第六章断层 (fault). 美机遇号摄：火星－维多利亚坑重力滑动构造 ( 补充 ) 1 ）基本结构： a. 下伏系统 b. 润滑层 c. 滑面 d. 滑动系统 2 ）分带：

第六章断层 (fault)构造地质

学

美机遇号摄：火星－维多利亚坑

重力滑动构造 (补充 ) 1 ）基本结构：

a. 下伏系统b. 润滑层c. 滑面d. 滑动系统

2 ）分带：a. 后缘拉伸带b. 中部滑动带c. 前缘推挤带

主要内容：1. 断层几何要素 2. 断层分类3. 断层各论 4. 断层效应5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研

究7.同沉积断层 8. 韧性断层9. 区域性大断裂

第四章断层 (fault)

断层效应——断层引起的各种现象主要指斜向断层和横向断层引起标志层

的视错动现象。

一、走向断层 (纵断层 )的断层效应 (6 种形式 )

二、倾向断层 (横断层 )的断层效应

1 、平移断层引起的效应

2. 正 (逆 )断层的断层效应

3.

斜向断层引起的效

应

4 、横断层错断褶皱引起的效应

平面特征背斜：上升盘核部变宽；向斜：上升盘核部变窄被断层错断的直立褶皱，如两盘轴迹仍连一线 ,则没有平移

以上均为特例，实际情况更为复杂，如斜向断层。启示：不能从单一平 (剖 )面上确定断层性质！

三维空间内的立体形象断层产状和两盘的位移岩层和褶皱的产状及与断层间的相互关系地形




一、断层形成的安德森模式 Anderson(1951) ，用之解释正断层、逆断层和平移断层的形成与主应力方位关系。

用于解释地表或近地表断层适用条件：

地质体为均质，无先存软弱面受力均匀，主应力轴水平或直立以点应力状态代表地质体整体应力状态

二、哈弗奈模式 (Hafner,1951) 1 、标准状态：

1) 受力岩块顶面平坦，仅受 1个大气压的正应力； 2) 岩块底部应力指向上方，等于岩块的压力； 3) 边界上没有剪应力。

2 、第一种附加应力状态： ①水平挤压力左侧＞右侧； ②水平挤压力向下增大。

3 、第二种附加应力状态：水平挤压力在水平方向上自左向右指数递减。

4. 第三种附加应力状态： ①岩块底面呈正弦曲线分布的垂向力； ②沿底面分别向两侧的水平剪应力。




一、断层的识别 1 、地貌标志

1) 断层崖和断层三角面

2) 山脊错断

3) 山岭和平原的突变

新疆塞里木湖喇嘛苏地区山前断裂地貌景观新疆塞里木湖喇嘛苏地区山前断裂地貌景观

4) 泉水的带状分布

5) 串珠状湖泊洼地 6) 水系特点

2 、构造标志 1) 构造线的不连续

2) 构造透镜体和劈理化带

3) 断层岩：（ 1）构造角砾岩（ 2）碎裂岩（ 3）糜棱岩（ 4）构造片岩

构造角砾岩

构造角砾岩

糜棱岩

糜棱岩显微镜下照片

构造片岩构造片岩

3 、地层的重复与缺失

4 、岩浆活动和矿化作用标志主要指大断裂带内的岩浆侵入 (火山 )及热液成矿。

5 、岩相和厚度的急变大型走滑断裂同沉积断层

二、断层面产状的确定 1 、直接测量：野外露头，主要针对中小断层。大断层则不易直接测量，可从与其伴生的次级断层推测。

2 、地质填图：填绘出断层界线，用“ V”字形法则确定。

3 、钻井资料：如三点法求产状法。 4 、物探、地震数据解释断层

三、断层两盘相对运动方向的确定 1 、两盘地层的新老关系

一般规律：上升盘老，下降盘新。

√ ×√

√× √

例外：断层倾向与地层倾向一致、但倾角较小者除外。

2 、牵引构造

断层两盘紧邻断层的岩层常发生明显的弧形弯曲称牵引褶皱

3 、擦痕和阶步擦痕：断层两盘相对错动时在断层面上留下的比较均匀的平行细纹；

阶步：在断层滑动面上与擦痕成直交的细微陡坎；阶步的陡坎一般面向对盘的运动方向

北京西山奥陶系灰岩中的擦痕与阶步

反阶步：有些断层面上的小陡坎并不面向对盘的运动方向，而是指示本盘运动方向，这样的陡坎称为反阶步 (帕特森， 1958)

