第四節(jié)斷裂構(gòu)造演示文稿

第四節(jié)斷裂構(gòu)造演示文稿當(dāng)前1頁，總共44頁。（優(yōu)選）第四節(jié)斷裂構(gòu)造當(dāng)前2頁，總共44頁。當(dāng)前3頁，總共44頁。當(dāng)前4頁，總共44頁。當(dāng)前5頁，總共44頁。當(dāng)前6頁，總共44頁。當(dāng)前7頁，總共44頁。當(dāng)前8頁，總共44頁。當(dāng)前9頁，總共44頁。

一.節(jié)理的類型及特征

斷裂兩側(cè)巖石僅因開裂而分離，并未發(fā)生明顯相對位移的斷裂構(gòu)造稱裂隙(或節(jié)理)。它往往是褶皺和斷層的伴生產(chǎn)物，然而自然界中巖石的裂隙，并非都是由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動所造成的，根據(jù)裂隙的成因，可將其分為原生(成巖)裂隙、次生裂隙和構(gòu)造裂隙三種類型。

當(dāng)前10頁，總共44頁。

1.原生(成巖)裂隙

原生裂隙是巖石在成巖過程中形成的裂隙。

2．次生裂隙

次生裂隙是由于巖石風(fēng)化、巖坡變形破壞、河谷邊坡卸荷作用及人工爆破等外力而形成的裂隙。

3．構(gòu)造裂隙(節(jié)理)

構(gòu)造裂隙是由地殼運(yùn)動產(chǎn)生的構(gòu)造應(yīng)力作用而形成的裂隙。在巖石中分布廣泛，延伸較深，方向較穩(wěn)定，可切穿不同的巖層。按其力學(xué)性質(zhì)可分為張裂隙和剪裂隙兩種。當(dāng)前11頁，總共44頁。

按力學(xué)成因分類

節(jié)理按其形成時的力學(xué)性質(zhì)，主要分為由張應(yīng)力形成的張節(jié)理和由剪切應(yīng)力形成的剪節(jié)理。

1.張節(jié)理

張節(jié)理具有以下主要特征：

（1）產(chǎn)狀不穩(wěn)定，在平面上沿走向延伸不遠(yuǎn)，在剖面上延展不深。單個節(jié)理短而彎曲。

（2）節(jié)理面粗糙不平，擦痕不發(fā)育，節(jié)理兩壁裂開距離較大，有些張節(jié)理呈開口狀或楔形，常被脈巖充填。

當(dāng)前12頁，總共44頁。

1.張節(jié)理

張節(jié)理具有以下主要特征：

（3）當(dāng)張節(jié)理發(fā)育在碎屑巖中時，它經(jīng)常繞過較大的碎屑顆?；虻[石，形成一壁凸出一壁凹進(jìn)的現(xiàn)象，因而節(jié)理呈現(xiàn)彎曲的形態(tài)。

（4）張節(jié)理一般發(fā)育稀疏，節(jié)理之間的距離較大，分布不均勻，即使局部地段發(fā)育較多，也很少密集成帶。

（5）張節(jié)理常呈平行或斜裂式（雁行狀）出現(xiàn)，也往往追蹤已形成的兩組共軛剪切面而發(fā)育成鋸齒狀，后者稱為追蹤張節(jié)理.

當(dāng)前13頁，總共44頁。

2.剪節(jié)理

剪節(jié)理具有以下特征：

（1）產(chǎn)狀穩(wěn)定，在平面上沿走向延伸較遠(yuǎn)，在剖面上延展較深。

（2）節(jié)理面平直而光滑，常具擦痕、鏡面等現(xiàn)象。節(jié)理兩壁之間閉合緊密。

（3）當(dāng)剪節(jié)理發(fā)育在碎屑巖中時，常切割較大的碎屑顆?；虻[石。

（4）一般發(fā)育較密，相鄰兩節(jié)理之間的間距較小，常具有等間距分布的特點(diǎn)，密集成帶。

當(dāng)前14頁，總共44頁。

2.剪節(jié)理

剪節(jié)理具有以下特征：

（5）往往成對出現(xiàn)，沿兩組剪切面形成，叫“X”節(jié)理或共軛剪節(jié)理，經(jīng)常一組發(fā)育較好，另一組發(fā)育較差

（6）常呈羽列現(xiàn)象。往往一條剪節(jié)理由若干條方向相同、首尾相接的小節(jié)理呈羽狀排列而成。沿小節(jié)理走向向前觀察，后一條小節(jié)理重疊在前面一條小節(jié)理的左側(cè)，稱為左行；反之為右行。利用剪節(jié)理的這種羽列現(xiàn)象可以判斷巖石相對運(yùn)動方向.

