第6章断层(2)

1、第六章第六章 断层断层(fault)构造地质学构造地质学主主 要要 内内 容：容：1.1.断层几何要素断层几何要素 2.2.断层分类断层分类3.3.断层各论断层各论 4.4.断层效应断层效应5.5.断层形成机制断层形成机制 6.6.断层的观察和研究断层的观察和研究7.7.同沉积断层同沉积断层 8.8.韧性断层韧性断层9.9.区域性大断裂区域性大断裂 第四章第四章 断层断层(fault)二、逆冲断层二、逆冲断层(Thrust faults)v1. 1. 一般特征：一般特征：1 1）倾角小，）倾角小，3030；2 2）可长距离推覆，）可长距离推覆，5km5km；阿尔卑斯格拉鲁斯推覆构造阿尔卑斯格拉

2、鲁斯推覆构造 四川彭县逆冲推覆构造四川彭县逆冲推覆构造The McConnell thrust viewed from the Trans-Canada highway, looking north. Shows a classic footwall ramp and flat geometry.3)3)破碎带岩石强烈碾碎，透镜状角砾。破碎带岩石强烈碾碎，透镜状角砾。4) “4) “构造窗构造窗”和和“飞来峰飞来峰”v2 2、几何特征和扩展方式、几何特征和扩展方式1)1)台阶式断面结构台阶式断面结构2 2）逆冲推覆构造）逆冲推覆构造( (叠瓦式叠瓦式) )扩展方式：扩展方式：v前展式、后展式前

3、展式、后展式3)3)双重逆冲构造双重逆冲构造(Duplex)(Duplex)v注：无法鉴别出顶板断层时定为叠互扇。注：无法鉴别出顶板断层时定为叠互扇。v3 3、组合型式、组合型式1)1)叠瓦式逆冲断层叠瓦式逆冲断层各逆冲断层上陡下缓，向下汇于主断面，总体呈帚状各逆冲断层上陡下缓，向下汇于主断面，总体呈帚状2)2)对冲式逆冲断层对冲式逆冲断层3)3)背冲式逆冲断层背冲式逆冲断层v冲起构造与逆冲三角带冲起构造与逆冲三角带4)4)楔冲式断层楔冲式断层( (了解了解) ) 湖南衡阳坛子山楔冲体湖南衡阳坛子山楔冲体v 平移断层平移断层：是两盘顺断层走向相对移动的：是两盘顺断层走向相对移动的断层，巨大者称

4、为走滑断层。断层，巨大者称为走滑断层。 根据断层两盘相对运动方向，分为左旋根据断层两盘相对运动方向，分为左旋( (左行左行) )走走滑断层和右旋滑断层和右旋( (右行右行) )走滑断层走滑断层三、平移三、平移( (走滑走滑) )断层断层右旋走滑断层右旋走滑断层左旋走滑断层左旋走滑断层 v1 1、一般特征、一般特征1) 1) 倾角近直立，走向比较稳定；倾角近直立，走向比较稳定；2) 2) 破碎带岩石强烈破碎。破碎带岩石强烈破碎。阿尔金断裂阿尔金断裂塔里木盆地与柴达木盆地间的阿尔金走滑断裂带塔里木盆地与柴达木盆地间的阿尔金走滑断裂带v2 2、几何样式、几何样式1)1)单条式：一条为主，加上一些次级

5、断层单条式：一条为主，加上一些次级断层2)2)平行线式：二条以上主干断裂近平行排列。平行线式：二条以上主干断裂近平行排列。美西海岸圣安德烈斯断层美西海岸圣安德烈斯断层( (左行左行) )坳陷区隆起区郯庐断裂带黄骅坳陷渤中坳陷济阳坳陷临清坳陷内黄隆起邢衡隆起冀中坳陷沧县隆起埕宁隆起昌潍坳陷下辽河坳陷渤海湾盆地构造简图走滑断层太行山隆起区鲁西南隆起区鲁东隆起区辽东隆起区燕山隆起区3) 3) 雁列式雁列式4) 4) 菱格式菱格式 v3 3、与走滑平移断层有关的构造现象、与走滑平移断层有关的构造现象1)1)与走滑断层有关的应变场与走滑断层有关的应变场2)2)走滑断层弯曲引起的应力应变场变化走滑断层弯曲

