1、第六章第六章 斷層斷層(fault)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容：容：1.1.斷層幾何要素?cái)鄬訋缀我?2.2.斷層分類斷層分類3.3.斷層各論斷層各論 4.4.斷層效應(yīng)斷層效應(yīng)5.5.斷層形成機(jī)制斷層形成機(jī)制 6.6.斷層的觀察和研究斷層的觀察和研究7.7.同沉積斷層同沉積斷層 8.8.韌性斷層韌性斷層9.9.區(qū)域性大斷裂區(qū)域性大斷裂 第四章第四章 斷層斷層(fault)二、逆沖斷層二、逆沖斷層(Thrust faults)v1. 1. 一般特征：一般特征：1 1）傾角小，）傾角小，3030；2 2）可長(zhǎng)距離推覆，）可長(zhǎng)距離推覆，5km5km；阿爾卑斯格拉魯斯推覆構(gòu)造阿爾卑斯格拉

2、魯斯推覆構(gòu)造 四川彭縣逆沖推覆構(gòu)造四川彭縣逆沖推覆構(gòu)造The McConnell thrust viewed from the Trans-Canada highway, looking north. Shows a classic footwall ramp and flat geometry.3)3)破碎帶巖石強(qiáng)烈碾碎，透鏡狀角礫。破碎帶巖石強(qiáng)烈碾碎，透鏡狀角礫。4) “4) “構(gòu)造窗構(gòu)造窗”和和“飛來峰飛來峰”v2 2、幾何特征和擴(kuò)展方式、幾何特征和擴(kuò)展方式1)1)臺(tái)階式斷面結(jié)構(gòu)臺(tái)階式斷面結(jié)構(gòu)2 2）逆沖推覆構(gòu)造）逆沖推覆構(gòu)造( (疊瓦式疊瓦式) )擴(kuò)展方式：擴(kuò)展方式：v前展式、后展式前

3、展式、后展式3)3)雙重逆沖構(gòu)造雙重逆沖構(gòu)造(Duplex)(Duplex)v注：無法鑒別出頂板斷層時(shí)定為疊互扇。注：無法鑒別出頂板斷層時(shí)定為疊互扇。v3 3、組合型式、組合型式1)1)疊瓦式逆沖斷層疊瓦式逆沖斷層各逆沖斷層上陡下緩，向下匯于主斷面，總體呈帚狀各逆沖斷層上陡下緩，向下匯于主斷面，總體呈帚狀2)2)對(duì)沖式逆沖斷層對(duì)沖式逆沖斷層3)3)背沖式逆沖斷層背沖式逆沖斷層v沖起構(gòu)造與逆沖三角帶沖起構(gòu)造與逆沖三角帶4)4)楔沖式斷層楔沖式斷層( (了解了解) ) 湖南衡陽(yáng)壇子山楔沖體湖南衡陽(yáng)壇子山楔沖體v 平移斷層平移斷層：是兩盤順斷層走向相對(duì)移動(dòng)的：是兩盤順斷層走向相對(duì)移動(dòng)的斷層，巨大者稱

4、為走滑斷層。斷層，巨大者稱為走滑斷層。 根據(jù)斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，分為左旋根據(jù)斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，分為左旋( (左行左行) )走走滑斷層和右旋滑斷層和右旋( (右行右行) )走滑斷層走滑斷層三、平移三、平移( (走滑走滑) )斷層斷層右旋走滑斷層右旋走滑斷層左旋走滑斷層左旋走滑斷層 v1 1、一般特征、一般特征1) 1) 傾角近直立，走向比較穩(wěn)定；傾角近直立，走向比較穩(wěn)定；2) 2) 破碎帶巖石強(qiáng)烈破碎。破碎帶巖石強(qiáng)烈破碎。阿爾金斷裂阿爾金斷裂塔里木盆地與柴達(dá)木盆地間的阿爾金走滑斷裂帶塔里木盆地與柴達(dá)木盆地間的阿爾金走滑斷裂帶v2 2、幾何樣式、幾何樣式1)1)單條式：一條為主，加上一些次級(jí)

