構(gòu)造地質(zhì)學(xué)：第六章 斷層

1、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)斷 層第六章 斷 層一、 斷層要素和位移二、 斷層分類三、 斷層類型四、 斷層效應(yīng)五、 斷層形成機(jī)制六、 斷層觀察與研究七、 韌性剪切帶第六章 斷 層 斷層是巖石圈中順破裂面發(fā)生明顯位移的一種斷裂構(gòu)造，斷層在自然界里發(fā)育廣泛，是巖石圈中最重要的地質(zhì)構(gòu)造類型。斷層的研究具有重要的理論意義和實(shí)際意義。 斷層和節(jié)理同屬斷裂構(gòu)造，斷層往往是由節(jié)理發(fā)展而成。 斷層和節(jié)理就其力學(xué)成因而言，兩者不存在本質(zhì)差別。 第六章 斷 層 巖石圈在縱(深)向上層次性，構(gòu)造變形也具有受控于縱向?qū)哟?，斷裂在不同深度也顯示出不同的破壞行為即淺層次形成脆性斷層(即通常稱的斷層)；較深層次形成韌性斷層(即通常稱的韌性剪

2、切帶)。（一 ） 斷層(幾何)要素 斷層面 斷層是一種面狀構(gòu)造，斷層面是一個(gè)將巖塊或巖層斷開順著滑動(dòng)的破裂面。因此斷層的空間位置由其走向、傾向和傾角來加以確定。 斷層面往往不是一個(gè)簡單平直的面，而是在走向、傾向甚至傾角都會(huì)發(fā)生變化的曲面，或者是一系列斷裂面和次級(jí)破裂面組成的(斷層)帶。 斷層線是斷層面與地面的交線斷層在地表的出露線。第一 節(jié) 斷層要素和位移斷盤 斷層面兩側(cè)沿?cái)鄬用姘l(fā)生位移的巖塊。1.下盤；2.上盤；3.斷層面斷層面傾斜情況下：上盤 斷層面上側(cè)的斷塊下盤 斷層面下側(cè)的斷塊斷層兩盤相對(duì)滑動(dòng)情況下：上升盤 相對(duì)上升的斷塊下降盤 相對(duì)下降的斷塊第一 節(jié) 斷層要素和位移（二） 位 移 斷

3、層相鄰盤運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的空間位置距離。斷盤的運(yùn)動(dòng)有兩種類型: 直移(線)運(yùn)動(dòng) 斷層運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線；兩斷盤上未錯(cuò)動(dòng)前的平行直線，運(yùn)動(dòng)后仍然平行； 旋轉(zhuǎn)(曲線)運(yùn)動(dòng) 斷層運(yùn)動(dòng)軌跡為一條曲線；兩斷盤上未錯(cuò)動(dòng)前的平行直線，運(yùn)動(dòng)后不再平行； 斷層位移有一定的方向和大小，理論上是可測量的，斷層位移大小(量值) 即滑距和斷距。第一 節(jié) 斷層要素和位移1. 滑距 斷層兩盤實(shí)際的運(yùn)動(dòng)距離，錯(cuò)動(dòng)后兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的真實(shí)位移量總滑距(ab)。 總滑距在斷層面走向線上的分量稱為走向滑距(ac)；走向滑距與總滑距之間的銳夾角(cab)為總滑距的側(cè)伏角。 總滑距在斷層面傾斜線上的水平分量稱為傾斜滑距(cd)。 總滑距在水平

4、面上的投影稱為水平滑距(am)。第一 節(jié) 斷層要素和位移1. 滑距 第一 節(jié) 斷層要素和位移2. 斷距 被錯(cuò)斷巖層在兩盤對(duì)應(yīng)(標(biāo)志)層之間的相對(duì)距離斷距。在垂直巖層走向和垂直斷層走向的剖面上各種斷距是不同的。 垂直巖層走向剖面上 地層斷距斷層兩盤上對(duì)應(yīng)層的垂直距離(ho)。 鉛直地層斷距斷層兩盤上對(duì)應(yīng)層的鉛直距離(hg)。 水平(地層)斷距斷層兩盤上對(duì)應(yīng)層的水平距離(hf)。第一 節(jié) 斷層要素和位移2. 斷距第一 節(jié) 斷層要素和位移 垂直斷層走向剖面上 視地層斷距斷層兩盤上對(duì)應(yīng)層的垂直距離(ho )。 視鉛值地層斷距斷層兩盤上對(duì)應(yīng)層的鉛直距離(h g )。 視水平(地層)斷距斷層兩盤上對(duì)應(yīng)層的

5、垂直距離(h f )。第一 節(jié) 斷層要素和位移（一） 斷層與有關(guān)構(gòu)造的幾何關(guān)系分類1. 斷層走向與褶皺軸向或區(qū)域構(gòu)造線之間的幾何關(guān)系分類縱斷層斷層走向與褶皺軸向或區(qū)域構(gòu)造線基本一致（ F1 ）橫斷層斷層走向與褶皺軸向或區(qū)域構(gòu)造線基本直交(F2)斜斷層斷層走向與褶皺軸向或區(qū)域構(gòu)造線斜交（ F3 ）第二節(jié) 斷層分類2. 斷層走向與所切割巖層走向的方位關(guān)系分類 走向斷層斷層走向與巖層走向基本一致 傾向斷層斷層走向與巖層走向基本直交(垂直) 斜向斷層斷層走向與巖層走向斜交 順層斷層斷層面與巖層層理的原生地質(zhì)界面基 本一致(斷層走向、傾向與巖層走向、 傾向基本一致)。第二節(jié) 斷層分類（二） 斷層兩盤相對(duì)

6、運(yùn)動(dòng)分類1. 正斷層2. 逆斷層3. 平移斷層4. 正平移斷層平移正斷層5. 逆平移斷層平移逆斷層6. 樞紐斷層第二節(jié) 斷層分類正斷層上盤相對(duì)下盤向下滑動(dòng)的斷層上盤下降下盤上升1. 正斷層2. 逆斷層3. 平移斷層4. 正平移斷層平移正斷層5. 逆平移斷層平移逆斷層6. 樞紐斷層（二） 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類第二節(jié) 斷層分類逆斷層斷層上盤相對(duì)下盤向上滑動(dòng)的斷層。逆掩斷層指斷層傾角45的逆斷層。上盤上升下盤下降1. 正斷層2. 逆斷層3. 平移斷層4. 正平移斷層平移正斷層5. 逆平移斷層平移逆斷層6. 樞紐斷層（二） 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類第二節(jié) 斷層分類平移斷層斷層兩盤順斷層面走向相對(duì)滑動(dòng)的斷層

7、； 規(guī)模巨大的平移斷層稱為走向滑動(dòng)斷層。水平錯(cuò)動(dòng)1. 正斷層2. 逆斷層3. 平移斷層4. 正平移斷層平移正斷層5. 逆平移斷層平移逆斷層6. 樞紐斷層（二） 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類第二節(jié) 斷層分類上盤斜向下降 正平移斷層和平移正斷層屬斜向(滑動(dòng))斷層 斷層兩盤既不順斷層走向方向也不順傾向方向滑動(dòng)的斷層，位移與走向和傾向斜交。因此，總位移在走向和傾向上有兩個(gè)分量。當(dāng)平移分量下降分量稱為正平移斷層；當(dāng)水平分量下降分量稱為平移正斷層。1. 正斷層2. 逆斷層3. 平移斷層4. 正平移斷層平移正斷層5. 逆平移斷層平移逆斷層6. 樞紐斷層（二） 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類第二節(jié) 斷層分類上盤斜向上升逆平移斷

8、層和平移逆斷層也屬斜向(滑動(dòng))斷層 斷層兩盤既不順斷層走向方向也不順傾向方向滑動(dòng)的斷層，位移與走向和傾向斜交。因此，總位移在走向和傾向上有兩個(gè)分量。當(dāng)平移分量上升分量稱為逆平移斷層；當(dāng)水平分量上升分量稱為平移逆斷層。 在自然界，斷層運(yùn)動(dòng)不總是平行斷層走向或傾向的，而斜向運(yùn)動(dòng)的斷層更為普遍。因此人們規(guī)定：正(逆)斷層斷層滑動(dòng)線的側(cè)伏角80的斷層；即傾向位移量大大的水平位移量。正(逆)平移斷層斷層滑動(dòng)線的側(cè)伏角45(10 45)的斷層；即水平位移量傾向位移量。第二節(jié) 斷層分類第二節(jié) 斷層分類 平移正(逆)斷層斷層滑動(dòng)線的側(cè)伏角45(45 80 )的斷層；即水平位移量傾向位移量 平移斷層斷層滑動(dòng)線的

