力量,是断层运动的主要驱动力。
2. 特征:具有方向性和大小性质,可以通过测量和分析来了解断层的运动方式和规模。
3. 形成原因:由于地球内部构造和外界环境变化等因素作用于岩石而形成。
综上所述,断层的基本组成要素包括断层面、滑动面、滑动带、断层带、断块和应力场。
阐明同沉积断层的基本特征及研究方法
阐明同沉积断层的基本特征及研究方法。
答:同沉积断层又称为同生断层、生长断层等。
同沉积断层是在沉积过程中长期发育,逐渐“生长”起来的断层。
一、同生断层的基本特征1、断层性质目前发现的生长断层主要为张性和张扭性断层。
在我国西部也分布着生长逆断层。
2、平面特征按照断层走向与区域构造线的关系,可分为走向生长断层和非走向生长断层。
前者受区域运动的影响,和区域构造线的走向一致,而且往往和基底断裂有一定的成因关系。
非走向生长断层主要受构造因素的控制。
3、下降盘地层明显增厚这是识别生长断层的最基本的标志。
两盘厚度差越大说明断层活动越强烈。
4、落差随深度增大而增大生长断层由于长期发育,上部的年轻地层沉积时发生的断裂活动产生的落差必定累积叠加到下部较老的落差上。
所以层位愈老愈深,落差应愈大。
对于中、小形沉积盆地以及盆地内发育的次级生长断裂来说,其落差向深部增大不是无限的。
5、断层面上陡下缓呈铲形这是生长断层普遍具有的引人注目的特征。
一系列重要的构造现象都和这一特征有关。
引起断层铲形弯曲的因素是多方面的。
深部断层倾角变缓与出现异常孔隙流体压力有关。
压实作用使地层厚度变小,断层的倾角也必然变小,随深度的加大压实作用增强,故断层面表现为铲形。
随深度加大,岩层所受围压增大,岩石内摩擦变小,从而导致断层面倾角变缓。
6、沉积滑动构造生长断裂活动期间,由于岩层尚未固结成岩,受到扰动或其他应力而发生塑性变形,产生沉积滑动构造,其主要形态为塑性—半塑性的滑塌构造、流动褶皱、砂岩脉、微形沉积间断和搅混构造等等。
常作为生长断裂附近岩层结构的一种标志性特征。
7、生长断层下降盘砂层的层数增多,单层厚度增大这是生长断层控制沉积的相当普遍也是相当重要的特征。
这一特征为油气提供了良好的储集条件。
8、掀斜断块和逆牵引构造生长断层发育过程中由于发生掀斜式旋转和拉张,常常在上升盘形成掀斜断块,在下降盘形成逆牵引构造。
二、同生断层的基本研究方法目前研究同生断层的基本方法有:生长指数分析、正断层拉张量的计算、铲形断层滑脱深度的计算、铲形断层面形状的恢复等。
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。
断层的性质与特征
断层的性质与特征
断层是地球表面上的地质构造,是因板块运动或地壳内部应力作用而
导致地壳破裂造成的。
断层的性质和特征主要包括类型、形态、运动性质
和造成的地质现象等。
首先,断层可以分为三种类型:正断层、逆断层和走滑断层。
正断层
指的是地壳断裂后上盘相对于下盘上升的断层,逆断层则是下盘相对于上
盘上升,走滑断层则是上下盘在垂直方向上相对滑动。
其次,断层的形态有很大的变化。
断层可以是直线状,也可以是弯曲
的或剪切型的。
直线型断层一般位于较高应力场下,弯曲型断层往往是由
于横向挤压和拉伸应力交替作用导致的,剪切型断层是指断层表面为剪切
面的断层。
断层的运动性质是表征断层性质的重要指标。
断层的运动性质分为剪切、抬升、下降和水平滑动等。
剪切运动是指上盘与下盘相对滑动,抬升
和下降运动则是指上盘或下盘相对于互相运动。
水平滑动指的是在水平方
向上的滑动运动。
断层的运动性质与地壳应力和岩石性质等有关。
最后,断层会造成一系列的地质现象。
断层在地壳变形中起到了重要
的作用,通过断层的位移和滑动,地壳板块可以发生垂直运动,形成山脉
和山谷。
此外,断层还可能造成地震,当断层发生滑动时,释放了大量的
能量,引起地震波的传播。
断层还会改变地壳内部的应力分布,导致岩层
变形、破裂和错动。
总之,断层是地球表面上的地质构造,其性质和特征主要包括类型、
形态、运动性质和造成的地质现象等。
断层的研究对于理解地壳构造和地
震活动具有重要意义,并为地质灾害的预测与防治提供了一定的理论依据。
断层
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称断层。
在地貌上,大的断层常常形成裂谷和陡崖,如著名的东非大裂谷、中国华山北坡大断崖。
目录构造形态组成要素分类知识分类认识标志危害构造形态断层的形成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。