5、斷層單條式：一條為主，加上一些次級(jí)斷層2)2)平行線式：二條以上主干斷裂近平行排列。平行線式：二條以上主干斷裂近平行排列。美西海岸圣安德烈斯斷層美西海岸圣安德烈斯斷層( (左行左行) )坳陷區(qū)隆起區(qū)郯廬斷裂帶黃驊坳陷渤中坳陷濟(jì)陽(yáng)坳陷臨清坳陷內(nèi)黃隆起邢衡隆起冀中坳陷滄縣隆起埕寧隆起昌濰坳陷下遼河坳陷渤海灣盆地構(gòu)造簡(jiǎn)圖走滑斷層太行山隆起區(qū)魯西南隆起區(qū)魯東隆起區(qū)遼東隆起區(qū)燕山隆起區(qū)3) 3) 雁列式雁列式4) 4) 菱格式菱格式 v3 3、與走滑平移斷層有關(guān)的構(gòu)造現(xiàn)象、與走滑平移斷層有關(guān)的構(gòu)造現(xiàn)象1)1)與走滑斷層有關(guān)的應(yīng)變場(chǎng)與走滑斷層有關(guān)的應(yīng)變場(chǎng)2)2)走滑斷層彎曲引起的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)變化走滑斷層彎曲

6、引起的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)變化v收斂性擠壓區(qū)收斂性擠壓區(qū)v離散性拉張區(qū)離散性拉張區(qū)3)3)平移斷層交切引起的擠壓和拉伸平移斷層交切引起的擠壓和拉伸( (斷塊升降斷塊升降):):U示上升區(qū)，示上升區(qū)，D示下降區(qū)示下降區(qū)4)4)與走滑伴生的褶皺與走滑伴生的褶皺(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-走滑斷層系中拉伸作用形成的斷陷盆地走滑斷層系中拉伸作用形成的斷陷盆地 v4 4、平移斷層的剖面構(gòu)造特征、平移斷層的剖面構(gòu)造特征1)1)花狀構(gòu)造花狀構(gòu)造v正正花狀構(gòu)造花狀構(gòu)造：逆斷層為特征；：逆斷層為特征；v負(fù)負(fù)花狀構(gòu)造花狀構(gòu)造：正斷層為特征。：正斷層為特征。2)2)海

7、豚效應(yīng)：上升盤和下降盤交替變化。海豚效應(yīng)：上升盤和下降盤交替變化。3)3)絲狀效應(yīng)：斷層正、逆性質(zhì)交替變化。絲狀效應(yīng)：斷層正、逆性質(zhì)交替變化。v5 5特殊的平移斷層特殊的平移斷層轉(zhuǎn)換斷層轉(zhuǎn)換斷層 拉分盆地的幾何學(xué)特點(diǎn)拉分盆地的幾何學(xué)特點(diǎn)形態(tài)：菱形。以前稱作菱形斷陷形態(tài)：菱形。以前稱作菱形斷陷 規(guī)模規(guī)模 v長(zhǎng)：數(shù)百米長(zhǎng)：數(shù)百米百公里百公里 v寬：數(shù)十米寬：數(shù)十米數(shù)十公里數(shù)十公里 v深：數(shù)十米深：數(shù)十米數(shù)十公里數(shù)十公里 長(zhǎng)寬比長(zhǎng)寬比 v約約: :補(bǔ)充補(bǔ)充定義：定義：-走滑斷層系中拉伸作用形成的斷陷盆地走滑斷層系中拉伸作用形成的斷陷盆地 拉分盆地的演化拉分盆地的演化v在二條斷層控制下發(fā)育，也可在一組

