第六讲地质构造的研究02

生物碎灰岩中 的雁行式张节 理，右行（型） 式排列，运动 方向逆时针
断层
• ①有明显位移的断裂构造 • ②断层是一种面状构造,将岩块或岩层断开成两 • 部分并借以滑动的破裂面,往往是非平直面
③大的断层一般不是一个简单的面,而是由一系 列破裂面或次级断层组成的带,即断层(裂)带
.
2001年11月14日昆仑山8.1级地震地表破裂带 破裂带长度350km，最大左旋同震位移7.6m
• h′f′.视水平地层断距
断层分类 – 按两盘相对位移的方向分：
• 正断层——上盘下降、下盘上升。 • 逆断层——上盘上升、下盘下降
– 逆掩断层：断面倾角<25°。 • 平移断层——两盘水平错动（断面近直立）
，分为： – 左行平移断层 – 右行平移断层
2.断层分类
A.正断层 B.逆断层 C.平移断层 D.平移逆断层 E.平移正断层
地震活动的规律
时间上的周期性
造成在同一地区，破坏性大地震的发生一般 都有一定的周期性（数百年至数千年）。
例如华北地区7级左右破坏性大地震的周期 为300年（近一千年来已有四次重复的历史记录 资料，最后一次为1966 - 1976年的地震高潮期 ）。
地震前的异常表现
小震活动（前震） 有的大地震发生前几天或
断层的野外识别标志
• 3.串珠状湖泊洼地 如我国云南东部顺南北向小江断裂
带分布着一串湖泊和盆地，自北至南有杨林海、滇池、 抚仙湖、杞麓湖、星云湖、异龙湖及昆明盆地、宜良盆 地、嵩明盆地、玉溪盆地等。
• 4.泉水的线状、带状分布 湖北京山县宋河地堑盆地两
侧顺着边缘断层出露了两串泉水。西藏念青唐古拉南麓 从黑河至当雄是一条现代活动断层，顺着这条断层散布 着一串高温温泉.
几小时，会发生一系列小地震 多者可达几十至几百次，地质 学家称它们为前震。
一般来说在强震发生前数月 或数日存在前震现象。
因此通过观察大震前有一系 列小震，预报大震，并设法预 防大震。
地震前的异常表现
地形变
大地震前都有地形变活动。如：
邢台地震前高程发生了大的 变化。1996年3月15日高程迅速下 降，到3月22日就发生了地震。
2) 桐柏—磨子断裂--------五莲---胶州断裂
490km
3) 皖北蚌埠----------------山东招远金矿带
520km
4) 鲁西----------------------辽北太子河二迭纪煤 710km
5) 沂蒙山---------------- 辽鞍山隆起带
740km
下盘 上升盘
震积岩镜下照片——微断层
东非大裂谷
节理
节理（裂隙）：岩石受力作用形成的破裂面或 裂纹，称为节理，它是破裂面两侧的岩石没 有发生明显位移的一种构造。
• 1.节理的分类 • 原生节理 • 风化节理 • 构造节理
玄武岩的柱状节理-----原生节理
风化
(球 形 风
根据力学性质分类
1.张节理 由张应力产生的破裂面
4.断裂构造
岩体或岩层受力后发生变形，当所受之力 超过岩石的强度极限时，岩石连续完整性 将遭到破坏，于是形成断裂构造。
断裂带是矿液和地下水的运移通道，也是 矿体的储存场所。因此研究断裂带的特征， 对寻找矿产及地下水具有重要的实用意义。
广 西 田 东 县 棋 盘 滩 —— 剪 节 理
2
围岩中的张节理
地堑与地垒
断层的野外识别标志
– 地层标志----重复或缺失
• 某些地层的重复或缺失 • 重复与缺失受制于断层性质、断面及岩层产状
走向断层造成的地层重复和缺失图示
：地质体错断，沿岩层或矿层走向突然中断
• 构造强化
• ①岩层产状的急变(变陡) • ②节理化、劈理化带的突然出现 • ③小褶皱剧增以及挤压 • 破碎和各种擦痕等现象; • ④构造岩(碎裂岩;角砾岩;糜棱岩) • ⑤构造透镜体
2.剪节理 由剪应力产生的破裂面
剪
张
剪节 张节理 理
• 剪节理（shear joint） – 产状稳定； – 节理面平直光滑，时有擦痕 – 可切割砾石或较大的矿物颗粒； – 常发育成共轭X节理系（conjugate joint） 或呈羽列状（feather joint or phumose joint）
D
E
按断层两盘相对运动划分的断层和组合性断层
正断层----张性
逆断层—压性
断裂构造
• 断层分类
