構(gòu)造演講(2)南京大學(xué)

1、第三章 斷斷 裂裂 構(gòu)構(gòu) 造造 巖石受力作用后發(fā)生脆性破裂，稱之謂斷裂。 破裂面兩側(cè)巖層沒有發(fā)生位移或沒有明顯位移的稱之謂節(jié)理。 破裂面兩側(cè)巖層有明顯位移的稱之謂斷層。 斷裂活動(dòng)是現(xiàn)今地質(zhì)活動(dòng)的主要方式（地震、火山、滑坡、崩塌等）。第一節(jié) 節(jié)理及其分類節(jié)理及其分類 節(jié)理為發(fā)育普遍的小型斷裂構(gòu)造，按其明顯程度不同可分三種： 張開型兩壁張開，明顯見裂隙，兩側(cè)巖石有不明顯位移。 閉合型兩壁閉合，但可見裂縫，一般無位移。 隱蔽型節(jié)理裂縫極細(xì)，肉眼不能察覺。 節(jié)理的出現(xiàn)往往和褶皺、斷層等相伴生。因此分類往往考慮其與褶皺、斷層等構(gòu)造之間的關(guān)系。一、幾何分類 按其與所在巖層的產(chǎn)狀要素關(guān)系分：1、 走向節(jié)理節(jié)

2、理走向與所在巖層的走向平行。2、 傾向節(jié)理節(jié)理傾向與所在巖層的走向大致垂直，與傾向平行。3、 斜向節(jié)理走向介于上述兩者之間。4、 順層節(jié)理節(jié)理面大致和巖層層面平行。按節(jié)理走向與區(qū)域褶皺樞紐方向分：1、縱向節(jié)理節(jié)理走向與樞紐平行。 2、橫向節(jié)理節(jié)理走向與樞紐近垂直。 3、斜向節(jié)理走向介于上述兩者之間。當(dāng)褶皺樞紐水平時(shí)：縱向節(jié)理=走向節(jié)理；橫向節(jié)理=傾向節(jié)理（圖3-1）二、成因分類 1、原生節(jié)理成巖過程中形成的節(jié)理（如沉積巖形成過程中的泥裂）。 2、冷凝節(jié)理玄武巖、花崗巖等熔融狀態(tài)之巖漿在冷凝過程中形成的（如石柱林）。 3、風(fēng)化節(jié)理強(qiáng)烈風(fēng)化作用結(jié)果所致（根劈作用蘇州天平山，水解作用等）。 4、滑坡

3、節(jié)理塊體滑動(dòng)引起，塊體上部呈張開型，邊部呈剪切型。 5、人工節(jié)理生產(chǎn)爆破所致（人工地震、開采等）。三、力學(xué)分類： 主要有兩種： 1、張節(jié)理 2、剪節(jié)理張節(jié)理特征： 1、產(chǎn)狀不穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)； 2、節(jié)理面粗糙不平，若在礫巖中則繞礫而過； 3、有時(shí)遷就兩組剪節(jié)理而發(fā)育成鋸齒狀追蹤； 4、節(jié)理面無擦痕，節(jié)理與節(jié)理間距較大； 5、節(jié)理壁距也較大，常呈楔形； 6、其終端部分常呈樹枝狀或杏仁狀循環(huán)；剪節(jié)理特征：1、發(fā)育較密集（密集程度與巖性等均有關(guān)，強(qiáng)硬巖層較弱軟巖層的節(jié)理間距大）；2、節(jié)理面光滑平直，延伸較遠(yuǎn)，在其延伸方向上常切過礫石和膠結(jié)物；3、當(dāng)有微量位移時(shí)，節(jié)理面上有擦痕；4、常呈羽狀排列。羽列有

4、兩種左行和右行；5、剪切作用常發(fā)育兩組共軛剪節(jié)理；6、剪節(jié)理兩壁一般距離較小；7、剪節(jié)理的終端變化；折尾、菱形結(jié)環(huán)、節(jié)理叉第二節(jié) 斷層及其幾何要素?cái)鄬蛹捌鋷缀我匾?、斷層要?（1）斷層面是巖塊發(fā)生位移的面。通常并非平直的面，因?yàn)橐苿?dòng)發(fā)生在比較寬的帶內(nèi)，此帶被巖石磨碎物質(zhì)所充填，或被次級斷裂所交切，因而稱之為斷裂帶。斷裂規(guī)模越大，斷裂帶越寬。 （2）斷盤即被斷裂面分割開的巖塊。斷面直立時(shí)，按方位分東、西盤，S、N盤等；斷面傾斜時(shí)，分上、下盤或上升、下降盤。二、斷層位移（1）滑距指斷層兩盤實(shí)際的位移距離。錯(cuò)動(dòng)前的一點(diǎn)，錯(cuò)動(dòng)后分成兩個(gè)對應(yīng)點(diǎn)之間的實(shí)際距離，兩個(gè)對應(yīng)點(diǎn)之真位移為總滑距。 走向滑距總滑