8、雁列斷層在二條斷層控制下發(fā)育，也可在一組雁列斷層控制下發(fā)育控制下發(fā)育 v大型拉分盆地中可以發(fā)育次級(jí)走滑斷層和拉分大型拉分盆地中可以發(fā)育次級(jí)走滑斷層和拉分盆地，形成塹中塹和塹中壘盆地，形成塹中塹和塹中壘 v拉分盆地形態(tài)一般窄而長(zhǎng)，寬度受斷層間距控拉分盆地形態(tài)一般窄而長(zhǎng)，寬度受斷層間距控制而相對(duì)穩(wěn)定，長(zhǎng)寬比達(dá)到制而相對(duì)穩(wěn)定，長(zhǎng)寬比達(dá)到:時(shí)停止發(fā)育時(shí)停止發(fā)育 v盆地消亡過程一般是自邊界向內(nèi)部萎縮盆地消亡過程一般是自邊界向內(nèi)部萎縮大型拉分盆地及其內(nèi)部次級(jí)構(gòu)造大型拉分盆地及其內(nèi)部次級(jí)構(gòu)造拉分盆地的地質(zhì)特點(diǎn)拉分盆地的地質(zhì)特點(diǎn)v發(fā)育快、沉降快、厚度大、相變快發(fā)育快、沉降快、厚度大、相變快 陸緣：陸相陸緣：陸

9、相海相；或海相海相；或海相湖相湖相河流相河流相 陸內(nèi)拉分盆地：全為陸相陸內(nèi)拉分盆地：全為陸相 v大型拉分盆地，長(zhǎng)期生長(zhǎng)，地殼相對(duì)薄，有火山大型拉分盆地，長(zhǎng)期生長(zhǎng)，地殼相對(duì)薄，有火山活動(dòng)，熱流較高活動(dòng)，熱流較高 v利于油氣、鹽類礦床形成利于油氣、鹽類礦床形成 v地震：伸展扭動(dòng)背景中，容易誘發(fā)地震地震：伸展扭動(dòng)背景中，容易誘發(fā)地震 土耳其安那托利亞斷層；土耳其安那托利亞斷層； 19201920年甘肅海原地震；滇西年甘肅海原地震；滇西北紅河北段第四紀(jì)斷陷北紅河北段第四紀(jì)斷陷四、順層斷層四、順層斷層v通常是伸展或擠壓斷層在深部的表現(xiàn)，不通常是伸展或擠壓斷層在深部的表現(xiàn)，不構(gòu)成單獨(dú)的斷層類型。構(gòu)成單獨(dú)的

10、斷層類型。 ( (自學(xué)，一般了解自學(xué)，一般了解) )主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容：容：1.1.斷層幾何要素?cái)鄬訋缀我?2.2.斷層分類斷層分類3.3.斷層各論斷層各論 4.4.斷層效應(yīng)斷層效應(yīng)5.5.斷層形成機(jī)制斷層形成機(jī)制 6.6.斷層的觀察和研究斷層的觀察和研究7.7.同沉積斷層同沉積斷層 8.8.韌性斷層韌性斷層9.9.區(qū)域性大斷裂區(qū)域性大斷裂 第四章第四章 斷層斷層(fault)v斷層效應(yīng)斷層效應(yīng)斷層引起的各種現(xiàn)象斷層引起的各種現(xiàn)象主要指斜向斷層和橫向斷層引起標(biāo)志層主要指斜向斷層和橫向斷層引起標(biāo)志層的視錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象的視錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。 一、走向斷層一、走向斷層( (縱斷層縱斷層) )的斷層效應(yīng)的斷層效

