断裂与剪切带构造

2）擦痕、阶步
北京周口店车厂
西藏聂拉木喜马拉雅 要注意配套测量滑动面产状和滑动面上擦痕的产状， 以获取三度空间的真实位移
S
歙县烟村NEE向左行F—擦痕15°
3） 构造透镜体
构造透镜体的长轴与断层面锐 夹角的方向指示对盘运动方向
• 达尔布特混杂 岩带中不对称 构造透镜体指 示右旋走滑运 动
白碱滩混杂岩带中变玄武岩中硅质岩的不 对称构造透镜体指示右旋走滑位移
五）断裂的观察与研究
对规模较大的断裂都要进行详细的观察记录或构 造剖面测制，尤其是区域性断层。观测的内容包括： 1、断裂的几何学特征：断层的宽度、产状。 2、断裂的运动学特征：通过擦痕、阶步，牵引褶皱， 剪切劈理等判定断裂的剪切方向。 3、断裂带组成及断层岩的观测：断层带的组成、断层 岩的性质（是张性的还是压剪行性的）与分带。 4、断裂的活动其次的观测：脆性的叠加在韧性之上， 不同性质断裂或叠加在一起 在钻孔中主要通过断层角砾岩和劈理来确定断层
三）断层与断层岩的分类
1、从与岩层关系上分： 走向断层 倾向断层 动上分 正断层（斜滑断层） 逆断层（逆冲断层、斜冲断层） 平移断层 3、其它分类
断层岩分类
断层从产出构造层次上分为脆性断层和韧性断层，断层岩 也相应分为与脆性断层伴生的碎裂岩系和与韧性剪切带伴生的 糜棱岩系。 1、与脆性断层伴生的碎裂岩系
韧性剪切带类型划分
1. 按产状分类 韧性平移、韧性推覆（逆冲）、韧性滑脱、韧性滑覆 2. 按“构造应力作用方式”及“有限应变状态”分类 收缩型、伸展型、转换型及挤出型 3. 按“在岩石圈中所在部位”分类
幔内型、壳幔型、壳内型
4. 按板块作用阶段分类 洋内型、俯冲型、仰冲型、碰撞-陆内会聚型 5. 按形成的热动力条件分类 低温高压高剪切应变的“硬化”韧性剪切带
•
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。
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
• (四)岩浆活动和矿化作用标志
•
(五)岩相和厚度标志
如果一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，①控制沉积盆地和沉 积作用的同沉积断层的活动，引起断层两侧沉积 环境的明显变化，岩相和厚度因而发生显著差异; ②断层的推移，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，结合其他地质条件和背 景，加以综合分析，以便做出确切而又适当的结 论。 •
断层两盘的相互错动、摩擦，在断层带中或旁侧形 成的伴生或派生构造(张裂脉、张节理（张裂隙）、 羽状剪节理（剪裂隙）。
派生羽状节理、 小褶皱
羽状节理与断面的锐 夹角指示本盘运动方向 小褶皱轴面与断面的 锐夹角指示对盘运动方 向
脆 性 域 中 的 剪 切 指 向 标 志
l 擦痕：由粗-细的方向指示对盘运动方向 l 正阶步：陡-缓的方向指示对盘运动方向 l 反阶步：陡坎对着的方向为本盘运动方向
韧性剪切带一般产于变质岩区。 密集的S 型面理（流劈理） 拉伸线理、 剪切褶皱、高剪切应变、 矿物不对称组构 糜棱岩化
• 3、错断的山脊 错断的山脊也往往是断层两盘相 对平移运动的结果。 • 4、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、阳宗海、滇池、抚仙湖、相麓湖及昆明盆 地、宜良盆地、篙明盆地、玉溪盆地等。 • 5、泉水的带状分布 泉水呈带状分布往往也是断 层存在的标志、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。酉藏念青唐古拉南 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， • 6、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。 • 7、山岭与平原突变
(二)构造标志
•
断层活动总是形成或留下许多构造现象， 这些现象也是判别断层可能存在的重要依据。 任何线状或面状地质体，如地层和矿层等均 顺其走向延伸。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。断层造成的构造线不 连续现象，可在平面上或在剖面上显示出构 造的中断。为了确定断层的存在和错开的距 离，应尽可能查明错断的对应部分。
•
在确定断层面产状时，要充分考虑到断层产 状沿走向和倾向可能发生的变化。许多大断层 尤其是逆冲断层的断层面，常呈波状起伏或台 阶式。对于这种波状性的原因有多种不同解释 : ①大断层形成前的初始子断裂是各自分散而后 逐渐联合的，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。②格佐夫斯基 (М .В.Гэовский ，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。 ③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。④各套岩系的岩性差异、不 同深度物理条件对断裂的影响及多期变形等， 也都影响断层产状及其产状的变化。