當(dāng)前15頁，總共44頁。

二.斷層

1、斷層的幾何要素

斷層的幾何要素包括斷層的基本組成部分以及與闡明其錯動性質(zhì)有關(guān)的幾何因素斷層面。巖層發(fā)生錯動位移的破裂面稱斷層面，它可以是平面或是彎曲面。小斷層或大斷層的局部地段常是平直的，有時較大的斷層可呈舒緩波狀的曲面。斷層面的產(chǎn)狀也是用走向、傾向、傾角來測定。

當(dāng)前16頁，總共44頁。當(dāng)前17頁，總共44頁。

(1)斷層面和斷層破碎帶：巖層斷裂后沿其位移的破裂面稱為斷層面。它可以是平面、曲面，也可以是波狀起伏的面。實(shí)際上，多數(shù)巖層中發(fā)生的斷裂位移，并不是沿著一個簡單的面，而往往是沿著一個由許多密集的破裂面組成的錯動帶進(jìn)行的，這個錯動帶稱為斷層破碎帶，其寬度取決于斷層規(guī)模，一般為數(shù)厘米至數(shù)十米，少數(shù)的大斷裂有更寬的。斷層帶是由被擠壓、錯動形成的大小不一、粗細(xì)不等的巖石碎塊、巖粉等組成，但它們常被膠結(jié)或在強(qiáng)烈的擠壓力作用下發(fā)生動力變質(zhì)，某些礦物

當(dāng)前18頁，總共44頁。重新結(jié)晶，定向排列或產(chǎn)生一些新的變質(zhì)礦物，如葉蠟石、綠簾石、綠泥石、絹云母等。這種斷層破碎帶中所特有的巖石稱為構(gòu)造巖。根據(jù)破碎程度、重結(jié)晶及結(jié)構(gòu)特征，構(gòu)造巖又可分為下列幾種。

1）斷層角礫巖。主是由＞2mm被搓碎的棱角狀碎塊及巖粉等經(jīng)膠結(jié)形成，角礫仍保持原巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)。

2）碎裂巖。主要由＜2mm的原巖碎粒并雜以巖粉經(jīng)膠結(jié)形成。能用放大鏡分辨原巖成分。當(dāng)前19頁，總共44頁。

3）糜棱巖。由被碾碎成均勻細(xì)小的粉末碎屑膠結(jié)而成，以<0.05mm的顆粒為主，只有在顯微鏡下才能看出顆粒的成分和結(jié)構(gòu)特征，外觀致密，類似硅質(zhì)巖。礦物有重結(jié)晶、重組合現(xiàn)象。除含有石英、長石等原巖礦物外，常含有一些變質(zhì)礦物。風(fēng)化后常呈巖粉或泥狀。（2）斷層線：斷層面與地面的交線稱為斷層線。其方向表示斷層的延伸方向，斷層線的形狀決定于斷層面的形狀和地表的起伏。當(dāng)前20頁，總共44頁。

(3)上盤和下盤：斷層面兩側(cè)被斷層面分開的巖體稱為斷塊。若斷層面是傾斜的，位于斷層面以上的巖體為上盤，位于斷層面以下的巖體為下盤。

(4)斷距：斷層兩盤相對位移的距離和為斷距。巖層上的A點(diǎn)，斷裂后滑移到C點(diǎn)，則AC之間的距離稱為總斷距?？倲嗑嗟乃椒至緿C為水平斷距；總斷距的鉛直分旦AD為鉛直斷距。當(dāng)前21頁，總共44頁。

Ⅱ．?dāng)鄬拥念愋停ㄒ唬鄬涌筛鶕?jù)形態(tài)和成因進(jìn)行分類。如根據(jù)斷層兩盤的相對位移，可劃分為如下幾類。

(1)正斷層：上盤相對下降，下盤相對上升的斷層稱為正斷層。正斷層的斷層線一般較為平直，斷層面的傾角通常多大于45°。當(dāng)前22頁，總共44頁。圖3-14地壘、地塹及階梯式斷層

正斷層往往成組出現(xiàn)，共同組合成一定的形態(tài)：由兩條以上互相平行、傾向一致(或相近)的正斷層可組合成上盤依次下降的階梯式斷層。若兩條以上的正斷層，斷層面相向傾斜，兩斷層面間的巖體相對下降，兩邊巖體相對上升組合成“地塹”；當(dāng)前23頁，總共44頁。相反，若斷層面相背傾斜，兩斷層面中間巖體相對上升，兩邊相對下降。則組合成“地壘”。在地形上，地塹常形成狹長的凹陷地帶，地塹則多構(gòu)成塊狀山地。

(2)逆斷層：上盤相對上升、下盤相對下降的斷層稱為逆斷層，逆斷層的規(guī)模一般較大，斷層面較為彎曲或呈波狀形態(tài)。按斷層面傾角大小，可將逆斷層分為：