9、側(cè)伏角10的斷層；即水平位移量大大的傾向位移量。1. 正斷層2. 逆斷層3. 平移斷層4. 正平移斷層平移正斷層5. 逆平移斷層平移逆斷層6. 樞紐斷層（二） 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類第二節(jié) 斷層分類樞紐斷層 以斷層面上任意一點(diǎn)為中心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(位移)的斷層。該類型斷層的特點(diǎn)是：斷盤上任意點(diǎn)的位移量均是不同的與旋轉(zhuǎn)中心距離呈正比。當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心(軸)位于斷層一端(消失點(diǎn))時(shí)，表現(xiàn)為橫過斷層走向的各個(gè)剖面的位移量不等；當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心(軸)位于斷層中心時(shí)，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)中心(軸)兩側(cè)的相對(duì)位移不同一側(cè)為上盤上升、一側(cè)上盤下降。第二節(jié) 斷層分類（一） 正斷層1. 一般特點(diǎn) 在自然界，斷層傾角較大，普遍45(60 7

10、0為主). 正斷層只有一維運(yùn)動(dòng)標(biāo)量，在垂直斷層面方向上和走向方向上沒有位移量；但在水平面上，有二維運(yùn)動(dòng)標(biāo)量， 即在垂直地面方向上和水平面方向上有位移，但走向方向上沒有位移量。第三節(jié) 斷層各論(類型)2. 正斷層組合型式階梯狀斷層(組合型式) 由若干條產(chǎn)狀基本一致的正斷層組成，各條斷層的上盤依次向同一方向呈整體均勻下降(或抬升)，構(gòu)成階梯狀。第三節(jié) 斷層各論(類型)掀斜式階梯狀斷層(箕狀構(gòu)造) 由若干條產(chǎn)狀基本一致的正斷層組成，各條斷層的上盤依次向同一方向呈整體不均勻翹曲，構(gòu)成掀斜階梯狀。規(guī)模大者控制斷陷盆地沉積，地貌上表現(xiàn)為單面山與山谷相間景觀。第三節(jié) 斷層各論(類型)地塹 由兩條走向基本一致

11、的相向傾斜的正斷層組成，兩條斷層之間為共同下降盤之組合。也可以是由兩條走向基本一致的相向傾斜的階梯狀斷層組成。地塹第三節(jié) 斷層各論(類型)地壘 由兩條走向基本一致的反向傾斜的正斷層組成，兩條斷層之間為共同上升盤之組合。也可以是由兩條走向基本一致的反向傾斜的階梯狀斷層組成。地壘組合與地塹組合正好相反。地壘第三節(jié) 斷層各論(類型)盆嶺構(gòu)造 盆嶺構(gòu)造一詞源自美國西部科迪勒拉山系的盆嶺區(qū)，指由不對(duì)稱的縱列單面山、山嶺及其間列的盆地組成的構(gòu)造地貌單元。它是在區(qū)域伸展作用下形成的地塹、地壘、掀斜式階梯狀斷層控制下發(fā)育的構(gòu)造地貌型式。屬大特大型正斷層組合型式。第三節(jié) 斷層各論(類型)裂谷 裂谷構(gòu)造是區(qū)域伸展

12、隆起背景下形成的狹長斷陷、切割深、發(fā)育演化期長的大特大型正斷層地塹組合型式。它是全球板塊構(gòu)造的一種類型。裂谷有如下的一些主要特征：(1) 由一系列正斷層為主的地塹、半地塹組成的復(fù)雜地塹系，表現(xiàn)為斷陷谷、斷陷盆地等構(gòu)造地貌；(2) 內(nèi)部沉積一套巨厚的包括磨拉石之類的碎屑巖，常伴有蒸發(fā)巖和火山熔巖、火山碎屑巖沉積；(3) 淺源地震帶和火山帶，巨大的負(fù)布格重力異常和負(fù)磁異常帶；(4) 兩類巖漿巖組合：大陸溢流玄武巖，雙峰系列火山巖。東非裂谷第三節(jié) 斷層各論(類型) 環(huán)狀斷層構(gòu)造是由若干條弧形、半環(huán)狀斷層圍繞一個(gè)中心成同心圓狀排列之組合。 放射狀斷層構(gòu)造是由若干條斷層自一個(gè)中心向外成輻射狀排列之組合。

13、這種構(gòu)造組合型式形成是隆拱作用引起的平面引張之結(jié)果，規(guī)模一般不大，以小型為主。環(huán)狀斷層放射狀斷層第三節(jié) 斷層各論(類型)斜列型 (雁列式)斷層 斜列型斷層構(gòu)造是由若干條彼此平行的正斷層呈斜向錯(cuò)列之組合。單條斷層與斜列式斷層帶(串連線)走向呈30 45斜交。 這種構(gòu)造組合型式形成是區(qū)域扭動(dòng)(剪切)作用之結(jié)果，規(guī)模中等，常?？刂菩⌒蛿嘞菖璧?。第三節(jié) 斷層各論(類型)塊斷型 斷層 塊斷型斷層構(gòu)造是由兩組方向不同的大中型正斷層呈相互切割構(gòu)成方格狀或菱形斷塊之組合。這種構(gòu)造組合型式規(guī)模大，常?？刂拼笮蛿嘞菖璧?。第三節(jié) 斷層各論(類型)3. 正斷層形成地質(zhì)背景 正斷層發(fā)育在各種不同的地質(zhì)環(huán)境中： 在構(gòu)造變

14、動(dòng)強(qiáng)烈的擠壓構(gòu)造帶，正斷層一般不發(fā)育、不占主導(dǎo)地位，一般作為擠壓構(gòu)造的伴生或派生構(gòu)造。 但在構(gòu)造伸展區(qū)(如地臺(tái)、地臺(tái)活化區(qū))，正斷層及其組合占主導(dǎo)地位。第三節(jié) 斷層各論(類型)（二） 逆斷層1. 一般特點(diǎn) 逆斷層是自然界中最常見的構(gòu)造型式，規(guī)模從小型到大特大型普遍發(fā)育。根據(jù)斷層傾角大小，劃分為高角度逆斷層(45)和低角度逆斷層(45)。 逆斷層是斷層上盤相對(duì)下盤沿?cái)鄬用嫦蛏匣瑒?dòng)的斷層。第三節(jié) 斷層各論(類型) 逆沖斷層是低角度逆斷層中的一種，斷層傾角更小(30) 。 推覆構(gòu)造：傾角十分低緩，推移距離在數(shù)公里（通常為5km）以上的大的逆沖斷層稱為推覆構(gòu)造或逆沖推覆構(gòu)造 斷層上盤是遠(yuǎn)處推移而來的稱

15、為外來巖塊(體)、推覆體或逆沖巖席；斷層下盤意味著相對(duì)未動(dòng)稱為原地巖塊(體)。第三節(jié) 斷層各論(類型) 當(dāng)斷層上盤的外來巖塊或逆沖巖席遭受強(qiáng)烈侵蝕切割，將外來巖塊剝蝕掉而露出下伏原地巖塊時(shí)，表現(xiàn)為： 一大片外來巖塊中露出一小片由斷層圈閉的原地巖塊構(gòu)造窗； 一大片被強(qiáng)烈剝蝕出來的原地巖塊中殘留一小片由斷層圈閉的外來巖塊飛來峰第三節(jié) 斷層各論(類型)2. 逆斷層組合型式疊瓦式逆沖斷層 由若干條產(chǎn)狀基本一致的逆沖斷層組成，各條斷層的上盤依次向同一方向向上逆沖，平面上構(gòu)成疊瓦式(狀)。第三節(jié) 斷層各論(類型)疊瓦式逆沖斷層 疊瓦狀構(gòu)造常常表現(xiàn)為前(上)陡后(下)緩，各條斷層向下常匯集成一條主斷層。第三