4 、派生构造 a) 羽状张节理和剪节理

b) 小褶皱

5 、断层角砾长轴排列方向

四、断层岩三大系列

分别代表不同的深度层次和温度压力环境

五、断层活动时间的确定 1 、不整合关系法

判断原则：断层形成于其切过的最新地层之后，不整合面以上最老地层之前。

2 、与岩脉交切关系法判断原则：被断层切割的岩脉形成之后，充填其中的岩脉形成之前 ( 有时同期 ) 。岩脉形成时代可从同位素年代测定获得。

3 、利用断层与褶皱的构造关系

利用断层与褶皱的构造关系确定断层形成时代

4 、同沉积断层方法 ( 下节 )




1. 同沉积断层 (生长断层 )：与沉积作用同步活动的断层。以正断层为主，少量逆断层。

同沉积断层与一般正断层的对比

2 、特点 1) 一般为走向正断层，断层面向下成铲式； 2) 下降盘地层厚度较大； 3) 断距深部大，浅部小； 4) 常发育逆牵引构造。

思考：生长断层的活动历史？

逆牵引构造与反向断层

J -K

0

1

2

3

L 6 5 L 3 5L 3 6 Y 7 5 Y 3 3 B s 5 B s 3

b、馆陶组沉积前构造

c、沙一段沉积前构造

d、沙二、沙三段沉积前构造

a、现今构造

e -、孔店组沙四段沉积前构造

NQ p

E s + E k4

N m

N gE d

E s 3E s 2E s 1

C + PA r

J - K

N m

N gE d

C + PA r

E s + E k4

4

5

6

深度

／km

N m

N g

E d

E s 3

E s 2E s 1

J - KE s + E k4

N g

E d

E s 3

E s 2 E s 1

C + P

A r

J - K E s + E k4

C + PA r

E d

E s 3

E s 2E s 1

J - K

E s + E k4

E d

E s 3

E s 1

C + P

A r

J - K

E d

C + PA r

E s + E k4

J - K

E s + E k4

E s 3

C + P

A r

J - KE s + E k

4C + PA r

E s 3

E s 2

J - KC + PA r

E s + E k4

J - K

E s + E k4

C + P

A r

J - K

E s + E k4

C + PA r

J - KC + P

A r

E s + E k4

E s 2

E s 2

0

1

2

3

4

5

6

深度

／km

0

1

2

3

4

5

深度

／km

0

1

2

3

4

深度

／km

7

C + O

C + OC + O

C + O

C + O

C + O

C + O

C + O

C + O

C + O

C + O

C + O

0 2 k m

J - K

C+P

Ar

C+O

J - KC+P

Ar

J - KC+P

Ar

0

1

2

3

深度

／k

m

C+OC+O

3 、生长指数的概念表明断层活动速率

莘县凹陷二级断层生长指数图




1. 构造层次：大型断层通常浅部脆性，深部转为韧性。

2. 韧性断层：岩石在塑性状态下剪切变形带，无宏观的破裂面，形成于地壳较深层次，又称韧性剪切带。

剪切带类型

韧性剪切带示意图

3 、韧性断层内的变形特征 1) 先存构造在剪切带中的变形

2) 韧性剪切带中的新生面理： S － C面理

cc

韧性剪切带中的 S-C组构

S

C

3 、鞘褶皱 (a 型褶皱 )

5 、糜棱岩和石英动态重结晶、核幔构造。




一、区域性大断裂和岩石圈的层圈性 1. 特点：活动范围涉及到整合岩石圈，常为岩石圈块体的边界。老观点：延伸数百至数千公理，深切至上地幔。

阿尔金断裂

2 、主要表现： 1) 巨大而复杂的构造变动带，具强烈变质变形作用；

2) 岩浆和成矿作用活跃； 3) 地球物理场异常带或分割带； 4) 现代地震和火山活动带。

二、裂谷

裂谷：在区域背景上以断陷谷为特征的大型地堑系大洋发展的初期阶段　

本节一般了解，大地构造课中专论 (p171)

本章要点： 1. 断层的位移、滑距和断距的概念； 2. 断层的复合分类方法； 3. 正断层的组合类型和大陆伸展构造； 4. 逆断层的组合类型和逆冲推覆构造； 5. 走滑平移断层和拉分盆地； 6. 断层的安德森模式； 7. 断层效应的识别； 8. 断层的野外识别方法； 9. 断层形成时代的确定。

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第六章 断层 (fault). 美机遇号摄：火星－维多利亚坑 重力滑动构造 ( 补充 ) 1 ）基本结构： a. 下伏系统 b. 润滑层 c. 滑面 d. 滑动系统 2 ）分带：

第六章断层 (fault). 美机遇号摄：火星－维多利亚坑重力滑动构造 ( 补充 ) 1 ）基本结构： a. 下伏系统 b. 润滑层 c. 滑面 d. 滑动系统 2 ）分带：