组成要素特大断层——东非大裂谷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。
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断层性质与特征
一、问题的提出
生产实践中,经常遇到一些问题与断层的性质有关。
如:水文地质中断层的导水性,断层与矿井突水淹井的关系;瓦斯地质中断层的开放性,断层与瓦斯赋存、瓦斯涌出及煤与瓦斯突出的关系等。
显然,断层的性质具有致关重要的作用,是分析问题的基础,没有对断层性质的准确判断,必然导致错误的结论。
正断层是地台区一种最常见的构造类型。
一般认为正断层为张性断层,并具有张性断层的一般特征。
如断层面比较粗糙、断层角砾多棱角状、次棱角状、排列杂乱无章、没有强烈积压形成的复杂小褶皱等现象。
但大量的实际观测表明,正断层并非主要是张性,而是剪性,并具有剪性断层的一般特征。
二、正断层性质
从理论上来说,正断层既可以是剪应力作用下形成的剪破裂,也可以是张应力作用下形成的张破裂。
在构造应力作用下,岩石的破裂方式主要决定于以下三个因素:(1)岩石的抗剪强度和抗张强度。
由于岩石的抗张强度仅为抗剪强度的1/3,因此,在自然条件下,岩石更容易发生张破裂;
(2)岩石变形的地质环境。
断层一般形成在地下围压很大的环境条件下,围压的作用不利于张性破裂的形成,而对剪破裂的发育比较有利。
(3)构造应力场性质。
岩石在张应力作用下,超过其抗张强度形成张性破裂;在压应力作用下则形成剪性破裂。
可用剪切破裂摩尔圆图解来说明(略)。
从实际来看,断层一般形成在地下围压很大的条件下,在压应力作用下,主要形成剪性破裂,只有在张应力作用下才形成张性破裂。
因此,尽管岩石的抗张强度远小于抗剪强度,但由于受环境围压条件的作用,岩石中更多形成的是剪切破裂,而不是张破裂。
如,岩石中的节理主要为剪节理,张节理比较少见。
节理的性质尚且如此,由张节理进一步发育所形成的典型张性断层更为少见。
三、正断层特征
断层的特征一般包括断层面特征、构造岩特征、断层两盘伴生构造特征及断层的组合特征等四个方面。
断层的特征决定于断层的性质。
比较明显反映断层性质的特征是断层面特征、构造岩特征和断层两盘伴生构造特征。
张性正断层的特征如各种教科书描述和人们通常所认识的那样,此不赘述。
下面着重论述剪性正断层的一般特征。
根据E. M. Anderson(1951)应力状态分析,剪性正断
层与逆断层、平移断层的形成机制实质上是一样的,均属于
剪破裂,因此,应当具有类似的压剪性构造特征(略)。
但
实际研究表明,断层特征的差别也是比较明显的:
(1)剪性正断层的压剪性构造特征最弱,平移断层较
强,逆断层最强。
形象理解,由剪性正断层——平移断层—
—逆断层,其构造特征表现为“张剪性——剪性——压剪性”
的递变序列。
(2)构造岩分带性的差异。
剪性正断层分带性最明显,
其次是平移断层,逆断层最弱。
野外观测表明,如果断层带
内各种构造岩均较发育的话,紧靠断层面的是断层泥,然后,
离开断层面依次是碎粉岩、碎粒岩、断层角砾岩(图1)。
图1 构造岩分带示意图
四、影响剪性正断层特征因素分析
剪性正断层特征总体上介于张性正断层与剪性逆断层、平移断层之间,其根本原因是空间应力状态作用的差别造成的。
(1)应力的性质决定剪性正断层具有同逆断层、平移断层类似的构造特点,即剪性。
(2)构造应力场(σ1、σ2、σ3)的空间
作用状态不同,决定了剪性正断层与逆断
层、平移断层的构造特征又有一定的差别,
而与张性正断层有一定的相似性(图2)。
剪性正断层:“主动力σ1”垂直向上,推
动断层下盘——“主动盘”沿高角度断裂面
向上运动,断层两盘相互作用力较弱,压剪
性构造特征不突出。
逆断层:“主动力σ1”水平,推动断层上
盘——“主动盘”沿低角度断裂面向上运动,
断层两盘相互作用力强烈,因此,表现出典
型的压剪性构造特征。
平移断层:断层两盘作水平方向运动,
相互作用力介于剪性正断层和逆断层之间。
张性正断层:“主动力σ3”水平,在重力
作用下断层上盘——“主动盘”沿高角度断
裂面向下运动,断层两盘相互作用力很弱,
因此,呈现出典型的张性构造特征。
图2 断层形成的应力状态图解同逆断层、平移断层、张性正断层一样,剪性正断层的特征还受其它因素的影响,并表现出一定的变化。
如岩石力学性质、岩体结构、断层面产状、断层形成的地质环境条件等,显然韧性岩石、薄层脆韧性岩层互层、低角度断层、高温高压地质环境条件下,其压剪性特征比较明显,反之,张性特征明显,在实际应用中要具体分析。
