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1、本课时主要内容本课时主要内容 一、一、 断层的几何学与运动学要素断层的几何学与运动学要素 二、二、 断层分类断层分类 三、三、 同沉积断层同沉积断层 一、断层的几何学与运动学要素一、断层的几何学与运动学要素 . 断层的几何学要素断层的几何学要素 岩层或岩体顺破裂面发生岩层或岩体顺破裂面发生 明显位移的构造就是明显位移的构造就是断层断层， 又叫又叫断裂断裂。 商洛市大荆镇喻家嘴红土岭隧道北 侧古近系中正断层 主要有主要有断层面断层面和和断盘断盘。 断盘断盘：断面两侧发生相对：断面两侧发生相对 位移的岩块或岩层。分位移的岩块或岩层。分上上 盘盘与与下盘下盘，或，或上升盘上升盘与与下下 降盘降盘。
2、上盘 下 降盘 下盘 上升盘 断层面断层面：简称：简称断面断面，使岩块或岩层破裂，并顺着它，使岩块或岩层破裂，并顺着它 发生相对运动的破裂面。一般上部陡直，下部平缓，发生相对运动的破裂面。一般上部陡直，下部平缓， 呈犁式。大型断层的断裂面往往是由一系列破裂面呈犁式。大型断层的断裂面往往是由一系列破裂面 或次级断层组成的带，即或次级断层组成的带，即断层（裂）带断层（裂）带。 大型断层的断裂带大型断层的断裂带 往往具有往往具有双层结构双层结构， 上部发育脆性碎裂上部发育脆性碎裂 岩，下部发育糜棱岩，下部发育糜棱 岩。岩。 未固结断层泥 及角砾发育区 固结的 碎裂岩系 发育区 糜棱岩系列 及变余糜棱
3、岩 发育区 脆性断裂与韧性 剪切带过渡带 250350 13 -( ) 变形深度 一、断层的几何学与运动学要素一、断层的几何学与运动学要素 1. 1. 断层的几何学要素断层的几何学要素 2. 断层的运动学要素断层的运动学要素 断层的位移断层的位移：断层两盘相对运动量的大小，分滑距和断距。：断层两盘相对运动量的大小，分滑距和断距。 断距断距：被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离，与观：被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离，与观 测方向有关。测方向有关。 在垂直岩层走向的剖面上可在垂直岩层走向的剖面上可 观测到的断距有：观测到的断距有：地层断距地层断距 (ho)、铅直地层断距铅直地层断距(
4、hg=h g )、 水平地层断距水平地层断距( hf). 滑距滑距：断层两盘实际的位移：断层两盘实际的位移 距离。错动前的一点错动后距离。错动前的一点错动后 分成的两个对应点之间的实分成的两个对应点之间的实 际距离称为际距离称为总滑距总滑距(ab). 总滑距可分解为总滑距可分解为走向滑走向滑 距距(ac)、倾向滑距倾向滑距(cb)和和水平水平 滑距滑距(am)。断层滑距和断距断层滑距和断距 一、断层的几何学与运动学要素一、断层的几何学与运动学要素 d nf f b m e c a d nf o g h cm e f g o e 垂直岩层 走向的剖面 断面 垂直于断面 走向的剖面 垂直于被错断岩
5、层走向的剖面垂直于断面走向的剖面 h -岩层倾角 -岩层视倾角 二、断层分类二、断层分类 1.根据断层走向与岩层走向的关系分类根据断层走向与岩层走向的关系分类 走向断层走向断层：断层走向与地层走向一致；：断层走向与地层走向一致； 倾向断层倾向断层：断层走向与地层倾向一致；：断层走向与地层倾向一致； 斜向断层斜向断层：断层走向与地层走向斜交；：断层走向与地层走向斜交； 顺层断层顺层断层：断层面与地层层面重合。：断层面与地层层面重合。 2.根据断层走向与伴生褶皱（或区域构造线）之间的根据断层走向与伴生褶皱（或区域构造线）之间的 几何关系分类几何关系分类 纵断层纵断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线