16、節(jié) 斷層各論(類型)對(duì)沖式逆沖斷層 由兩條傾向相背傾斜、相對(duì)逆沖的逆掩斷層組成，兩條斷層有一共同的下(降)盤。 小型的對(duì)沖式斷層常與背斜伴生；而大型對(duì)沖式斷層常控制斷陷(前陸)盆地邊界。第三節(jié) 斷層各論(類型)背沖式逆沖斷層 由兩條傾向相向傾斜、相背(反)逆沖的逆掩斷層組成，兩條斷層有一共同的上(升)盤。 對(duì)沖式斷層常與復(fù)背斜伴生，分別發(fā)育在背斜兩翼，總體構(gòu)成扇型。第三節(jié) 斷層各論(類型) 楔沖式斷層 這類斷層組合有點(diǎn)類似疊瓦式構(gòu)造，所不同在于斷層傾角較陡，斷層之間的斷片呈楔形體而故名。它的發(fā)育與基底大斷層活動(dòng)有關(guān)。第三節(jié) 斷層各論(類型) 3. 逆沖推覆構(gòu)造 逆沖推覆構(gòu)造指由逆沖斷層及其上盤

17、推覆體或逆沖巖席組合而成的大型巨大型構(gòu)造（水平位移量達(dá)5km以上。）這類構(gòu)造廣泛產(chǎn)于各種造山帶和前陸，對(duì)油氣賦存有著密切的關(guān)系，因而成為近年地學(xué)理論和實(shí)際研究領(lǐng)域中的一大熱點(diǎn)。并取得較大的進(jìn)展。第三節(jié) 斷層各論(類型)(1)逆沖推覆構(gòu)造的幾何結(jié)構(gòu) 臺(tái)階式結(jié)構(gòu) 逆沖斷層面呈長而平的斷坪(Flat)與連接其間的短而陡的斷坡(Rmp)交替構(gòu)成臺(tái)階狀。 斷坪順層：發(fā)育在軟弱中或巖性差異顯著的界面上； 斷坡切層：發(fā)育在較堅(jiān)硬的巖層中。第三節(jié) 斷層各論(類型) 雙重逆沖構(gòu)造 由頂板逆沖斷層與底板逆沖斷層及夾于其中的一套疊瓦式逆沖斷層和斷層夾塊(片)組合而成的構(gòu)造。 第三節(jié) 斷層各論(類型)雙重逆沖構(gòu)造 特

18、點(diǎn)： 是雙重逆沖構(gòu)造中的各次級(jí)疊瓦狀逆沖斷層向上相互趨近并且相互連接共同構(gòu)成頂板逆沖斷層；各次級(jí)疊瓦狀逆沖斷層向下也相互趨近并且相互連接共同構(gòu)成底板逆沖斷層； 由次級(jí)逆沖斷層圍限的巖塊稱為斷夾塊(Horse)。如果疊瓦狀逆沖斷層向上沒有連接成頂板逆沖斷層，這種疊瓦狀逆沖斷層稱為疊瓦扇。第三節(jié) 斷層各論(類型)反沖斷層(Backthrust) 在逆沖斷層系中出現(xiàn)的與總體逆沖方向相反的逆沖斷層。 反沖斷層主要出現(xiàn)在逆沖斷層系的前鋒部位和斷坡后側(cè)，是因逆沖滑動(dòng)中受斷坡或鋒緣前側(cè)阻抗而發(fā)生反沖作用形成。第三節(jié) 斷層各論(類型)(2)逆沖推覆構(gòu)造的擴(kuò)展 前展式或背馱式(Piggyback pro-pag

19、ation)自腹陸向前陸擴(kuò)展。每一新產(chǎn)生的逆沖斷層發(fā)育在已經(jīng)存在逆沖斷層之下，各逆沖巖席向逆沖方向(前陸)擴(kuò)展，并增生在前進(jìn)中的逆沖巖席的前鋒。第三節(jié) 斷層各論(類型)后展式或上疊式(Overstep prop-agation)自前陸向腹陸擴(kuò)展。每一新產(chǎn)生的逆沖斷層發(fā)育在已經(jīng)存在逆沖斷層上面，各逆沖巖席向逆沖來源方向(腹陸)擴(kuò)展，并增生在前進(jìn)中的逆沖巖席的后緣。 第三節(jié) 斷層各論(類型)(3)逆沖作用與褶皺作用 逆沖推覆構(gòu)造總有褶皺伴生，褶皺變形強(qiáng)烈而復(fù)雜，兩者在幾何學(xué)上具有相關(guān)性，在成因上具有統(tǒng)一性。逆沖推覆引起褶皺的觀點(diǎn)是20世紀(jì)70年代以來構(gòu)造地質(zhì)研究的重要進(jìn)展和認(rèn)識(shí)。 在逆沖巖席推移過

20、程中，從一個(gè)低層位斷坪經(jīng)斷坡爬升到高層位時(shí)，會(huì)在斷坡上形成以背斜為主的褶皺。這種背斜一般不對(duì)稱(逆沖方向的一翼前翼陡、后翼緩)；且多數(shù)無根(發(fā)育在逆沖巖席中，消失于逆沖斷層面之上)。 根據(jù)逆沖推覆構(gòu)造帶中褶皺與斷層關(guān)系，將褶皺作用分為三類：斷彎褶皺作用、斷展褶皺作用、斷滑褶皺作用第三節(jié) 斷層各論(類型)斷彎褶皺作用(Fault-bend folding)逆沖巖席在爬升過程中形成的褶皺作用。褶皺作用與斷坡密切相關(guān)，褶皺發(fā)生在斷坡形成之后。第三節(jié) 斷層各論(類型)斷展褶皺作用(Fault-propagation folding)逆沖巖席在開始爬升過程中引起的褶皺作用。褶皺形成于逆沖斷層的終端，褶皺

21、發(fā)生與斷坡形成同時(shí)第三節(jié) 斷層各論(類型)斷滑褶皺作用(Detachment folding)逆沖巖席在順層滑動(dòng)過程中引起的褶皺作用。與斷坡無關(guān)，褶皺也形成于逆沖斷層的終端。第三節(jié) 斷層各論(類型) （三） 平移斷層 一般特點(diǎn) 平移斷層傾角較陡，普遍60(70 80為主)； 平移斷層是斷層兩盤相對(duì)沿?cái)鄬用嫜厮椒较蚧瑒?dòng)的斷層。 根據(jù)兩盤的相對(duì)滑動(dòng)方向，可進(jìn)一步命名為： 右行(右旋、順扭)平移斷層垂直斷層走向觀察，對(duì)盤向右方滑動(dòng)； 左行(左旋、反扭)平移斷層垂直斷層走向觀察，對(duì)盤向左方滑動(dòng)；第三節(jié) 斷層各論(類型)自然界平移斷層發(fā)育可以分為兩類： 一類是與褶皺、大逆掩斷層等構(gòu)造相伴生的平移斷層，

22、這類平移斷層規(guī)模不大。屬于褶皺或逆掩斷層的統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場控制下的配套成分，故平移斷層與構(gòu)造線(褶皺軸、逆掩斷層線)斜交。 另一類是區(qū)域性平移斷層(常稱為走向滑動(dòng)斷層)。它是某一地區(qū)的主干控制性構(gòu)造，故其規(guī)模巨大。形成與區(qū)域性剪切構(gòu)造應(yīng)力場。第三節(jié) 斷層各論(類型)2. 與平移斷層作用有關(guān)的一些現(xiàn)象 走滑拉分現(xiàn)象 ：在平移斷層活動(dòng)中，斷層走向的局部彎轉(zhuǎn)，次級(jí)斷層的切割，在斷塊的一端引起巖塊的拉開、陷落形成盆地、拗陷；在另一端引起重疊、擠壓形成褶皺或逆沖斷層。第三節(jié) 斷層各論(類型) 平移斷層的派生構(gòu)造旁側(cè)或間夾派生斜列構(gòu)造 產(chǎn)出于一條平移斷層一側(cè)或兩條平移斷層之間的巖層中，不穿越主干平移斷層。派