五、结论
(1)正断层包括剪性正断层和张性正断层,自然界中以剪性正断层为主。
(2)剪性正断层的构造特征总体上为剪性,但表现出一定的张性特点;张性正断层具有典型的张性构造特征。
剪性正断层的构造岩具有空间分带性。
(3)构造应力场的空间作用状态是影响断层特征的决定性因素,其次是岩石力学性质、岩体结构、断层产状、断层形成的地质环境条件等。
摘要理论和实际研究表明,正断层有剪性和张性两种力学性质,并以剪性为主。
剪性正断层的构造特征总体上为剪性,但表现出一定的张性特点;张性正断层具有典型的张性构造特征。
剪性正断层的构造岩具有空间分带性。
构造应力场的空间作用状态是影响断层特征的决定性因素。
关键词:正断层力学性质构造特征
参考文献
断层的类型及特征
压性断层
1.断裂面往往呈舒缓波状,沿走向方向尤其明显
2.断裂面上常有较多的擦痕、阶步、磨光面。
并出现动力变质的新生片状物(如云母、滑石、绿泥石)及被压扁或拉长的柱状矿物、片状矿物、砾石、鲕粒、石英、方解石晶片和晶块等,并沿断裂面及两侧作近于平行断裂面走向排列
3.断层中的构造岩,以角砾岩、糜棱岩、断层泥为主,有时还可见到构造透镜体
4.断裂面两侧岩石由于受强烈挤压而破碎、牵引、冲断,从而产生一些伴生构造,如羽状裂隙、劈理,“入”字型分之构造(包括断层和褶曲),小旋卷构造等
5.断裂面常成群出现,彼此平行,沿走向延伸较远,在剖面上常构成迭瓦式
6.逆断层(包括冲断层、逆掩断层辗掩断层)属压性断层
张性断层
1,断裂面粗糙不平,形状不规则。
擦痕较少,很少出现大批擦痕,断层倾角一般较陡2,当张性断裂发生在砾岩中时,断裂面常绕砾石而过,无切割或压扁现象
3,断裂面两侧岩层产状无明显变化
4,构造岩以角砾岩为主,糜棱岩、断层泥较少见。
角砾岩大小悬殊,无显著定向排列5,张性断裂常成群分布,形成张性断裂带。
在平面上彼此平行,在剖面上常组成地垒,阶梯等构造。
凡追踪“×”形断裂的张性断裂,均成锯齿状,称“之”字形断裂6,正断层属张性断裂
扭性断层
1.断裂面常较光滑、平整,有时呈镜面出现,常有大量水平或近于水平的划痕阶步。
断层产状平稳,断层线平直
2.断裂面上有时有新生的硅质、方解石、绿泥石等动力变质矿物,但不如压性结构面常见
3.构造岩常被碾磨很细,有角砾岩与糜棱岩,并具有片理化的窄带。
构造岩常成斜列分布与扭性断裂带中
4.断裂面两侧,岩石由于受强烈的扭动而常伴生一些羽状裂隙、劈理,“入”字形及小旋卷构造
5.扭性断裂常成群出现,两组平行,且呈“×”形(常将岩石切成菱形),有时成雁行式排列
6.平移断层属扭性断层
压扭性断层
1.即具有压性特征,有具有扭性特征。
上述的压性、扭性断裂的特征均可借鉴
2.断裂面上常可见到显示上盘斜冲的擦痕、阶步。
两盘岩石可能发生一些伴生构造,如牵引、羽状裂隙、劈理、“入”字形分支及旋卷构造。
这些伴生构造的轴面、断裂面与主断裂面的交线和旋轴,既不与主断裂面走向线平行,也不与其倾向线平行,而是介于两者之间,这是压扭性断裂的一个特点
3.压扭性断裂常成群出现,成雁行式、平形式排列
4.平移逆断层、逆平移断层均属于压扭性断层
节理的分类及特征
张节理
1.力学成因:由张应力产生,节理面与张应力方向垂直。
火成岩由冷凝收产生的原生节理
2.节理面特征:裂口微张开或较大张开,节理面粗糙,面上无划痕,产状不稳定,沿走向和倾向延伸不大,在砾岩或粗粒碎屑岩中,常绕过砾石、结核或碎屑颗粒,张开而不切断砾石等颗粒,在剖面上常呈楔形,上宽下窄,常被粘土、岩矿脉充填
3.节理的组合特征:常成群出现,并排列成雁行式、平形式,在褶曲轴部常形成与褶曲轴平行的二次纵张节理,当与断层伴生时,常组成边幕式和羽状张节理剪切节理
1.力学成因:由剪应力产生,常沿两个最大剪切面产生两组共轭剪节理,通常它们所夹锐角的平分线即为主压应力作用方向,但也有钝角平分线为主压应力方向的2.节理面特征:裂口通常闭合,节理面光滑平直,上常有划痕,产状稳定,沿走向和倾向较稳定的延伸很远,常切断砾石和粗颗粒,一条裂痕往往由许多小的成雁行排列的次一级的切面组成,这些小剪切面彼此靠近,几乎首位衔接
3.节理的组合特征:同一力学成因的两组剪节理,常组成共轭剪节理。
由断层的挤压错动引起的两组共轭节理,一组与断层面平行(一般不发育),一组与断层面斜交,岩层受挤压发生褶皱,常伴随发生纵向与斜向的“×”剪节理
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