5、距在斷層面走向上的分量，走向滑距與總滑距之間的銳夾角為擦痕的側(cè)伏角。 傾斜滑距總滑距在斷層面傾斜線上的分量 水平滑距總滑距在水平面上的投影長度。（2）斷距 指被錯(cuò)斷巖層在兩盤上的對應(yīng)層之間的相對距離。不同方位的剖面上，斷距不同。 在垂直于被錯(cuò)斷巖層走向的剖面上可測得：地層斷距斷層兩盤上對應(yīng)層之間的垂直距離（ho）；鉛直斷距斷層兩盤上對應(yīng)層之間的鉛直距離（hg）；水平斷距斷層兩盤上對應(yīng)層之間的水平距離（hf）；（hof 中，為巖層傾角） 若已知巖層傾角，再知上述三種斷距之一，即可知另兩種斷距（見圖3-7-b）已知水平斷距（hf）和巖層傾角，則 地層斷距ho = hf *Sin ， 鉛直斷距hg=

6、 hf /Cos 第三節(jié) 斷層的分類與組合類型斷層的分類與組合類型一、根據(jù)斷層走向與褶皺軸向或區(qū)域構(gòu)造線之間的幾何關(guān)系分：1、縱斷層斷層面與褶皺層面的交線同褶皺軸向一致或斷層走向與區(qū)域構(gòu)造線基本一致。2、橫斷層斷層面與褶皺層面的交線同褶皺軸向直交或與區(qū)域構(gòu)造線基本直交。3、斜斷層斷層面與褶皺層面的交線同褶皺軸向斜交或與區(qū)域構(gòu)造線斜交。二、根據(jù)斷層走向與所在巖層走向的方位關(guān)系分：1、走向斷層斷層走向與巖層走向基本一致，2、傾角斷層斷層走向與巖層走向基本直交，與傾向平行3、斜向斷層斷層走向與巖層走向斜交4、順層斷層斷層面與巖層面基本一致三、根據(jù)斷層兩盤相對運(yùn)動(dòng)分：1、正斷層上盤相對下盤向下滑動(dòng)。

7、2、逆斷層上盤相對下盤向上滑動(dòng)，通常將斷面傾角45的稱逆掩斷層。 3、平移斷層斷層兩盤沿?cái)嗝孀呦蛳鄬σ苿?dòng)。 兼于上述之間的有： 平移逆斷層，平移正斷層， 正平移斷層，逆平移斷層.，通常以后者為主。 平移斷層側(cè)伏角10 平移正（逆）斷層側(cè)伏角45-80 正（逆）平移斷層側(cè)伏角10-45 正（逆）斷層側(cè)伏角80-90四、斷層的組合 1、階梯狀斷層由若干條產(chǎn)狀大致相同的正斷層平行排列組合； 2、地塹兩條以上走向平行，傾向相向正斷層所組成； 3、地壘兩條以上走向平行，傾向相背正斷層所組成； 4、環(huán)狀斷層一系列弧形或半環(huán)狀斷層呈同心環(huán)狀分布；5 、放射狀斷層即輻射狀斷層，指平面上呈輻射狀排列的多條斷層組

8、合形式； 6、斜列型指多條斷層呈斜列分布的斷層組合形式； 7、疊瓦狀構(gòu)造一系列平行排列的逆斷層組合，其下部往往收斂成一主干大斷層，各斷層上盤巖塊依次逆沖，在剖面上似瓦片狀疊伏； 疊瓦狀構(gòu)造剖面 疊瓦狀構(gòu)造中各逆斷層發(fā)育時(shí)間有先后，后發(fā)育的逆斷層總是沿著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向。 若掩覆于先發(fā)育的逆斷層的下盤，則稱之為前列式或背馱式； 若掩覆于先發(fā)育的逆斷層的上盤，則稱之為后列式或疊掩式。 前列式疊瓦狀構(gòu)造后發(fā)育的逆斷層掩覆于先發(fā)育的逆斷層的下盤； 后列式疊瓦狀構(gòu)造后發(fā)育的逆斷層掩覆于先發(fā)育的逆斷層的上盤； 前列式疊瓦狀構(gòu)造后列式疊瓦狀構(gòu)造： 雙重構(gòu)造疊瓦構(gòu)造的頂板和底板均存在著更大沖斷層的一種逆斷層構(gòu)造組