23、生構(gòu)造多為褶皺。第三節(jié) 斷層各論(類型)隱伏平移斷層上覆層斜列構(gòu)造 平移斷層并未出露地表，下伏平移斷層的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致上伏巖層形成一系列派生構(gòu)造。派生構(gòu)造以褶皺為主，但常伴生橫切派生褶皺的派生高角度正斷層或張節(jié)理。第三節(jié) 斷層各論(類型)（四） 順層斷層 順層斷層是順層面、不整合面等先存面滑動(dòng)形成的斷層。由于斷層面與原生面基本一致，巖層的切層、重復(fù)和缺失難以查明，因而很容易被忽視。這類斷層有滑距(甚至很大)、但基本沒有斷距。順層斷層主要見于：褶皺翼部層間滑動(dòng)面發(fā)展而成；基底與蓋層褶皺之間；逆掩斷層的斷坪部位；重力滑覆構(gòu)造。第三節(jié) 斷層各論(類型)（五）斷層形成的區(qū)域背景第三節(jié) 斷層各論(類型)

24、廣義的斷層效應(yīng)是指斷層作用引起的各種現(xiàn)象。狹義的斷層效應(yīng)是指單斜巖層中斷層引起地層關(guān)系的變化和巖層的平面視錯(cuò)動(dòng)。 一條斷層其真實(shí)的位移應(yīng)是三維(立體)的，因此在任一面(平面、剖面)上的位移都僅是真實(shí)位移在這個(gè)面上的分量，就會(huì)產(chǎn)生位移的錯(cuò)覺，產(chǎn)生這些錯(cuò)覺的原因在于未能從三維(立體)上全面分析兩盤的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。第四節(jié) 斷層效應(yīng)第四節(jié) 斷層效應(yīng) 斷層切割地層或其它面(板)狀地質(zhì)體，兩者有不同空間幾何關(guān)系，所產(chǎn)生的幾何效應(yīng)也不同，以下我們從幾個(gè)不同方面對(duì)這個(gè)問題加以討論:1. 斷層走向與巖層走向一致；(走向斷層效應(yīng))2. 斷層走向與巖層走向斜交或直交。(傾向斷層效應(yīng))（一） 走向斷層效應(yīng) 走向斷層錯(cuò)切巖

25、層后的效應(yīng)主要表現(xiàn)在造成兩盤斷層的缺失和重復(fù)。缺失是指一套順序排列的地層中的一層或數(shù)層在夷平地面上或剖面上斷失的現(xiàn)象；重復(fù)是指一套順序排列的地層中的一層或數(shù)層在夷平地面上或剖面上重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。斷層性質(zhì)的不同、斷層與巖層傾斜關(guān)系、傾角大小決定了地層的重復(fù)和缺失(效應(yīng))。第四節(jié) 斷層效應(yīng) 1. 走向正斷層效應(yīng)（1） 地層重復(fù)斷層與地層傾向相反。（2） 地層缺失斷層與巖層傾向相同、斷層傾角巖層傾角。（3） 地層重復(fù)斷層與巖層傾向相同、斷層傾角巖層傾角。（3） 地層缺失斷層與巖層傾向相同、斷層傾角巖層傾角。第四節(jié) 斷層效應(yīng)（二） 傾向斷層效應(yīng) 1. 傾向平移斷層效應(yīng) 平面上任表現(xiàn)為平錯(cuò)；在剖面上順巖

26、層傾向滑動(dòng)的斷盤表現(xiàn)為上升盤究竟是“正斷層”或“逆斷層”視斷層傾向而定。第四節(jié) 斷層效應(yīng)2. 傾向正(逆)斷層效應(yīng) 剖面上表現(xiàn)為正(逆)錯(cuò)動(dòng)；平面上表現(xiàn)上升盤面狀地質(zhì)體界線向傾向方向錯(cuò)(移)動(dòng)效應(yīng)。第四節(jié) 斷層效應(yīng)3. 傾向平移正(逆)斷層或傾向正(逆) 平移斷層效應(yīng) 當(dāng)傾向斷層的上盤在斷層面上斜向滑動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)三種效應(yīng)： （1） 滑移線與巖層在斷面上的跡線平行，平面和剖面上巖層好像無位移； （2） 滑移線位于巖層在斷層面上跡線的下側(cè)，平面上表現(xiàn)為平移錯(cuò)動(dòng)；剖面上正平移平移正斷層表現(xiàn)為正斷層效應(yīng)；逆平移平移逆斷層表現(xiàn)為逆斷層效應(yīng)； （3）滑移線位于巖層在斷層面上跡線的上側(cè)，平面上仍表現(xiàn)為平移錯(cuò)動(dòng)

27、；但剖面上正平移平移正斷層表現(xiàn)為逆斷層效應(yīng)、逆平移平移逆斷層表現(xiàn)為正斷層效應(yīng)第四節(jié) 斷層效應(yīng)4. 橫斷層錯(cuò)斷褶皺效應(yīng) 當(dāng)褶皺被橫斷層切斷后，平面上表現(xiàn)為斷層兩盤中褶皺核部寬度變化和褶皺軸跡的錯(cuò)移之效應(yīng)。 當(dāng)橫斷層以平移斷層性質(zhì)錯(cuò)斷褶皺時(shí)，褶皺核部寬度不產(chǎn)生變化。褶皺軸跡錯(cuò)移，錯(cuò)移距離平移量。第四節(jié) 斷層效應(yīng) 當(dāng)橫斷層以正(逆)斷層性質(zhì)錯(cuò)斷褶皺時(shí)，褶皺核部寬度產(chǎn)生變化。 錯(cuò)斷正常背斜上升盤核部變寬；下降盤變窄。 錯(cuò)斷正常向斜上升盤核部變窄；下降盤變寬。 褶皺軸跡錯(cuò)移，錯(cuò)移距離平移量，上升盤褶皺軸跡向軸面傾向方向移動(dòng)。第四節(jié) 斷層效應(yīng) 斷層形成從表面來看是一種地質(zhì)現(xiàn)象，而其本質(zhì)上應(yīng)屬力學(xué)現(xiàn)象（即物

28、體破裂問題），但它又是一個(gè)遠(yuǎn)比一般的力學(xué)問題要復(fù)雜得多課題 。涉及破裂的發(fā)生和斷層的形成、斷層作用與應(yīng)力狀態(tài)、巖石力學(xué)性質(zhì)，以及斷層作用與斷層形成環(huán)境的物理狀態(tài)等等。 斷層形成過程 當(dāng)巖石受力超過其強(qiáng)度極限(即應(yīng)力差超過巖石抗壓、抗張或抗剪強(qiáng)度)時(shí)，巖石便開始破裂。破裂之初出現(xiàn)微(張)裂隙、微裂隙逐漸發(fā)展、相互聯(lián)合串連成為一條明顯的破裂面，在剪切應(yīng)力作用下產(chǎn)生相對(duì)的滑動(dòng)而形成斷層，隨著應(yīng)力釋放或應(yīng)力差趨向于零，一次斷層作用即告終止。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制（一）斷層形成的應(yīng)力狀態(tài)(安德森模式) 根據(jù)自然界絕大多斷層存在相互滑動(dòng)這一特點(diǎn)，斷層面應(yīng)屬剪切面，它是巖石(塊)受力超過其抗剪強(qiáng)度，沿最大剪應(yīng)

29、力作用面產(chǎn)生破裂。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制1.正斷層應(yīng)力狀態(tài) 最大主應(yīng)力(1)直立，中間主應(yīng)力(2)和最小主應(yīng)力(3)水平， 2與斷層走向一致。斷層沿最大剪切面發(fā)育。斷層(剪切面)滑動(dòng)方向?yàn)樯媳P順斷層傾向向下滑動(dòng)。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制2.逆斷層應(yīng)力狀態(tài) 最小主應(yīng)力(3)直立，中間主應(yīng)力(2)和最大主應(yīng)力(1)水平， 2與斷層走向一致。斷層沿最大剪切面發(fā)育。斷層(剪切面)滑動(dòng)方向?yàn)樯媳P順斷層傾向向上滑動(dòng)。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制3.平移斷層應(yīng)力狀態(tài) 中間主應(yīng)力(2)直立，最大主應(yīng)力(1)和最小主應(yīng)力(3)水平， 2與斷層走向垂直。斷層沿最大剪切面發(fā)育。斷層(剪切面)滑動(dòng)方向?yàn)閮杀P順斷層走向水平滑動(dòng)。第五

