断层构造PPT课件.ppt

第XX章 断层构造,§1 断层的几何要素和位移,一、断层的几何要素 断层面(ault surface or plane) 空间位置，由走倾向、倾角定之。 断层线（fault line） 断层带（fault zone） 断盘： 上盘（hanging wall）， 上升盘（upthrow）， 下盘（foot wall）， 下降盘（downthrow）,二、位移（desplacement）直移运动、旋转运动,（一）滑距（slip） 以相应点为参照系，两个时应点间的真正位移称为总滑距（ab）（net desplacement） 1、滑距（strike slip）（ac） 2、倾斜滑距（dip slip）（cb） 3、水平滑距（horizontal slip）（am）,（二）断距（sepration） 两对应层之距离 1、垂直被错岩层走向的剖面上测得 （1）地层断距（stratigraphic slip）(ho) （2）铅直地层断距（vraticed stratigraphi slip）（hg） （3）水平断距（horizontal slip）(hf) 2、垂直于断层走向的剖面上 除铅直地层断距相等外，其余均大于前者，故称视断距。,§2 断层分类,一、断层与有关构造的几何关系分类 （一）根据断层与岩层走向的方位关系分： 走向断层 倾向断层 斜向断层 顺层断层 （二）根据断层与褶皱枢纽走向或区域构造线之间关系分： 纵断层 横断层 斜断层,二、按断层两盘相对运动方向分 1、正断层（Normal Fault） 2、逆断层（Revers Fault） 3、平移断层（transcurrent） 左行平移（left faults） 右行平移（right faults） 斜交断层走向滑动的断层，即 1、2、3两两组合命名 4、枢纽断层（hinge fault）,逆冲断层新藏公路峡南桥,（一）逆冲推覆构造（Thrust Faulds）,原地岩块（系统）（Autochthon） 外来岩块（系统）（Allochthon） 逆冲岩席（片）（Thrust Sheet） 逆冲推覆构造或推覆构造（Nappe） 构造窗（Fenestlla or Window） 飞来峰（Klippe）,（二）、伸展构造类型（extensional structure） 正断层、组合型式： 1、地堑和地垒（graben horst） 主要由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层组成，两条走向基本一致正断层之间为下降盘，巨型者即为裂谷（rift）；地垒与地堑正好相反。 2、阶梯状断层（step fault），箕状构造（besin range/hemigra- ben）、盆岭构造（basin and rage step）,（3）环状和放射状断层 （4）雁行式断层 （5）大型断陷盆地 如华北、松江、江汉、萍乐等 （6）裂谷（系）（rift system） 大洋裂谷（oceanic rift）大西洋 大陆裂谷（contineatal rift）东非裂谷 陆间裂谷（intercontinenta rift）红海 大陆裂谷陆间裂谷大洋裂谷为一演化序列 我国华北平原新生代裂谷，白垩纪沂沐裂谷以 及攀西裂谷等。,graben in this alluvial fan.,（7）剥离（拆离）断层（detachment） 为一上陡下缓的大型铲状正断层（listric-normal fault）。主要产出于盖层与基底之间，上盘包括一套正断层组合，发育区域隆起背景上，是岩石圈多层次拆离，盖层在基底上滑脱的具体表现，具有垂向分带性即：表层次为正断层组合；中层次为塑性变形为主的韧性剪切（8-15km）；深层次，伸展塑性流变。,（8）重力滑动构造（gravity slidingspreading）,组成： 下伏系统、 润滑层、 滑面、 滑动系统 分带： 后缘拉伸带、 中部滑动带、 前缘推挤带,三、走滑断层（strike slip fault）,走向滑动断层即大型平移断层，两盘直立相对水平滑动。人们对走滑断层的认识比对正，逆断层的认识要晚，地质学家在19世纪就认识了正逆断层，而走滑断层20世纪初才被发现。 1、走滑断层的基本特征 （1）主要特点 走滑断层包括一系列与主断层带平行或近微小角度相交的次级断裂组成，单条断裂沿伸一般不远，各级断裂分叉交织，常呈发辫状。,常伴有雁列褶皱及断层以及断层隆起与断陷盆地。 断层两盘地层一岩相带成递进式依次错开，时代愈老错移越大。,断层常呈直线延伸，甚至穿过起伏很大的地形仍保持直线形，航卫片上显示良好的线性。 根据断层两盘运动方向分为左行和右行。 力学性质具双重性即以剪切为主，又具有拉张或挤压，前者称张剪性，后者称压剪性走滑断层。