6、引起的应力应变场变化v收敛性挤压区收敛性挤压区v离散性拉张区离散性拉张区3)3)平移断层交切引起的挤压和拉伸平移断层交切引起的挤压和拉伸( (断块升降断块升降):):U示上升区，示上升区，D示下降区示下降区4)4)与走滑伴生的褶皱与走滑伴生的褶皱(p139)(p139)5)5)走滑引起的拉分盆地走滑引起的拉分盆地拉分盆地拉分盆地-走滑断层系中拉伸作用形成的断陷盆地走滑断层系中拉伸作用形成的断陷盆地 v4 4、平移断层的剖面构造特征、平移断层的剖面构造特征1)1)花状构造花状构造v正正花状构造花状构造：逆断层为特征；：逆断层为特征；v负负花状构造花状构造：正断层为特征。：正断层为特征。2)2)海

7、豚效应：上升盘和下降盘交替变化。海豚效应：上升盘和下降盘交替变化。3)3)丝状效应：断层正、逆性质交替变化。丝状效应：断层正、逆性质交替变化。v5 5特殊的平移断层特殊的平移断层转换断层转换断层 拉分盆地的几何学特点拉分盆地的几何学特点形态：菱形。以前称作菱形断陷形态：菱形。以前称作菱形断陷 规模规模 v长：数百米长：数百米百公里百公里 v宽：数十米宽：数十米数十公里数十公里 v深：数十米深：数十米数十公里数十公里 长宽比长宽比 v约约: :补充补充定义：定义：-走滑断层系中拉伸作用形成的断陷盆地走滑断层系中拉伸作用形成的断陷盆地 拉分盆地的演化拉分盆地的演化v在二条断层控制下发育，也可在一组

8、雁列断层在二条断层控制下发育，也可在一组雁列断层控制下发育控制下发育 v大型拉分盆地中可以发育次级走滑断层和拉分大型拉分盆地中可以发育次级走滑断层和拉分盆地，形成堑中堑和堑中垒盆地，形成堑中堑和堑中垒 v拉分盆地形态一般窄而长，宽度受断层间距控拉分盆地形态一般窄而长，宽度受断层间距控制而相对稳定，长宽比达到制而相对稳定，长宽比达到:时停止发育时停止发育 v盆地消亡过程一般是自边界向内部萎缩盆地消亡过程一般是自边界向内部萎缩大型拉分盆地及其内部次级构造大型拉分盆地及其内部次级构造拉分盆地的地质特点拉分盆地的地质特点v发育快、沉降快、厚度大、相变快发育快、沉降快、厚度大、相变快 陆缘：陆相陆缘：陆

9、相海相；或海相海相；或海相湖相湖相河流相河流相 陆内拉分盆地：全为陆相陆内拉分盆地：全为陆相 v大型拉分盆地，长期生长，地壳相对薄，有火山大型拉分盆地，长期生长，地壳相对薄，有火山活动，热流较高活动，热流较高 v利于油气、盐类矿床形成利于油气、盐类矿床形成 v地震：伸展扭动背景中，容易诱发地震地震：伸展扭动背景中，容易诱发地震 土耳其安那托利亚断层；土耳其安那托利亚断层； 19201920年甘肃海原地震；滇西年甘肃海原地震；滇西北红河北段第四纪断陷北红河北段第四纪断陷四、顺层断层四、顺层断层v通常是伸展或挤压断层在深部的表现，不构成单独通常是伸展或挤压断层在深部的表现，不构成单独的断层类型的断