安德森(E.M.Anderson，1951)等学者分析 了形成断层的应力状态。他认为因为地面与空气 间无剪应力作用，所以形成断层的三轴应力状态 中的一个主应力轴趋于垂直地平面。以此为依据 提出了形成正断层、逆 (冲)断层和平移断层的三 种应力状态 (图11-11)。 • 安德森模式为地质学家所接受，作为分析解释 地表或近地表脆性断层的依据。现在一般认为， 断层面是一个剪裂面，σ1与两剪裂面的锐角分角 线一致，σ3与两剪裂面的钝角分角线一致。 σ1所 在盘向锐角角顶方向滑动，就是说断层两盘垂直 于σ2方向滑动。 •
千米，延展可达上千千米，常见于造山带。
一）韧性剪切带的分类
1） 韧性剪切带内变形和两盘的位移由岩石塑性流变来 完成。剪切带与围岩之间无明显的界线，但两侧岩石发 生了相对位移（图B-D）。当围岩中的标志层通过剪切 带，常会发生方向的变化及厚度的改变（图C），剪切带 中的矿物组分及粒度也发生一定程度的变化，形成一系 列的构造和岩石学特征。 2）脆性剪切带（即断层，图B-A）一般仅发育在地壳的
一、断裂构造
断裂是地壳岩石（地质体）中顺破裂 面发生明显位移的一种破裂构造。 要素有：走向、倾向、倾角及位移。 断层是有一定位移量的断裂。
一）、断层形成机制
• 断层形成机制是一个复杂的课题，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。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便开始破 裂。破裂之初，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断裂 面。断层形成之初发生的微裂隙一般呈羽状散布，对其性 质，通过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 (σ1－ σ3)趋向于零或小于滑动摩擦阻力，一次断层作用即告终 止。
浅层次。脆性剪切带的特点是具有清楚的不连续面（断
层面），两盘位移明显，变形集中在断面上，两盘岩石 几无变形。 3）脆－韧性剪切带不连续面两侧一定范围内的岩层发生
一定程度的塑性变形。与断层的牵引作用类似（图BB）。韧－脆性剪切带表现为剪切派生的张应力形成的雁 裂脉，反映岩石脆性破裂特征。张裂隙之间的岩石一般 受到一定程度的塑性变形（图B-C）。
(一)地貌标志
断层活动及其存在，常常在地貌上有明显的 表现，这些由断层引起的地貌现象就成为识别 断层的直接标志。 • 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。 • 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 •
(三)地层标志
• 地层的重复和缺失是识别断层的主 要依据，老地层覆于新地层上。 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、矿化或硅化等热液蚀 变带沿一条线断续分布，常常指示有大 断层或断裂带的存在。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。
高温低压高剪切应变的“软化”韧性剪切带
韧性剪切带按产状分类
按产状划分的五种类型韧性剪切带
（许志琴，1986）
韧性剪切带 的规模大小 不一，小至 厘米、毫米 级，大者长 达几十、几 百甚至上千 公里。不管 韧性剪切带 的规模大小 如何，其几 何特征、产 状及组合都 几乎相同 。
二）韧性剪切带的基本特征
碎裂岩系一般包括断层角砾岩、碎裂岩、超碎裂岩、玻化 岩（假玄武玻璃）和断层泥。
2、与韧性剪切带伴生的糜棱岩系
初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩
糜棱岩化××岩、构造片岩、千糜岩
四）与断裂有关的面状和线状构 造
• 面状构造：破劈理、剪切面理、应变滑 • 劈理、阶步 • 线状构造：擦痕、矿物拉伸线理、皱纹 • 线理及剪切褶皱
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。
•
重要的是，不要简单地把局部产 状作为一条较大断裂的总的产状，也 不能认为某类断层一定具有某种固定 形态。至于切割很深的大断裂，产状 总是要变化的，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 犁式断层。
2. 断层的运动方向 1）通过伴生的构造
形成三类断层的三种应力状态及其表现形式
A. 正断层；B. 逆断层；C.平移断层
二）断层的识别
断层广泛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，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。断层虽然可以通过分析和解译航空照片与 卫星照片、物探图、地质图和有关资料予以确 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，即形成断层存在 的标志，这些标志则是识别断层的主要依据。 •
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， 但轴面总的产状常与断层面斜交，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 在的良好判断依据。 •
佛 子 岭 群
侏 罗 系
断 层 泥