,2、走滑断层的内部应力状态和有关构造 （1）应力状态 （2）走滑断层弯曲引起的应力应变场 （3）走滑断层交切引起的挤压和拉伸 （4）尾端应力状态 3、有关伴生构造 （1）雁行式褶皱 （2）牵引式弯曲,4、拉分盆地（pull apart Basin） B.C.Burchfiel，1966年研究圣安德列斯走滑断层系控制的死谷盆地时首次提出。,拉分盆地的演化,5、花状构造 花状构造是走滑断层的一种特殊构造。剖面上一条走滑断层自下而上成花状撒开，故称花状构造。 根据结构特征和力学性质可以分为正花状构造和负花状构造。,§3 断层成因机制,一、安德森模式（E.M.Anderson，1957）,二、哈佛奈模式（W.Hafner 1951）,§4 断层岩,（一）碎裂岩系列 （二）糜棱岩系列,A、B：断层角砾岩（显微照片）新藏公路峡南桥,C：断层角砾岩（原岩为侏罗系火山岩）安徽肥东龙山,A：花岗质糜棱岩受后期脆性断裂作用成为花岗质角砾岩郯庐断裂,B：大理岩质角砾岩 郯庐断裂,右：糜棱岩中的石英塑性变形（拔丝构造）新疆中巴公路盖孜水文站,左：长英质糜棱岩中的石英拔丝构造中巴公路布伦口,动态重结晶石英的静态恢复新疆塔什库尔干,钙质糜棱岩中的“”形旋转残斑新藏公路128Km,钙质糜棱岩中的“鞘褶皱” 北京西山,钙质糜棱岩胜利油田纯梁采油厂招待所,§5 断层效应,广义的断层效应是断层引起的各种现象，这里讨论的是走向断层、横断层、斜向断层引起的视错动。 一、走向断层引起的效应 地层重复和缺失的6种情况,二、横断层引起的效应 （一）、正（逆）断层引起的效应 （二）、平移断层引起的效应 （三）、平移正（逆）断层引起的效应 1、没错动，滑移线平行岩层在断层面上的迹线。 2、滑移线在迹线下侧，剖面上看正断层、平面上看平移断层。 3、滑移线在迹线上侧，剖面上看逆断层，平面上看平移断层。 （四）、横断层错断褶皱引起的效应 褶皱的核部宽窄发生变化。,§6 断层的观察与研究,一、断层的识别或确定 （一）地貌标志 1、断层崖； 2、断层三角面； 3、错断的山脊； 4、山岭和平原的突变； 5、串珠状湖泊洼地； 6、泉的带状分布； 7、水系特点,The San Andreas fault provides a beautiful example of tran-sform faults on continents. Features associated with transform faults on land include offset drainages and linear valleys.,This faulted glacial moraine in the Sierra Nevada Mountains is an excellent example of the law of cross-cutting relationships.,（二）构造标志 （三）地层标志重复与缺失（前述6种情况） （四）岩浆活动与矿化作用 （五）岩相与厚度的急变 二、断层面产状的测定,三、断层两盘相对运动方向的确定 （一）根据两盘新老关系（前述走向地层6种情况） （二）横（斜）断层切割褶皱构造 （三）牵引构造,（三）擦痕与阶步： 正、反阶步和擦抹晶体的厚度变化判断运动方向。,左行平移断层形成的水平擦痕 安徽霍邱四十里长山,（四）根据断层两侧派生构造的羽状剪节理、张节理即拖曳褶皱来判断断层运动方向。 （五）根据断层角砾岩来判断断层运动方向。,四、断层作用时间性,（一）确定地层形成时间： 根据是否切穿不整面来确定地层形成时代； 岩脉、岩体相互切割关系和其同位素年龄； 同一构造应力场作用下的力学成因分析； 重力构造，根据卷入的最新地层和为被切割的上覆最老的地层来确定。 （二）长期活动的断层分析 1、地层发育、厚度、岩相变化等情况显著差异； 2、大型走滑断层，错距不同、控制盆地边界的同沉积地层； 3、受地层控制的岩浆多期活动，多期成矿作用； 4、不同时期活动的地层其力学性质、断层岩的性质及强度差异；,五、同沉积断层,同沉积断层主要特点：示图 1、一般为走向正断层，剖面上呈勺状或犁式； 2、上盘地层明显增厚，生长指数=下降盘厚度/上升盘厚度； 3、断距随深度增大，地层愈老，断距愈大； 4、常在上盘发育反牵引构造（Revers drag structure）。,Recent new images of the ocean floor reveal many details of transform faults and fracture zones, which, until now, were unavailable.,闪长玢岩岩墙充填于平移断层 安徽霍邱四十里长山,被花岗岩岩墙充填的平移断层安徽霍邱四十里长山,z,z,肥东龙山NNE向走滑断层（断层面上发育纤维状凹凸棒）,二叠系栖霞组灰岩中的横断层 巢湖北部山区177高地南部,