30、節(jié) 斷層形成機(jī)制（二）斷層形成的應(yīng)力狀態(tài)(哈弗萊模式) 哈弗萊(W.Hafner)以安德森模式為基本依據(jù)，結(jié)合自然界復(fù)雜的地質(zhì)條件來加以考慮斷層作用。根據(jù)地球內(nèi)部可能存在的邊界條件所引起的應(yīng)力條系統(tǒng)，假定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力狀態(tài)并附加以類似實(shí)際構(gòu)造狀況的邊界條件，從而推算各種邊界應(yīng)力場下勢斷層的可能產(chǎn)狀和性質(zhì)。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制 哈弗萊模式的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力狀態(tài)邊界條件： 1. 巖塊表面為地表，無剪應(yīng)力作用，僅受一個(gè)大氣壓的壓力； 2. 巖塊底部的應(yīng)力等于上覆巖塊重量，應(yīng)力方向指向上方； 3. 邊界上無剪應(yīng)力作用。 如果在上述邊界在水平擠壓受力情況下，可能產(chǎn)生兩組共軛的剪切(逆斷層) 且無論在地表還是地下深

31、處，產(chǎn)狀均無變化。對(duì)于水平拉張產(chǎn)生的正斷層和平面剪切產(chǎn)生的平移斷層亦如此。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制 考慮自然界實(shí)際地質(zhì)情況，哈弗萊提出了三種附加應(yīng)力狀態(tài)。假設(shè)三種附加應(yīng)力狀態(tài)的中間應(yīng)力軸(2)水平，共軛剪裂角60，以最大主應(yīng)力分之。第一種附加應(yīng)力狀態(tài)： 水平擠壓力隨深度逐漸增大，且在同一水平面上，兩端擠壓力大小不等。假設(shè)附加水平擠壓力左端大于右端，其附加應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)是一個(gè)非均勻應(yīng)力場（即應(yīng)力場內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力強(qiáng)度各異）。在這種應(yīng)力場中形成的共軛剪切(逆)斷層傾角約30，并在這個(gè)構(gòu)造應(yīng)力場中形成一個(gè)勢斷層分布區(qū)和一個(gè)應(yīng)力不足以產(chǎn)生斷層的穩(wěn)定區(qū)。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制第二種附加應(yīng)力狀態(tài)：水平擠壓力在

32、水平方向上自左向右呈指數(shù)遞減。其附加應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)也是一個(gè)非均勻應(yīng)力場（即應(yīng)力場內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力強(qiáng)度各異）。在這種應(yīng)力場中形成的共軛剪切(逆)斷層傾角一組平緩、而另一組陡峭，平緩一組自地表向下呈反傾。在這個(gè)構(gòu)造應(yīng)力場中形成應(yīng)力不足以產(chǎn)生斷層的穩(wěn)定區(qū)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于個(gè)勢斷層分布區(qū)。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制第三種附加應(yīng)力狀態(tài)：附加力包括：作用在受力巖塊底面上呈正弦曲線狀的垂向力沿受力巖塊底面作用的水平剪切力。其附加應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)也是一個(gè)非均勻應(yīng)力場（即應(yīng)力場內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力強(qiáng)度各異）。在這個(gè)構(gòu)造應(yīng)力場中形成應(yīng)力不足以產(chǎn)生斷層的中央穩(wěn)定區(qū)和邊緣穩(wěn)定區(qū)。在這種應(yīng)力場中形成的共軛剪切(逆)斷層傾角中央部位較陡，

33、兩側(cè)較平緩。第五節(jié) 斷層形成機(jī)制 斷層研究盡管有不同的內(nèi)容、方法和手段，但野外觀測一直是斷層研究的基礎(chǔ)和主要方式。斷層觀測主要內(nèi)容包括：斷層的識(shí)別(確定斷層的存在)、斷層性質(zhì)的確定和斷層形成時(shí)代、活動(dòng)演化等方面。第六節(jié) 斷層觀察和研究（一） 斷層的識(shí)別 1. 地貌標(biāo)志 構(gòu)造地貌是確定斷層存在的重要標(biāo)志，構(gòu)造地貌包括由晚近時(shí)期斷層活動(dòng)直接形成的動(dòng)態(tài)構(gòu)造地貌和地質(zhì)歷史時(shí)期形成的斷層經(jīng)外營力塑造的靜態(tài)構(gòu)造地貌。它們都能清楚地顯示斷層的存在，為觀察和確定斷層提供了重要線索。第六節(jié) 斷層觀察和研究（1） 斷層崖 由于斷層兩盤相對(duì)滑動(dòng)，斷層的上升盤和下降盤之間常常形成陡崖，即所謂的斷層崖。正斷層相對(duì)容易形

34、成，發(fā)育于盆地、平原與山地(脈)之間。滇池?cái)鄬友氯A山斷層崖第六節(jié) 斷層觀察和研究斷層崖第六節(jié) 斷層觀察和研究（2） 斷層三角面 通常是斷層面形成的陡崖受與崖面垂直方向的水流侵蝕切割、形成的沿?cái)鄬幼呦蚍植嫉囊幌盗腥切味秆隆Ｒ舶l(fā)育于盆地、平原與山地(脈)接合部。第六節(jié) 斷層觀察和研究（3）錯(cuò)斷山脊 通常是挽近平移活動(dòng)斷層相對(duì)平移錯(cuò)動(dòng)，造成某一方向的山脊發(fā)生突然的、有規(guī)律的錯(cuò)斷。第六節(jié) 斷層觀察和研究（4）山嶺和平原的突變第六節(jié) 斷層觀察和研究（5） 串珠狀湖泊洼地 由大斷層引起的斷陷或破碎帶形成的湖泊、洼地，在走向上呈線狀、串珠狀分布，單個(gè)湖泊、洼地也具有定向的特點(diǎn)。直線狀洼地第六節(jié) 斷層觀察和

35、研究（6） 帶狀分布的泉水泉水(點(diǎn))呈帶狀、線狀分布也是斷層存在的標(biāo)志之一，溫泉一般是現(xiàn)代活動(dòng)斷層重要證據(jù)。斷裂活動(dòng)形成的竄珠狀泉水第六節(jié) 斷層觀察和研究（7） 錯(cuò)斷的水系、河流斷層的存在常常影響水系的發(fā)育，引起河流的急劇轉(zhuǎn)向、甚至切斷河谷。第六節(jié) 斷層觀察和研究水系異常彎曲第六節(jié) 斷層觀察和研究水系同步彎曲第六節(jié) 斷層觀察和研究2 構(gòu)造標(biāo)志（1） 錯(cuò)斷線狀、面狀地質(zhì)體 先于斷層形成之前的線狀、面狀地質(zhì)體(如地層、礦層、巖脈、侵入接觸面、劈理或相帶界線)被之后斷層切割后，在平面、剖面上突然中斷、錯(cuò)開而不連續(xù)現(xiàn)象。第六節(jié) 斷層觀察和研究（2） 構(gòu)造強(qiáng)化 在一套正常地質(zhì)體中，突然出現(xiàn)諸如產(chǎn)狀的急變

36、、多變、變陡，節(jié)理化、劈理化和片理化密集帶的出現(xiàn)，小褶皺的劇增等現(xiàn)象。 構(gòu)造透鏡體的出現(xiàn)也是斷層引起的構(gòu)造強(qiáng)化的一種表現(xiàn)。包括由節(jié)理遞進(jìn)變形(構(gòu)造強(qiáng)化)形成的平列狀透鏡體和由斷層錯(cuò)動(dòng)形成的雁列狀透鏡體。第六節(jié) 斷層觀察和研究（3） 斷層構(gòu)造巖 斷層帶上的巖石在斷層作用中被搓碎、碾磨，甚至重結(jié)晶、再定向又固結(jié)的巖石。包括兩大系列，其中脆性系列分為三大類：第六節(jié) 斷層觀察和研究1 ） 破裂巖類 巖石被密集節(jié)理、劈理切割成大小不等的巖塊、碎塊而構(gòu)成的構(gòu)造巖。巖石的成分基本無變化，原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造清楚。破裂的巖塊、碎塊尚可拼合，且無明顯位移；巖塊和碎塊之間的縫隙閉合或張開，可有膠結(jié)物和次生泥的充填；碎基

