断裂与剪切带构造.ppt

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、断裂构造
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。
安德森(,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。
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;
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。
(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
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