– 按断层走向与岩层走向的关系分：
• 纵断层（走向断层）—— 走向一致。 • 横断层（倾向断层）—— 走向垂直。 • 斜向断层 —— 与走向斜交。
横断层 纵断层
横断层 斜向断层
• 断层分类
– 按成因分
地震
地震 是岩石圈的快速颤 动。它是由构造运动引 起岩石圈内某些地区的 应力集中而使岩石变形 ，当应力达到或超过岩 石的强度极限时，岩石 便产生破裂或位移，同 时将其能量突然释放出 来，并以地震波的形式 向四周传播，于是产生 地震。
地震发生的机制 ——弹性回跳
有关地震的几个名词：
震源 岩石圈内发生震动的地方 。
• 地震常引起次生灾害：火灾、断水、断电、煤气管道破 裂爆炸、交通设施毁坏；在海洋中地震产生可以波及很 远的海啸，造成的灾害常超过地震本身。
地质灾害—地震
地震的危害
地质灾害—地震
唐山大地震
海啸
地震活动的规律
空间上的带状分布
• 环太平洋地震带
• 地中海-印度尼 西亚地震带
• 洋脊地震带
地震带
断层面
上盘 下降盘
断层的描述
断层滑距和断距
• 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
ab.总滑距
α岩层倾角
• ac.走向滑距
ω岩层视倾角
• cb.倾斜滑距
am.水平滑距
• ho.地层断距
h′O′视地层断距;
• hg(h′g′).铅直地层断距 hf.水平地层断距
断层角砾岩带
断层角砾岩分布在断层破碎带内
断层角砾岩 超碎裂岩
碎裂岩
构造岩
糜棱岩
卫 星 照 片
构造透镜体是断层作用引起构造强化现象之一, 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
矿化和硅化现象: 断层是热液活动的通道,断裂带破碎岩石易受矿化硅化作用
锡矿山南矿采场中硅质胶结的辉锑矿断层角砾
开口多，多被脉充填，宽度变 化大,脉壁不平
(5) 形成羽列
树枝状. 锯齿状
(6) 尾端变化为折尾菱形环 尾端分叉、杏仁状结环.
• 节理(裂隙)的地质意义
– 地下水的良好通道 – 影响对岩石的承载力 – 矿液运移、沉积场所，对成矿有利。如赣南钨
矿，石英脉型金矿等 – 判断应力场方向 – 判断断层两盘的运动方向
活断层对工程建筑物安全的威胁主要来自断层错动—突发错 动,因而对活断层进行工程地质研究和工程安全评价非常必要。
在进行工程建设时，一般应避开活动断裂带，特别是重要的 建筑物更不能跨越在活断层上。
第四纪活动断层
第四纪活动断层
海 岸 山 断 层
第四纪活动断层
第四纪活动断层
第四纪活动断层
第四纪活动断层
断 距: 被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离
我国东部大断裂郯---庐断裂带北起黑龙江桦甸---沈阳---营 口, 过渤海, 到山东经潍坊---安徽郯城---合肥---庐江---九 江, 长达两千多公里. 断裂两侧 相对平移, 东盘向北运动, 西盘相对南移.
断裂带西盘
断裂带东盘
两侧相对位移
1) 皖西宿松 —-----------苏北绵屏变质磷矿带 450km
第四纪活动断层
第四纪活动断层
5-9、构造运动表现形式
• 构造地貌：全球构造地貌，区域构造地貌，地质构造地貌 • 全球构造地貌：陆地、陆缘、洋底 • 区域构造地貌：山系、盆地、裂谷、高原、平原 • 地质构造地貌：
• 断层崖、断层谷、断陷盆地、断块山——断 层地貌 单斜地貌，背斜山，向斜谷，构造穹隆——褶皱地貌 火山口、火山锥，熔岩地貌——火山地貌
• 5.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。
•
•
串
湖杨小
珠 状
及林江 昆海断 明、裂
湖
盆滇带
泊 洼
地池分 、、布 宜抚着
地
滇
杨林海
池
良仙一 盆湖串 地、湖
、杞泊
嵩麓和
抚 仙 湖
杞麓湖
星云湖
明湖盆
盆 地 、 玉 溪 盆 地
、 星 云 湖 、 异 龙
地 ， 自 北 至 南 有
• 张性 • 压性 • 剪性
断裂构造
剪性断层及旁侧的张节理
断裂构造
• 断层分类
– 按断层组合类型
• 迭瓦式构造：一组倾向一致，大致平行的逆掩断 层。
• 阶梯状构造：一组倾向一致，大致平行的正断层