37、少或無。是淺層次脆性斷層弱變形帶之產(chǎn)物。第六節(jié) 斷層觀察和研究 2 ） 構(gòu)造角礫巖類 自然界斷層中最常見的構(gòu)造巖。是原巖在淺層次脆性脆韌性斷裂帶中經(jīng)破碎、磨蝕、細(xì)化的構(gòu)造巖。構(gòu)造巖由兩大部分構(gòu)成角礫和碎基。角礫占主要，成分與原巖無大的差別(結(jié)構(gòu)、構(gòu)造清楚)，其大小、形態(tài)不一，轉(zhuǎn)動(dòng)、位移、搓磨明顯，角礫之間已不能拼合。角礫間為碎基相對(duì)于角礫更細(xì)化的碎屑物。 根據(jù)角礫的粗細(xì)構(gòu)造角礫巖類可進(jìn)一步劃分為粗、中、細(xì)構(gòu)造角礫巖第六節(jié) 斷層觀察和研究3 ） 碎裂巖類 自然界斷層中最常見的構(gòu)造巖之一。是原巖在中淺層次脆性脆韌性斷裂帶中經(jīng)破碎、磨蝕、細(xì)化后形成的變形程度較高的構(gòu)造巖。構(gòu)造巖由兩大部分構(gòu)成碎基和角

38、礫。碎裂細(xì)化物占主要，原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造已不清楚，甚至出現(xiàn)少量的重結(jié)晶；角礫為巖石的次要組成部分，構(gòu)成巖石中的碎斑，碎斑轉(zhuǎn)動(dòng)、位移、搓磨更加強(qiáng)烈。第六節(jié) 斷層觀察和研究 根據(jù)碎基含量、有無和粒徑大小，碎裂巖類可進(jìn)一步劃分為碎斑巖、碎粒巖和碎粉巖： （1）碎斑巖 由碎斑和碎基兩大部分構(gòu)成的構(gòu)造巖。巖石中殘留有較大的原巖碎塊碎斑，碎斑原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造較清楚；碎基由原巖細(xì)化物(20.1mm)組成。 （2）碎粒巖 由碎基組成的構(gòu)造巖。巖石中基本沒有原巖碎塊的殘留物碎斑，主要由原巖細(xì)化物(20.1mm)組成。因此原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征已經(jīng)消失，但其化學(xué)組分與原巖仍然基本相同。第六節(jié) 斷層觀察和研究第六節(jié) 斷層觀察和研

39、究（3）碎粉巖 由更細(xì)的碎基組成的構(gòu)造巖。巖石中完全沒有原巖碎塊的殘留物碎斑，主要由原巖更細(xì)化物(0.1mm)組成。因此原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征完全消失，但其化學(xué)組分與原巖仍然基本相同。（4）斷層泥(未固結(jié)碎粉巖) 由未固結(jié)的碎粉級(jí)物質(zhì)(0.1mm)組成的構(gòu)造巖。 因此原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征完全消失，但其化學(xué)組分與原巖仍然基本相同。 斷層泥成因有兩種：一為新構(gòu)造(斷層)活動(dòng)形成的碎粉物質(zhì)尚未固結(jié)；二是已固結(jié)碎粉巖被風(fēng)化泥化作用形成。（4）斷層標(biāo)志(地層重復(fù)和缺失)第六節(jié) 斷層觀察和研究（5） 巖漿活動(dòng)與礦化作用 大斷層尤其是切割很深的大斷裂常常是巖漿和熱液運(yùn)移的通道和儲(chǔ)聚場所。如果巖體、礦化帶或硅化等熱液蝕

40、變帶沿一條線斷續(xù)分布，常常指示有大斷層或斷裂帶的存在。 一些放射狀或環(huán)狀巖墻也指示放射狀斷裂或環(huán)狀斷裂的存在。第六節(jié) 斷層觀察和研究（6） 巖相和地層厚度的突變 如果一地區(qū)的沉積巖相和厚度沿一條線發(fā)生急劇變化，可能是斷層活動(dòng)的結(jié)果。斷層引起巖相和厚度的急變有兩種情況，一種情況是控制沉積盆地和沉積作用的同沉積斷層的 活動(dòng)，它會(huì)引起沉積環(huán)境沿?cái)鄬釉谄鋬杀P發(fā)生明顯變化，巖相和厚度因而發(fā)生顯著差異； 另一種情況是，斷層的遠(yuǎn)距離推移，使相隔甚遠(yuǎn)的巖相帶直接接觸。第六節(jié) 斷層觀察和研究（二） 斷層性質(zhì)的確定1. 斷層面產(chǎn)狀的確定 斷層面產(chǎn)狀的確定是斷層性質(zhì)確定的基礎(chǔ)，尤其對(duì)斷層位移性質(zhì)來講，斷層面產(chǎn)狀如不

41、能確定，斷層性質(zhì)就無從談起。 斷層面顯露地表時(shí)，可以直接在斷層面上進(jìn)行測定第六節(jié) 斷層觀察和研究第六節(jié) 斷層觀察和研究斷層面未顯露地表時(shí)，如果斷層面比較平整、地形切割較強(qiáng)烈而且斷層線出露良好，則可以利用“v”字形法則，或采用在地形地質(zhì)圖上測定面狀構(gòu)造產(chǎn)狀要素方法進(jìn)行斷層面產(chǎn)狀的測定。 如果斷層有三個(gè)或三個(gè)以上的鉆孔控制，則可以采用三點(diǎn)法求面狀構(gòu)造產(chǎn)狀要素方法確定斷層產(chǎn)狀。 值得注意的是，斷層沿走向和傾向，斷層面產(chǎn)狀是可能發(fā)生變化的，尤其是大斷層或逆沖斷層的斷層面常常呈波狀起伏或臺(tái)階狀，其原因認(rèn)為是： 大斷層形成前初始子斷裂是各自分散的，而后子斷裂逐漸聯(lián)合起來形成折線狀、正弦曲線狀或花冠狀等；第

42、六節(jié) 斷層觀察和研究 斷裂形成后，原應(yīng)力場的正應(yīng)力、剪應(yīng)力軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，引起斷裂線向另一方向偏轉(zhuǎn)形成弧形面； 逆沖斷層中斷坪與斷坡交替變化形成臺(tái)階狀； 不同巖性層力學(xué)性質(zhì)差異、不同深度的物理?xiàng)l件對(duì)斷裂的影響及多期變形等，都會(huì)影響斷層面產(chǎn)狀和造成斷層面產(chǎn)狀的變化。第六節(jié) 斷層觀察和研究2 . 斷層位移（兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向）的確定（1）根據(jù)斷層兩盤地層的新老關(guān)系 走向斷層（縱斷層） 兩盤正常地層上升盤地層相對(duì)老，下降盤相對(duì)新； 兩盤倒轉(zhuǎn)地層或(正常)地層傾角斷層傾角上升盤斷層相對(duì)新，下降盤地層相對(duì)老。 橫斷層 橫穿背斜上升盤的背斜核部變寬，下降盤核部變窄； 橫穿向斜上升盤的向斜核部變窄，下降盤核部變

43、寬。第六節(jié) 斷層觀察和研究 （2） 牽引構(gòu)造 斷層兩盤緊鄰斷層民(帶)的巖層在斷層兩盤相對(duì)滑動(dòng)過程中發(fā)生的明顯弧形彎曲(牽引褶皺)構(gòu)造。牽引構(gòu)造的總體規(guī)律是: 弧形彎曲的突出方向指示本盤的運(yùn)動(dòng)方向； 正斷層牽引造成巖層變薄(巖層在斷層面附近最薄，向外逐漸變厚并趨正常)；而逆斷層牽引造成巖層變厚(巖層在斷層面附近最厚，向外逐漸變薄并趨正常)。第六節(jié) 斷層觀察和研究第六節(jié) 斷層觀察和研究（3） 擦痕和階步 斷層兩盤相對(duì)錯(cuò)動(dòng)在斷層面上因磨擦等作用而留下的痕跡。在堅(jiān)硬性脆的巖石中，擦面常被磨光和重結(jié)晶而在其面上附上鐵質(zhì)、硅質(zhì)或碳酸鹽質(zhì)等，以至擦面光滑如鏡磨擦鏡面。第六節(jié) 斷層觀察和研究第六節(jié) 斷層觀察