當(dāng)前24頁，總共44頁。1)沖斷層：斷層面傾角大于45°2)逆掩斷層：斷層面傾角在45°-25°之間。

3)輾掩斷層：斷層面傾角小于25°。逆斷層也往往成組出現(xiàn)。幾條相互平行的逆掩斷層或沖斷層可以組合成為疊瓦式構(gòu)造。當(dāng)前25頁，總共44頁。

（3）平移斷層：這是斷層兩盤產(chǎn)生相對水平位移的斷層多系受剪（扭）應(yīng)力形成，因此大多數(shù)與褶皺軸斜交，與“X”節(jié)理平行或沿該節(jié)理形成，斷層的傾角常常是近于直立的。這種斷層的破碎帶一般較窄，沿斷層面常有近水平的擦痕。當(dāng)前26頁，總共44頁。

有時斷層錯動方向兼有平移和上下的相對位移，這時如以平移為主，則稱正平移斷層或逆平移斷層。若以上下錯動為主，則稱平移正斷層或平移逆斷層。

（二）按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類斷層是在地殼運(yùn)動構(gòu)造應(yīng)力作用下，巖體內(nèi)部相應(yīng)產(chǎn)生的壓應(yīng)力、張應(yīng)力和扭應(yīng)力（剪應(yīng)力）的作用所形成的。因此，斷層按力學(xué)性質(zhì)可分為以下五種類型。當(dāng)前27頁，總共44頁。1.壓性斷層由壓應(yīng)力派生的剪力作用形成，也稱壓性結(jié)構(gòu)面。

壓性斷層的走向與壓應(yīng)力方向垂直，在斷層面兩側(cè)，主要是上盤巖體受擠壓相對向上位移，如逆斷層等。壓性斷層常與褶皺軸平行，并可成群出現(xiàn)而構(gòu)成擠壓構(gòu)造帶。斷層帶往往有斷層角礫巖、糜棱巖和斷層泥，形成軟弱破碎帶。破碎帶中常有擠壓形成的透鏡狀、扁豆?fàn)罨蛄庑螇K體及劈理裂隙。在較脆弱的巖石中，斷層面上常有反映錯動方向的擦痕。當(dāng)前28頁，總共44頁。2.張性斷層由張（拉）應(yīng)力派生的剪力作用形成，也稱張性結(jié)構(gòu)面。張性斷層的走向是垂直于張應(yīng)力方向，常為正斷層形式，斷層面粗糙，多呈鋸齒狀。

3.扭性斷層由扭（剪）應(yīng)力作用形成，也稱扭性結(jié)構(gòu)面。與主壓應(yīng)力方向的交角小于45°，并常成對出現(xiàn)。斷層平直光滑，常有大量擦痕。扭性斷層一般是兩組共生，呈“X”型交叉分布，但往往是一組發(fā)育，而另一組不發(fā)育，如平移斷層等。當(dāng)前29頁，總共44頁。圖3-16構(gòu)造應(yīng)力場與斷裂關(guān)系示意圖當(dāng)前30頁，總共44頁。

4.壓扭性斷層具有壓性斷層兼扭性斷層的力學(xué)特性，如部分平移逆斷層。

5.張扭性斷層具有張性斷層兼扭性斷層的力學(xué)特性，如部分平移正斷層。（三）按斷層產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系分類

1.走向斷層。斷層走向與巖層走向平行。

2.傾向斷層。斷層走向與巖層走向垂直。

3.斜交斷層。斷層走向與巖層走向斜交。此外，也可根據(jù)斷層走向與褶曲軸線方向的關(guān)系進(jìn)行分類：縱斷層、橫斷層、斜斷層。當(dāng)前31頁，總共44頁。

Ⅲ.斷層的識別在野外調(diào)查斷層時，首先要確定斷層的存在，然后才能對斷層進(jìn)行進(jìn)一步的研究。調(diào)查時可利用如下特征作為識別斷層的標(biāo)志。

(1)沿巖層走向追索，若發(fā)現(xiàn)巖層突然中斷，而和另一巖層相接觸，則說明有橫穿巖層走向的斷層或與巖層走向斜交的斷層存在，如果斷層橫切褶皺軸表現(xiàn)為斷層兩側(cè)核部巖層的寬度突然變化，在背斜核部相對變寬的一側(cè)為上升盤，而向斜核部相對變寬的一側(cè)為下降盤。當(dāng)前32頁，總共44頁。(2)沿垂直于巖層走向的方向進(jìn)行觀察，若巖層存在不對稱的重復(fù)式缺失，則說明有平行于巖層走向的斷層存在。圖3-17斷層橫切褶皺核部立體示意圖（a）背斜核部下降盤變窄；（b）向斜核部下降盤變寬當(dāng)前33頁，總共44頁。圖3-18縱斷層造成的地層重復(fù)或缺失a正斷層（重復(fù)）b正斷層（缺失）c逆斷層（重復(fù)）d逆斷層（缺失）

