《断层构造》.ppt

第 八 章
断 层 构 造
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断层：岩石沿断裂面有显著位移的破裂构造。
地壳中最主要的变形构造之一
控制区域构造格局和演化、矿产形成与分布，
影响工程建设，诱发地震等自然灾害
断层
脆性断层（地向滑动，断层两盘垂直于σ2 （中间应力）方向滑动。（应力以压应力为正值，
所以应力增大为压应力值增大，应力减小为拉应力增大）
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形成正断层的应力状态是：σ1直立、σ2和σ3水平，σ2与断层走向一致，上盘顺断层倾
斜向下滑动。
根据形成正断层的应力状态和莫尔圆，
引起正断层作用的有利条件是：最大主应力
(σ1)在铅直方向上逐渐增大，或者是最小主
应力(σ3)在水平方向上减小。
因此，水平拉伸和铅直上隆是最适合于
发生正断层作用的应力状态。
σ3
σ1
σ3
σ1
σ3
σ1
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形成逆(冲)断层的应力状态是：最大主应力轴(σ1)和中间主应力轴(σ2)是水平的，最小主应力轴(σ3)是直立的，σ2平行于断层面走向。
逆冲断层的应力状态和莫尔圆
表明，适于逆冲断层形成作用的可
能情况是：σ1在水平方向逐渐增
大，或者是最小主应力(σ3)逐渐减
小。因此，水平挤压有利于逆冲断
层的发育。
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形成平移断层的应力状态是：最大主应力轴(σ1)和最小主应力轴(σ3)是水平的，中间主应力轴(σ2)是直立的，断层面走向垂直于σ2，滑动方向也垂直于σ2，两盘顺断层走向滑动。
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最大有效力矩准则
根据安德森模式，正断层应高角度，逆断层才是低角度。但实际上自然界大多数大规模正断层是低角度的。这是目前国际地质学界没有解决的问题。为此郑亚东教授（1999）提出了最大有效力矩准则： 在伸展环境下，脆韧性层状岩石将形成伸展褶劈理 (ecc)，该劈理的倾角受最大有效力矩控制，一般为35度左右，这些伸展褶劈理进一步扩展形成低角度正断层。
Anderson
model
Maximum
effective
moment
criteria
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第四节 断层的识别
一、地貌标志

、带状分布的湖泊和泉水

1. 断层崖

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二、构造标志



如强烈劈理化带
和强烈碎裂带
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断层两盘岩石在断层活动中被改造形成的变形岩石
地壳浅部－脆性断层－脆性断层构造岩
地壳深部－韧性剪切带－糜棱岩
1）断层碎裂岩（原教科书称为断层角砾岩）：
由仍保持原岩特点的岩石碎块组成的断层构造岩，
称为碎裂某某岩。
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3)超碎裂岩（微角砾岩）：
由断层活动研磨成的极细
的构造岩，一般看不到角
砾，并具有像硅质岩的致
密构造。一般在断层面上
形成板状薄层
2)断层角砾岩（原教科书称为断层碎裂岩）：
经过断层滑动研磨形成的较细的具有砾岩结构的断层岩，
由角砾和基质组成
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4)玻化岩（假熔岩）：断层快速滑动产生极度研磨并通过摩擦热产生熔融，冷凝后形成的外貌类似熔岩玻璃的一种断层构造岩。一般呈脉状或角砾状。
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5)断层泥：岩石研磨后经水化作用形成的一种主要由粘土矿物（如伊利石、高岭石和蒙托石）组成的未固结的断层岩，一般平行于断层面呈不同颜色的条带。
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大型断层：正断层－地层缺失，逆断层－地层重复
三、地层标志（地层的重复与缺失）
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四、小型岩体、矿化和热液蚀变成带分布
五、同一岩层岩相和厚度的急剧变化
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大型断层：正断层－地层缺失，逆断层－地层重复
一、地层关系
第五节 断层运动性质的判别
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二、.标志物的错断：
包括岩层、岩脉、
不整合面、先期断
层和侵入体边界等。
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三、牵引构造
牵引褶皱：断层两盘紧邻断层面的岩层因断层运动拖曳发生弯曲形成的褶皱，也称拖曳褶皱。
反牵引褶皱：铲式正断层形成的一种牵引褶皱
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四、擦 痕
断层两盘相对运动时在断层面上划下的刻痕。
反映断层两盘的真实运动轨迹。
钉头痕：由大而深的一端和小而浅的一端形成的擦痕，
断层对盘由深的一端向浅的一端运动
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五、阶步
断层活动中在断层面形成的与断
层运动方向垂直的微小陡坎，在
陡坎处常发育与擦痕平行的矿物
生长纤维。
正阶步
反阶步
正阶步