9、合形式。第四節(jié) 斷層的標(biāo)志及觀察研究斷層的標(biāo)志及觀察研究一、斷層的識別（一）地貌標(biāo)志 1、斷層崖 2、斷層三角面 3、山脊錯(cuò)斷 4、橫節(jié)山嶺走向的平原與山嶺的接觸帶圖3-31、32 5、串珠狀湖泊洼地 6、泉水的帶狀分布 7、水系急劇轉(zhuǎn)向，河谷被切（二）構(gòu)造標(biāo)志 1、構(gòu)造線和地質(zhì)體不連續(xù)； 2、地層的重復(fù)或缺失；（ 六種情況）3、地層產(chǎn)狀突然改變；4、擦痕和階步、反階步； 5、牽引構(gòu)造斷層滑動(dòng)時(shí)其附近巖層受阻產(chǎn)生拖曳而發(fā)生彎曲，彎曲突出方向示本盤相對動(dòng)向 6、反牽引構(gòu)造這類正斷層傾角向下變緩，若此時(shí)巖層塑性小，則生成反向斷層； 7、構(gòu)造透鏡體斷層帶中發(fā)育的呈一定方向排列、規(guī)模不等的透鏡狀巖塊；

10、8、斷層巖 斷裂帶中因斷層動(dòng)力作用被搓碎，研磨而形成的巖石，有時(shí)有重結(jié)晶現(xiàn)象，具明顯定向性。 斷層角礫巖角礫結(jié)構(gòu)，略有磨圓的斷層磨礫巖； 碎裂巖碾搓，研磨得更細(xì)的斷層巖，顯微鏡下可見其顆粒細(xì)??； 構(gòu)造片巖斷層帶內(nèi)巖石顯著重結(jié)晶，并具片狀構(gòu)造的斷層巖。（三）地球物理標(biāo)志 不同巖石的密度、磁化率、電阻率、重力、波導(dǎo)率等都不盡相同，因此，利用上述地球物理資料，可認(rèn)識判斷斷層的存在與否及其變化。二、斷層效應(yīng) 即斷層發(fā)生后，地層位移在平面、剖面上的各種表現(xiàn)。三、斷層活動(dòng)時(shí)代的確定 斷層形成于切割的所有地層中最新地層之后； 若上覆有新地層，則在其之前形成； 若無上覆地層，則據(jù)巖體穿插等關(guān)系，結(jié)合同位素年齡

11、測定來確定時(shí)代。第五節(jié) 區(qū)域性大型斷裂區(qū)域性大型斷裂 區(qū)域性斷裂規(guī)模巨大，延伸也遠(yuǎn)，下可及硅鎂層，甚至達(dá)巖石圈，亦稱深大斷裂長期繼承性發(fā)展，空間延伸極長，切割較深。一、區(qū)域性斷裂特點(diǎn) 1、常以一條以上主干斷裂和若干次級 斷裂組成，具一定寬度，形成斷裂帶；2、深斷裂活動(dòng)改變地下深部的溫壓狀態(tài)，促使巖漿活動(dòng)。酸性、中酸性巖漿活動(dòng)帶，斷裂切割較淺；基性、超基性巖漿活動(dòng)帶切割較深； 3、深斷裂帶是地球物理異常帶； 4、深斷裂帶是現(xiàn)代火山和地震帶，從受其控制的地震之源的深度和分布上，可推斷斷裂的深度和產(chǎn)狀（如太平洋西岸日本海東北） 5、深斷裂兩側(cè)巖相和厚度不同。近年來，隨著對深大斷裂的研究的深入，發(fā)現(xiàn)很

12、多深大斷裂在地表部分表現(xiàn)傾角較陡，而向深部則趨平緩，形成層圈式折離滑動(dòng)，總體呈上陡下緩的犁式。二、根據(jù)深大斷裂特征、性質(zhì)，有如下幾種：1、裂谷 裂谷一詞是格雷戈里(J.W.Gregory)1894年研究東非裂谷時(shí)提出，裂谷屬區(qū)域性大型地塹系，依裂谷發(fā)育區(qū)域構(gòu)造部位分： 大洋裂谷大西洋中脊裂谷 大陸裂谷東非裂谷 陸間裂谷紅海亞丁灣、萊茵裂谷、 汾渭裂谷、貝加爾裂谷裂谷特征： 由一系列正斷層為主的地塹、半地塹組成的復(fù)雜的地塹系，通常位于區(qū)域性隆起的軸部 裂谷中常常沉積一套粗碎屑巖，火山熔巖等 裂谷帶是地震帶和火山帶 裂谷帶表現(xiàn)為重力異常和磁異常2、生長斷層（同沉積斷層）主要發(fā)育于盆地邊緣，盆地不斷沉降，且同時(shí)接受沉積；特征：1、規(guī)模較大之正斷層；2、下降盤地層厚度大于上升盤，兩者之比為生長指數(shù)；3、上盤常呈反牽引構(gòu)造； 4、發(fā)育歷史較長； 3、走向滑動(dòng)斷層 平行于斷裂帶走向發(fā)生相對滑動(dòng)的大型平移斷層： 主要特征： 1、直線延伸，斷面直立，有次級斷裂發(fā)育； 2、常派生雁行斷層或褶皺； 3、兩側(cè)地層被錯(cuò)斷； 4、斷裂