(3)由于構(gòu)造應(yīng)力的作用，沿斷層面或斷層破碎帶及其兩側(cè)，常常出現(xiàn)一些伴隨的構(gòu)造變動現(xiàn)象，如：①斷層兩盤相對錯動時，在斷層面上留下的摩擦痕跡稱為“擦痕”。有時在斷層面上：存在有垂直于擦痕方向的小臺階，或稱為“階步”。②斷層角礫巖、當(dāng)前34頁，總共44頁。斷層泥、糜棱巖等構(gòu)造巖的分布。③斷層兩盤相對錯動時，沿斷層面產(chǎn)生巨大的摩擦力，鄰近斷層的兩側(cè)地層因受摩接力的牽引，發(fā)生塑性的拖拽和拉伸而形成的弧形彎曲現(xiàn)象，稱為斷層牽引褶皺。在野外工作中，如發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象，即應(yīng)進(jìn)一步研究是否有斷層存在。圖3-19斷層擦痕和階步圖3-20斷層牽引褶皺

(a)正斷層，(b)逆斷層當(dāng)前35頁，總共44頁。

(4)在地貌上，斷層常形成斷層崖、三角面山、山脈的中斷或錯開，平原相接觸等現(xiàn)象。

(5)沿斷層帶常形成溝谷、洼地，或出現(xiàn)線狀分布的湖泊、泉水等。

(6)某些喜濕性植物呈帶狀分布。斷層與裂隙對山體或巖體的完整性、穩(wěn)定性、滲透性影響極大，在水工建筑中持別重視。本課程將在野外地質(zhì)實(shí)習(xí)中進(jìn)行專門的講述與觀察。當(dāng)前36頁，總共44頁。

三.活斷層活斷層或稱活動斷裂是指現(xiàn)今仍在活動，或者近期曾有過活動，不久的將來還可能活動的斷層。后一種情況也稱為潛在活斷層?；顢鄬涌墒箮r層錯動位移或發(fā)生地震，對工程建筑造成很大的、甚至是無法抗拒的危害。因此，查明建筑地區(qū)有沒有活斷層及其對工程建設(shè)的影響是一個很重要的問題。

1.活斷層的分類（1）按兩盤相對錯動方向分類活斷層按兩盤錯動方向也可分為平移斷當(dāng)前37頁，總共44頁。層、正斷層和逆斷層，但對平移斷層通常稱為走向滑動型斷層，而對正、逆斷層則稱傾向滑動型斷層。走向滑動型斷層是最多見的一種，斷層面陡傾或直立，平直延伸，有的規(guī)模很大。這類斷層往往能積蓄較高的能量，發(fā)生高震級的強(qiáng)烈地震。傾向滑動型的逆斷層也較常見，多是由水平擠壓形成，斷層傾角較緩，通常小于45°。錯動時多為上盤上升，所以上盤地表變形開裂現(xiàn)象較多、較嚴(yán)重，巖體也較下盤破碎，對建筑物危害較大。當(dāng)前38頁，總共44頁。

（2）按活動性質(zhì)分類活斷層按其活動性可分為蠕變型和突發(fā)型兩類。

1）蠕變型活斷層指只有長期緩慢的相對位移變形，而不發(fā)生地震或只有少數(shù)微弱地震的活斷層，也有人稱為動而不震型。

2）突發(fā)型活斷層指斷層錯動位移是突然發(fā)生的，并同時發(fā)生較強(qiáng)烈的地震，有人稱為震中有斷型。這可分為兩種情況：一是地震就是該斷層錯動所引起的，即所謂的發(fā)震斷層。另一種情當(dāng)前39頁，總共44頁。況是因地震而引起老斷層錯動，也稱斷層復(fù)活，或產(chǎn)生新的斷層。如1976年唐山地震時，發(fā)生一條長8km的地表錯斷，以NE30°的方向穿過市區(qū)，最大水平斷距達(dá)1.63m，垂直斷距達(dá)0.7m，錯開了樓房、錯開了道路等一切建筑。據(jù)歷史地震伴生的地表斷裂最大位移值統(tǒng)計，大多數(shù)不超過10m，一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表所列。圖3-21唐山地震地面斷層錯動層圖當(dāng)前40頁，總共44頁。

2.活斷層的特征（1）活斷層的繼承性活斷層有明顯的繼承性，即絕大多數(shù)的活斷層都是沿已有的老斷層發(fā)生新的錯動位移。尤其是區(qū)域性的深大斷裂更為多見。但新活動的部位通常只是沿老斷裂