10、层类型( (自学，一般了解自学，一般了解) ) 。J-K0123L65L35L36Y75Y33Bs5Bs3a、现今构造NQpEs +Ek4NmNgEdEs3Es2Es1C+PArJ-KNmNgEdC+PArEs +Ek4456深 度kmNmNgEdEs3Es2Es1J-KEs +Ek4NgEdEs3Es2Es1C+PAr7C+OC+OC+O02kmv重力滑动构造重力滑动构造( (补充补充) )1 1）基本结构：）基本结构：va. 下伏系统下伏系统vb. 润滑层润滑层vc. 滑面滑面vd. 滑动系统滑动系统2 2）分带：）分带：va. 后缘拉伸带后缘拉伸带vb. 中部滑动带中部滑动带vc. 前缘

11、推挤带前缘推挤带主主 要要 内内 容：容：1.1.断层几何要素断层几何要素 2.2.断层分类断层分类3.3.断层各论断层各论 4.4.断层效应断层效应5.5.断层形成机制断层形成机制 6.6.断层的观察和研究断层的观察和研究7.7.同沉积断层同沉积断层 8.8.韧性断层韧性断层9.9.区域性大断裂区域性大断裂 第四章第四章 断层断层(fault)v断层效应断层效应断层引起的各种现象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主要指斜向断层和横向断层引起标志层的视错动现象的视错动现象。 一、走向断层一、走向断层( (纵断层纵断层) )的断层效应的断层效应(6(6种形式种形式) )二、倾向

12、断层二、倾向断层( (横断层横断层) )的断层效应的断层效应1 1、平移断层引起的效应、平移断层引起的效应2. 2. 正正( (逆逆) )断层的断层效应断层的断层效应3. 3. 斜向断层引起的效应斜向断层引起的效应4 4、横断层错断褶皱引起的效应、横断层错断褶皱引起的效应 平面特征平面特征 背斜：上升盘核部变宽；背斜：上升盘核部变宽； 向斜：上升盘核部变窄向斜：上升盘核部变窄 被正断层错断的直立褶皱，两盘轴迹仍连一线被正断层错断的直立褶皱，两盘轴迹仍连一线v以上均为特例，实际情况更为复杂，如斜向断层。以上均为特例，实际情况更为复杂，如斜向断层。v启示：启示：不能从单一平不能从单一平( (剖剖)

13、 )面上确定断层性质！面上确定断层性质！三维空间内的立体形象三维空间内的立体形象断层产状和两盘的位移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岩层和褶皱的产状及与断层间的相互关系地形地形 主主 要要 内内 容：容：1.1.断层几何要素断层几何要素 2.2.断层分类断层分类3.3.断层各论断层各论 4.4.断层效应断层效应5.5.断层形成机制断层形成机制 6.6.断层的观察和研究断层的观察和研究7.7.同沉积断层同沉积断层 8.8.韧性断层韧性断层9.9.区域性大断裂区域性大断裂 第四章第四章 断层断层(fault)一、断层形成的安德森模式一、断层形成的安德森模式vAnderson

14、(1951)Anderson(1951)，用之解释正断层、逆断层和平移，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。断层的形成与主应力方位关系。v用于解释地表或近地表断层用于解释地表或近地表断层v适用条件：适用条件：地质体为均质，无先存软弱面地质体为均质，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) v1 1、标准状态：、标准状态：1)1)受力岩块顶面平坦，仅受受力岩块顶面平坦，仅受1 1个大气压的正应力；个大气压的正应力；2)2)岩块底部应力指向上方，等于岩块的压力；岩块底部应力指向上方，等于岩块的压力；3)3)边界上没有剪应力。边界上没有剪应力。v2 2、第一种附加应力状态：、第一种附加应力状态：水平挤压力左侧右侧；水平挤压力左侧右侧；水平挤压力向下增大。水平挤压力向下增大。v3 3、第二种、第二种附加应力状附加应力状态：态：水平挤压水平挤压力在水平力在水平方向上自方向上自左向右指左向右指数递减。数递减。v4. 4. 第三种附加应力状态：第三种附加应力