6、方向基本一致。断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向基本一致。 横断层横断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向基本垂直；断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向基本垂直； 斜断层斜断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向斜交。断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向斜交。 3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 这是地质学中最常用的分类方案。这是地质学中最常用的分类方案。 分为四种端员类型：分为四种端员类型：正断层正断层、逆断层逆断层、平移平移( (走滑走滑) ) 断层断层和和旋转断层旋转断层，其中旋转断层两盘作旋转运动，其中旋转断层两盘作旋转运动， 其余断层其余断层 的两盘作的两盘
7、作 平移运动。平移运动。 二、断层分类二、断层分类 伸展作用 挤压作用 A. 未变形的初始状态 潜在断面 B. 正断层 C. 逆断层 D. 平移断层 倾 滑 断 层 （走滑断层） 斜 向 滑 动 断 层 E. -平移 正断层 F. -平移 逆断层 斜向伸展作用 斜向挤压作用 G.旋转断层之一H.旋转断层之二 由于旋转运动分由于旋转运动分 量通常远远小于量通常远远小于 平移运动分量，平移运动分量， 所以一些文献通所以一些文献通 常不说旋转断层。常不说旋转断层。 特点：特点：发育发育 于拉张环境；于拉张环境； 断面倾角往断面倾角往 往较大；往较大； 断层带内岩断层带内岩 石破碎相对不石破碎相对不
8、太强烈。太强烈。 （1 1） 正断层正断层 上盘相对下降，下盘相对上升的断层。上盘相对下降，下盘相对上升的断层。 陕西省泾阳县口镇正断层陕西省泾阳县口镇正断层 断面断面 N 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 正断层正断层 安徽省巢湖市平顶山殷安徽省巢湖市平顶山殷 坑组坑组(T1 y)中正断层中正断层 （2）逆断层）逆断层 小型逆断层 上盘相对上升的断层。上盘相对上升的断层。 特点：特点： 发育于挤压环境；发育于挤压环境； 断面倾角总体较缓，如较断面倾角总
9、体较缓，如较 大时称大时称冲断层冲断层； 断层带内岩石破碎、变形断层带内岩石破碎、变形 相对比较强烈。相对比较强烈。 正断层与逆断层合称倾滑断层。正断层与逆断层合称倾滑断层。 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 在我国的老文献中，有时把断在我国的老文献中，有时把断 面倾角大于面倾角大于45 的高角度逆断层的高角度逆断层 称为称为冲断层冲断层；国际上则一般把；国际上则一般把 断面倾角为断面倾角为45 或小于或小于45 逆断层逆断层 称为称为冲断层冲断层。 新疆乌恰县托云泥盆系砂岩中的小型叠瓦状逆断层新疆乌恰县托云泥盆系砂岩中的小型叠瓦状逆断层
10、二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 合肥盆地南 缘前泥盆系 佛子岭群向 J2砾岩之上 逆冲。安徽 省金寨县船 板冲 AnD佛子岭群佛子岭群 J2 T T12 12 鄂尔多斯盆地西缘逆冲推覆构造带地震解释剖面图鄂尔多斯盆地西缘逆冲推覆构造带地震解释剖面图 0 1 2 3 T3 T4 T6 T7 T8 K J2-3 J1 T3 T1 2 C3t上 上 P2 Pt2-3 T9 T12 C3t上 上 P2 C3t上 上 P2 E 0 1 2 3 4 Tg ArPt1 T3 T4 T8 T9 T12 Tg T11 K J T1 2 C3tP O2 3