44、和研究擦痕兩盤巖石被磨碎的巖屑和巖粉在斷層面上刻劃的一組比較均勻的平行細(xì)紋。有時(shí)表現(xiàn)為一端粗而深，另一端細(xì)而淺。由粗而深端向細(xì)而淺端一般指示對(duì)盤運(yùn)動(dòng)方向。第六節(jié) 斷層觀察和研究反階步斷層滑動(dòng)面上與擦痕直交的微細(xì)階坎。階坎的陡坎的面向不是指示對(duì)盤運(yùn)動(dòng)方向而本盤方向。反階步是次級(jí)剪切羽列橫斷的結(jié)果，因此階步的陡坎與斷層面近于直交，甚至內(nèi)嵌。第六節(jié) 斷層觀察和研究（4）派生構(gòu)造羽狀節(jié)理 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，在斷層的一盤或兩盤的巖石中形成的羽狀排列的張節(jié)理和剪節(jié)理構(gòu)造。這些不同性質(zhì)的羽狀節(jié)理能夠指示斷層位移方向： 張節(jié)理與主斷層的銳夾角指示本盤運(yùn)動(dòng)方向； 剪節(jié)理與主斷層的銳夾角也指示本盤運(yùn)動(dòng)方向。

45、第六節(jié) 斷層觀察和研究（5）派生構(gòu)造派生小褶皺 斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，在斷層的一盤或兩盤的巖石中形成的小褶皺構(gòu)造。這些小褶皺構(gòu)造有時(shí)可以是羽狀節(jié)理排列的。小褶皺軸面與斷層面之交的銳夾角指示對(duì)盤運(yùn)動(dòng)方向。第六節(jié) 斷層觀察和研究（6）斷層角礫巖的排列方式及成分分布特征第六節(jié) 斷層觀察和研究（三） 斷層作用的時(shí)間性 斷層作用的時(shí)間性涉及斷層形成、活動(dòng)時(shí)間和長期活動(dòng)(演化)兩個(gè)方面。1. 斷層活動(dòng)時(shí)間的確定 1）角度不整合法 在存在地層角度不整合地區(qū)，利用斷層與同期變形的地層、褶皺的相互關(guān)系確定形成時(shí)期。斷層形成于卷入同期變形地層(下伏地層)中最新地層之后和上伏未卷入同期變形地層中最老地層形成時(shí)代之

46、前。第六節(jié) 斷層觀察和研究 2）穿插法 利用斷層和侵入體(巖體、巖脈)和礦脈穿插關(guān)系確定形成時(shí)期。若斷層形成于侵入體之前，則可能被侵入體所穿切；若斷層形成于侵入體之后，則可能穿切侵入體。通過確定侵入體和礦脈形成的時(shí)間，則可以確定斷層是形成于侵入體或礦脈之前還是之后。 3）組合法 利用斷層和褶皺或者其它斷層的組合關(guān)系確定形成時(shí)期。在同一構(gòu)造應(yīng)力場控制下構(gòu)造活動(dòng)期間，所形成的褶皺、斷裂之間存在有規(guī)律的幾何關(guān)系和成因聯(lián)系。查明這次構(gòu)造作用時(shí)期也就確定了斷層的形成時(shí)間。第六節(jié) 斷層觀察和研究2. 斷層活動(dòng)長期性的識(shí)別 具一定規(guī)模的斷層都有長期活動(dòng)的性質(zhì)，這可以從兩個(gè)方面來看待：一是斷層在同一場構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

47、(造山幕)中并不是一蹴而成，斷層活動(dòng)都是經(jīng)過多次脈沖活動(dòng)而定型；同一場構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(造山幕)中形成的斷層在斷層活動(dòng)性質(zhì)和方向上相對(duì)是穩(wěn)定的，但也可以有一定程度的變化。二是已經(jīng)形成的斷層可能處在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(造山幕)中而再次活動(dòng)，使斷層活動(dòng)顯示出多期性、長期性的發(fā)展演化特征和性質(zhì)。 斷層活動(dòng)長期性認(rèn)識(shí)可從多方面確定： 1)根據(jù)斷裂控制下發(fā)育地層及其厚度、巖相的變化； 2)巖漿活動(dòng)和多期巖漿活動(dòng)特征； 3)斷裂本身多期活動(dòng)性質(zhì)等。第六節(jié) 斷層觀察和研究3. 同沉積斷層 同沉積斷層稱為生長斷層，是在沉積盆地形成發(fā)育過程中控制盆地不斷沉降、沉積，盆地外側(cè)不斷隆起的斷層。 同沉積斷層主要發(fā)育在拉伸性斷陷盆地

48、邊緣，常常繼承基底斷層發(fā)育；也可以出現(xiàn)在擠壓性拗陷盆地(前陸盆地)邊緣，受造山帶逆沖推覆作用而形成和控制。同沉積斷層與成油關(guān)系密切，控制生油層的形成，后者還控制油氣的分布，是重要的生、儲(chǔ)構(gòu)造。第六節(jié) 斷層觀察和研究同沉積斷層有以下主要特征： 一般為走向正斷層，剖面上呈上陡下緩的凹面向上的勺狀； 上盤(下降盤)地層明顯增厚，這一特征是同沉積斷層的最基本特征和識(shí)別標(biāo)志。同一地層在下降盤與上升盤的厚度之比稱為生長指數(shù)，這個(gè)指數(shù)反映同沉積斷層的活動(dòng)強(qiáng)度和升降幅度。第六節(jié) 斷層觀察和研究同沉積斷層的斷距隨深度增大；或隨地層時(shí)代變化，地層時(shí)代越老，斷距越大。反之亦然。因斷距是積累的，所以任一標(biāo)志層的斷距都

49、反映該層以前斷層活動(dòng)引起的斷距之和。第六節(jié) 斷層觀察和研究同沉積地層上盤常發(fā)育逆牽引構(gòu)造。它是因?yàn)閿鄬由媳P沿凹向上的斷層面下滑時(shí)，由于向下傾角變小(緩)而在上部出現(xiàn)開放裂口，為彌合這個(gè)空間，上盤下降的拖力使上盤巖層下彎形成。逆牽引一般構(gòu)成背斜，與斷層走向一致延伸。背斜頂點(diǎn)或轉(zhuǎn)折端向深部逐漸偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)軌跡與斷層面大致平行。第六節(jié) 斷層觀察和研究 剪切帶是平面狀或曲面狀的高應(yīng)變帶，其長寬比至少大于5：1。剪切帶是地殼和巖石圈中廣泛發(fā)育的主要構(gòu)造類型之一，它可以在不同層次、不同環(huán)境下發(fā)育，其尺度變化大，可從超顯微的晶格位錯(cuò)到造山帶或變質(zhì)基底內(nèi)幾十公里寬和上千公里長的韌性剪切帶。剪切帶的研究不僅是造山

50、帶研究的課題，而且在整個(gè)巖石圈構(gòu)造及全球構(gòu)造動(dòng)力學(xué)方面具有重要的意義。剪切帶尤其是韌性剪切帶研究現(xiàn)在已經(jīng)成為構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)，是地學(xué)領(lǐng)域二十世紀(jì)八十年代以來的產(chǎn)生的重大突破。第七節(jié) 韌性剪切帶一、 剪切帶的基本類型 根據(jù)剪切帶的幾何產(chǎn)狀和運(yùn)動(dòng)(位移)方式，可將剪切帶劃分為：走滑(平移)型剪切帶、 推覆(逆沖)型剪切帶和滑覆(正斷)型剪切帶 根據(jù)剪切帶發(fā)育的物理環(huán)境和變形機(jī)制。劃分為：脆性剪切帶(斷層或斷裂帶)、脆韌性或韌脆性過渡型剪切帶和韌性剪切帶。第七節(jié) 韌性剪切帶 1. 脆性剪切帶(即斷層或斷裂帶) 是在地殼上部的低溫條件下發(fā)生的脆性變形產(chǎn)物。其特點(diǎn)是具有一個(gè)或多個(gè)清楚的不連續(xù)界面。兩

51、盤位移明顯，變形集中在個(gè)別不連續(xù)面上，而兩側(cè)巖石幾乎未受變形。伴生有各種碎裂巖系列的斷層巖。第七節(jié) 韌性剪切帶 2.脆韌性或韌脆性過渡型剪切帶 這種剪切帶有兩種型式: 似斷層牽引現(xiàn)象的脆韌性剪切帶在韌性變形的巖石內(nèi)部發(fā)育不連續(xù)面，沿不連續(xù)可能發(fā)生磨擦滑動(dòng)，而其兩側(cè)一定范圍的巖層或標(biāo)志層發(fā)生一定程度的塑性變形； 韌脆性過渡型剪切帶由雁行狀的張裂脈表現(xiàn)出來，雁行狀的張裂隙反映巖石脆性變形，而張裂隙之間的巖石一般受一定程度的塑性變形。第七節(jié) 韌性剪切帶 3. 韌性剪切帶 是巖石在塑性狀態(tài)下發(fā)生連續(xù)變形的狹窄高剪切應(yīng)變帶。典型的韌性剪切帶內(nèi)變形狀態(tài)從一壁穿過另一壁是連續(xù)的，不出現(xiàn)破裂或不連續(xù)面，帶內(nèi)變