迭瓦式断层
阶梯断层
断裂构造
• 断层分类
– 按断层组合类型
• 地堑：两组相向倾斜的正断层。 • 地垒：两组相背倾斜的正断层。
断层标志----构造强化----片理化、劈理化带
断层擦痕及磨擦镜面
断层擦痕及磨擦镜面
•
擦痕——断面上平行而密集的沟纹。
• 镜面——断面上局部平滑光亮的面。
• 阶步——擦痕及镜面未端常出现“坎”。
• 以上均为两侧岩层（块）相对滑动在断面
上留下的痕迹，可据此推测两盘相对运动
方向
檫痕 阶步及指示的运动方向
2、断层三角面 断层崖受到与崖面垂直方向的水 流的侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布洪积锥 或冲积锥。
东非裂谷断裂面
昆 明 滇 池 旁 西 山 断 层 崖
新疆托克逊县包尔ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ断裂地貌景观-三角面
新疆塞里木湖喇嘛苏地区山前断裂地貌景观
•
哈拉峻山前断裂
断层三角面
可可托海
伊雷木湖西侧的山脚下，有一条显而易见的蜿延南去的地震断裂带。据史料记载， 1931年8月11日，这里发生了一次八级地震，因人烟稀少，未造成人员伤亡，但 有一些牛羊和毡房掉进了深不见底的地震裂缝里。后来人们又发现，这条裂缝绵 延一百七十余公里，直到二台。解放后，国家在这里召开过地震学术现场会。这 里从此成为国内著名的地震遗迹
• 共轭剪节理（shear joint）
剪节理
剪节理－由剪应力产生的破裂面 特征：长、大、平直光滑，延伸稳定，常常呈“X”型共轭
• 张节理（tension joint） – 产状不稳定 – 节理面粗糙不平整，无擦痕； – 常绕砾石和粗砂颗粒而过，一般不切割； – 多开启性，脉体充填，形态成楔形、扁豆形 等； – 不规则树枝状、网状、有时呈追踪X型、雁行 式、放射状、同心圆状的组合形式
震中 震源在地面的垂直投影。
地震震级 地震能量的量度。
地震烈度 地震对地面及建筑物 的破坏程度。
震中
震中距 等震线
震源
地震造成的灾害 • 地震波引起的地面震动（面波），使建筑物受到破坏。
• 在自然灾害中地震造成的损失最大：1950年以来，全球 地震灾害造成的损失已达2000多亿美元。
• 1976年的唐山的地震，使整个唐山毁于一旦，24万人死 亡。
断层的野外识别标志总结
1、断层崖 断层的上升盘常常形成陡崖，这种陡 崖通常称为断层崖。如晋西南高峻险拔的西中 条山与山前平原之间就是一条高角度正断层所 造成的陡崖。太行山山前断裂带使太行山于河 北平原西缘拔地而起，成为华北平原的西部屏 障。盆地与山脉间列的盆岭地貌更是断层造成 一系列陡崖的良好例证。
2001年11月14日昆仑山8.1级地震地表破裂带 破裂带长度350km，最大左旋同震位移7.6m
断层的几何要素 断层面 ：岩层断开成两部分并借以滑动的破裂面 断层线: 断层面与地面的交线，即断层在地面
的出露线 断 盘: 断层面两侧沿断层面发生位移的岩块
上盘位于倾斜的断层面的上侧 下盘位于倾斜的断层面的下侧 相对上滑的一盘叫“上升盘” 相对下滑的一盘叫“下降盘” 断层两盘的相对运动有直移运动和旋转运动 滑 距: 断层两盘实际的位移距离，是根据错动前的一 点错动后分成两个对应点之间的实际距离
张节理
张节理－由张应力产生的破裂面 特征：短、小、粗糙不平，延伸不远，豆荚状、树枝状
张节理
张节理与剪节理的特征总结
剪节理
张节理
(1) 产状稳,延伸长
产状不稳，延伸不远，短而弯， 常侧列产出
(2) 节理面平直、光滑
节理面粗糙不平；
(3) 在砾岩中,切砾和胶结物 在砾岩中,绕砾切过；
(4) 形成ｘ形共轭剪节理
河流的急剧转向，甚至错断河谷
地质体的不连续 山脊的错断
活断层
活断层一般指新近系以来还在活动的断层，或者近期曾有过 活动、不久的将来还可能重新活动的断层。
怎样知道一个地区有没有活断层，或者一条断层是不是活动 断层呢？地貌上的标志有:断层崖、三角面、洪积扇叠置、河流、 山脊或冲沟的水平位错；最新沉积物被错断现象；遥感影象的线 形标志，往往沿活断层出露一系列泉。用断层新活动年龄测定的 方法对活动断层的最新活动年龄进行测定。