11、O1 T3 C2 T10 Ar Pt 1 T7 鄂尔多斯盆地西缘地区鄂尔多斯盆地西缘地区02XY01地震剖面（东段）地震剖面（东段） Pt 2-3 马家滩地区马家滩地区85101地震剖面地震剖面 （3）平移断层）平移断层 两盘顺断面走向相对滑动的断层。一般把规模巨大两盘顺断面走向相对滑动的断层。一般把规模巨大 的平移断层称为的平移断层称为走走(向向)滑滑(动动)断层断层，但这两个概念，但这两个概念 经常混用。可分为经常混用。可分为左行平移断层左行平移断层和和右行平移断层右行平移断层。 左行与右行平移断层左行与右行平移断层 右行平移右行平移左行平移左行平移特点特点：挤压和：挤压和 拉张环境都可以
12、拉张环境都可以 形成；断面一形成；断面一 般较陡；断层般较陡；断层 带内变形变质作带内变形变质作 用往往比较强烈。用往往比较强烈。 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 （3）平移断层）平移断层 左行平移断层左行平移断层和和右行平移断层右行平移断层差别方法：观测者面差别方法：观测者面 对断层另一盘站立，如果另一盘向观测得左手方向对断层另一盘站立，如果另一盘向观测得左手方向 移动，这种平移断层就是左行平移断层；如果另一移动，这种平移断层就是左行平移断层；如果另一 盘向观测得右手方向移动，这种平移断层就是右行盘向观测得右手方向移动，这种平移断层就是
13、右行 平移断层。平移断层。 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 A. 左行平移断层B. 右行平移断层 （4）旋转断层）旋转断层 旋转断层旋转断层指断层两盘之间发生一定程度旋转运动的 断层，两盘相对旋转量比较大的旋转断层又称为枢 纽断层。两个断盘的旋转运动又分两种情况：（1） 旋转轴位于断面一端；（2）旋转轴位于断面中部 的一点。 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 枢纽断层之一枢纽断层之二 （5）复合断层）复合断层 复合断层复合断层指平移断层分别与正断层、逆断层复合而 成的断层，断层两盘发生
14、斜向滑动，反映张扭或压 扭构造环境。旋转断层也可以分别与正断层、逆断 层和平移断层复合，但是由于旋转分量一般较小， 文献中一般不讨论这种复合断层。 二、断层分类二、断层分类3. 根据断层两盘相对运动方向分类根据断层两盘相对运动方向分类 左行平移 正断层-左行平移 逆断层- 斜向伸展作用 斜向挤压作用 三、同沉积断层三、同沉积断层 又称又称生长断层生长断层，地层发育的同时形成的断层。，地层发育的同时形成的断层。 同沉积断层同沉积断层 一般断层一般断层 同沉积断层与一般断层的比较同沉积断层与一般断层的比较 特点：特点： 1.1.一般为正断层，剖面上常一般为正断层，剖面上常 呈上陡下缓的犁式；呈上陡
15、下缓的犁式； 2.2.上盘生长地层明显增厚，上盘生长地层明显增厚， 这是同沉积断层最基本的特这是同沉积断层最基本的特 征和识别标志；征和识别标志； 3. 3. 断距随深度增大，地断距随深度增大，地 层时代越老，断距越大；层时代越老，断距越大； 4. 4. 上盘常发育逆牵引构上盘常发育逆牵引构 造。造。 逆牵引构造反向断层 同沉积正断层中的逆牵引构造和反向断层同沉积正断层中的逆牵引构造和反向断层 三、同沉积断层三、同沉积断层 阿根廷南中央安第斯阿根廷南中央安第斯Neuquen盆地东部褶皱冲断带地震解释剖面盆地东部褶皱冲断带地震解释剖面 请注意：请注意：Arroyo Blanco断面两侧下侏罗统裂谷期沉积地层的厚度较大。断面两侧下侏罗统裂谷期沉积地层的厚度较大。 该盆地从晚三叠该盆地从晚三叠早侏罗世裂谷期开始发育，后来反转。早侏罗世裂谷期开始发育，后来反转。 （据Florencia Bechis et al.，2010）