52、形和兩盤位移完全由巖石的塑性流動(dòng)或晶內(nèi)變形來完成，因此，韌性剪切帶具有“斷而未破、錯(cuò)而似連”的特點(diǎn)。第七節(jié) 韌性剪切帶 以上三種剪切帶反映它們形成時(shí)巖石的力學(xué)性質(zhì)差異，也反映了地殼和巖石圈不同層次、不同物理環(huán)境和不同流變機(jī)制條件下巖石力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)變局部化特征。在空間和時(shí)間上可以相互轉(zhuǎn)換或過渡。由于巖石圈具有流變的分層性。第七節(jié) 韌性剪切帶二、 韌性剪切帶的幾何特征 韌性剪切帶的基本結(jié)構(gòu)要素：剪切帶的兩盤(壁)和兩盤(壁)所限制的強(qiáng)塑性變形帶； 剪切帶的兩盤可以是平行的，也可以是彎曲的； 平行剪切帶的幾何邊界條件是：具有相互平行的兩盤或邊界；沿每個(gè)橫斷面的位移情況是一樣的，這表明巖石的有限應(yīng)變方

53、向和性質(zhì)在橫過剪切帶的各剖面上是一致的。 彎曲剪切帶的幾何邊界條件是：剪切帶兩盤可能收斂、匯合或分散，不同位置上剪切帶橫剖面的變形情況是變化的。第七節(jié) 韌性剪切帶1.剪切帶外的巖石未受變形的韌性剪切帶 1) 不均勻的簡單剪切2) 不均勻的體積變化3) 不均勻的簡單剪切 不均勻的體積變化第七節(jié) 韌性剪切帶2.剪切帶外的巖石受到均勻應(yīng)變的韌性剪切帶 1) 均勻應(yīng)變不均勻的 簡單剪切2) 均勻應(yīng)變不均勻的 體積變化3) 均勻應(yīng)變不均勻的 簡單剪切不均勻的 體積變化第七節(jié) 韌性剪切帶 各類剪切帶的變形都是非均勻簡單剪切。一個(gè)非均勻簡單剪切可看作是若干個(gè)無限小的均勻剪切帶的組合。因此，一個(gè)小的均勻簡單剪

54、切單元的應(yīng)變特征是分析所有剪切帶變形的基礎(chǔ)。 通過設(shè)定坐標(biāo)和主應(yīng)變軸、標(biāo)志層(線)變形前后與剪切方向交角變化，可以建立剪切帶的基本幾何關(guān)系：第七節(jié) 韌性剪切帶3. 先存構(gòu)造在韌性剪切帶中的變形第七節(jié) 韌性剪切帶4. 韌性剪切帶內(nèi)的巖石變形 （1）糜棱巖由于巖石遭受強(qiáng)烈的塑性變形，導(dǎo)致其原巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及成分發(fā)生改變而形成的一類斷層巖。它是性剪切帶內(nèi)典型的變形產(chǎn)物；第七節(jié) 韌性剪切帶糜棱巖的基本特征： 與原巖相比，粒度顯著減??； 具增強(qiáng)的面理和線理； 發(fā)育在狹窄的強(qiáng)應(yīng)變帶內(nèi)。 巖石中至少有一種造巖礦物發(fā)生了明顯的塑性變形第七節(jié) 韌性剪切帶糜棱巖的特征及分類 糜棱巖具有糜棱結(jié)構(gòu)，巖石中狂舞按粒度

55、分為兩組，大的一組叫做碎斑，小的一組叫做基質(zhì)。 根據(jù)中細(xì)?；|(zhì)的含量可將糜棱巖系列的巖石劃分為： （1）糜棱巖化巖石（基質(zhì)含量90%）第七節(jié) 韌性剪切帶初糜棱巖（基質(zhì)90）第七節(jié) 韌性剪切帶超糜棱巖第七節(jié) 韌性剪切帶（2） 韌性剪切帶內(nèi)的褶皺變形被動(dòng)相似褶皺 由于剪切帶內(nèi)差異剪切作用，改變了先存的面狀構(gòu)造的方位，導(dǎo)致標(biāo)志層出現(xiàn)被動(dòng)褶皺相似褶皺。褶皺軸軸面平行于剪切帶。第七節(jié) 韌性剪切帶（2）韌性剪切帶內(nèi)的褶皺變形主動(dòng)縱彎褶皺 為先存的標(biāo)志體或面狀構(gòu)造受擠壓失穩(wěn)形成的褶皺。這種褶皺形成的先決條件是：標(biāo)志體與圍巖之間存在能干性差。第七節(jié) 韌性剪切帶（2）韌性剪切帶內(nèi)的褶皺變形A型褶皺 韌性剪切帶

56、中的褶皺與地殼淺層次常見的褶皺幾何形態(tài)，剪切帶中的大部分褶皺的褶軸與拉伸線理的方向大致平行稱之為A型褶皺。而淺層次褶皺的褶軸與拉伸線理相垂直屬于B型褶皺第七節(jié) 韌性剪切帶（2）韌性剪切帶內(nèi)的褶皺變形鞘褶皺 韌性剪切帶中還可見另一種特殊的A型褶皺鞘褶皺，因形似刀鞘而故名。褶皺大小不等，以小型居多。鞘褶皺呈扁圓狀或舌狀、圓筒狀，多數(shù)為不對(duì)稱褶皺，沿剪切方向拉得很長。第七節(jié) 韌性剪切帶（3） 新生面理和線理面理 韌性剪切帶的變形巖石中，常發(fā)育有由礦物或礦物集合體的優(yōu)選方位平行于剪切帶的應(yīng)變橢球體最大擠壓面而形成的面理即剪切帶內(nèi)面理(S)。從剪切帶中心至邊緣，S面理與平行剪切帶面理（C）之間的交角變化

57、與045。第七節(jié) 韌性剪切帶（3）新生面理和線理線理 在剪切帶面理上，發(fā)育有平行最大拉伸方向的礦物拉伸線理A線理。發(fā)育程度隨變形增強(qiáng)而顯著。拉伸線理與剪切帶邊界的銳夾角所指的方向反映剪切運(yùn)動(dòng)的方向。第七節(jié) 韌性剪切帶（4） 變質(zhì)作用和流體作用 1）變質(zhì)作用 韌性剪切帶不但是強(qiáng)烈的線狀應(yīng)變帶，同時(shí)也是線狀的變質(zhì)作用帶。伴隨變形作用，剪切帶內(nèi)巖石和礦物中形成一定的應(yīng)力梯度和化學(xué)濃度梯度，為流體及組分的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力，開辟通道。流體和組分的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致流體與巖石、礦物之間或巖石、礦物的組分與組分之間的不平衡，從而發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)，使巖石間的差異變小并發(fā)生軟化。變質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果是：使原來未變質(zhì)巖石發(fā)生變質(zhì)作用，形成新的巖石類型構(gòu)造巖(其中典型的代表是糜棱巖)；使原來已經(jīng)變質(zhì)的巖石發(fā)生退變質(zhì)作用。第七節(jié) 韌性剪切帶（4） 變質(zhì)作用和流體作用 2）流體作用 韌性剪切帶既是流體運(yùn)移的通道，也是流體巖石發(fā)生相互作用的主要場所。在剪切帶的變形變質(zhì)過程中，流體巖石相互作用主要表現(xiàn)為：剪切帶的變質(zhì)作用、脫硅作用、碳酸鹽化作用、鉀交代作用，以及長英質(zhì)條帶、硅質(zhì)條帶的生成等。 流體作用最終影響剪切帶巖石的剪切強(qiáng)度、礦物晶格優(yōu)選方位、脆塑性轉(zhuǎn)變及其他流變學(xué)參數(shù)，進(jìn)而控制韌性剪切帶的變形機(jī)制。第七節(jié) 韌性剪切帶5. 韌性剪切帶的運(yùn)動(dòng)方向確定韌性剪切帶的剪切運(yùn)動(dòng)方向