11、應(yīng)(6(6種形式種形式) )二、傾向斷層二、傾向斷層( (橫斷層橫斷層) )的斷層效應(yīng)的斷層效應(yīng)1 1、平移斷層引起的效應(yīng)、平移斷層引起的效應(yīng)2. 2. 正正( (逆逆) )斷層的斷層效應(yīng)斷層的斷層效應(yīng)3. 3. 斜向斷層引起的效應(yīng)斜向斷層引起的效應(yīng)4 4、橫斷層錯(cuò)斷褶皺引起的效應(yīng)、橫斷層錯(cuò)斷褶皺引起的效應(yīng) 平面特征平面特征 背斜：上升盤核部變寬；背斜：上升盤核部變寬； 向斜：上升盤核部變窄向斜：上升盤核部變窄 被正斷層錯(cuò)斷的直立褶皺，兩盤軸跡仍連一線被正斷層錯(cuò)斷的直立褶皺，兩盤軸跡仍連一線v以上均為特例，實(shí)際情況更為復(fù)雜，如斜向斷層。以上均為特例，實(shí)際情況更為復(fù)雜，如斜向斷層。v啟示：?jiǎn)⑹荆?/p>

12、不能從單一平不能從單一平( (剖剖) )面上確定斷層性質(zhì)！面上確定斷層性質(zhì)！三維空間內(nèi)的立體形象三維空間內(nèi)的立體形象斷層產(chǎn)狀和兩盤的位移斷層產(chǎn)狀和兩盤的位移巖層和褶皺的產(chǎn)狀及與斷層間的相互關(guān)系巖層和褶皺的產(chǎn)狀及與斷層間的相互關(guān)系地形地形 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容：容：1.1.斷層幾何要素?cái)鄬訋缀我?2.2.斷層分類斷層分類3.3.斷層各論斷層各論 4.4.斷層效應(yīng)斷層效應(yīng)5.5.斷層形成機(jī)制斷層形成機(jī)制 6.6.斷層的觀察和研究斷層的觀察和研究7.7.同沉積斷層同沉積斷層 8.8.韌性斷層韌性斷層9.9.區(qū)域性大斷裂區(qū)域性大斷裂 第四章第四章 斷層斷層(fault)一、斷層形成的安德森模式一、斷

13、層形成的安德森模式vAnderson(1951)Anderson(1951)，用之解釋正斷層、逆斷層和平移，用之解釋正斷層、逆斷層和平移斷層的形成與主應(yīng)力方位關(guān)系。斷層的形成與主應(yīng)力方位關(guān)系。v用于解釋地表或近地表斷層用于解釋地表或近地表斷層v適用條件：適用條件：地質(zhì)體為均質(zhì)，無先存軟弱面地質(zhì)體為均質(zhì)，無先存軟弱面 受力均勻，主應(yīng)力軸水平或直立受力均勻，主應(yīng)力軸水平或直立以點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)代表地質(zhì)體整體應(yīng)力狀態(tài)以點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)代表地質(zhì)體整體應(yīng)力狀態(tài)二、哈弗奈模式(Hafner,1951) v1 1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：1)1)受力巖塊頂面平坦，僅受受力巖塊頂面平坦，僅受1 1個(gè)大氣壓的正應(yīng)力；個(gè)大氣壓的正應(yīng)力；2)2)巖塊底部應(yīng)力指向上方，等于巖塊的壓力；巖塊底部應(yīng)力指向上方，等于巖塊的壓力；3)3)邊界上沒有剪應(yīng)力。邊界上沒有剪應(yīng)力。v2 2、第一種附加應(yīng)力狀態(tài)：、第一種附加應(yīng)力狀態(tài)：水平擠壓力左側(cè)右側(cè)；水平擠壓力左側(cè)右側(cè)；水平擠壓力向下增大。水平擠壓力向下增大。v3 3、第二種、第二種附加應(yīng)力狀附加應(yīng)力狀態(tài)：態(tài)：水平擠壓水平擠壓力在水平力在水平方向上自方向上自左向右指左向右指數(shù)遞減。數(shù)遞減。v4. 4. 第三種附加應(yīng)力狀態(tài)：第三種附加應(yīng)力狀態(tài)：巖塊底面呈正弦曲線分布