第三章.活断层工程地质研究概况
活断层工程地质研究PPT文档共67页

31、别人笑我太疯癫,我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣,抱怨者 的牢骚 ,这是 羊群中 的瘟疫 ,我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望, 辛勤耕 耘,忍 受苦楚 。我一 试再试 ,争取 每天的 成功, 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ,我 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩,生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ,睁大 眼睛, 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ,心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的,也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ,也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢!
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
活断层的工程地质研究

活断层的工程地质研究姓名:班级:学号:一、基本概念活断层,是指现今在持续活动的断层,或在人类历史时期或近期地质时期曾经活动过,极有可能在不远的将来重新活动的断层。
后一种也可称为潜在活断层。
断层在目前持续活动的标志,当然是判定活断层的无可争议的证据。
如何判定潜在活断层则有各种不同的标准。
《岩土工程勘察规范》:在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动,在将来(今后100年)可能继续活动的断裂,称为活断层。
全新活动断裂中,近期(近500年来)发生过地震震级大于或等于5级的断裂,或在今后100年内,可能发生大于或者等于5级的断裂,为发震断裂。
活断层有不同的分类。
按运动速率分为A、B、C、D不同级别;按运动性质分为粘滑断层和蠕滑断层;按发震与否分为发震断层的和非发震断层的;按几何形态(两盘相对运动方向)分为走滑断层(又分左旋断层和右旋断层)、倾滑断层(正断层和逆断层)和混合型断层等。
二、活断层特性活断层的特性需要从活断层类型、规模、错动速率和活动周期等方面进行研究。
(一)活断层工程地质分类为适应我国振兴经济, 建立对工程适用性较强的活断层工程地质分类, 已经成为当代中国和国际社会大规模工程建设急待解决的新问题。
鉴于活断层对工程的影响主要表现为灾害性质, 工程地质的目标是要提出灾害减缓的对策, 首先建立一个满足工程需要的灾害性工程地质分类原则, 弥补当代活断层研究中为地震学服务的局限性, 摆脱现存活断层研究中那种以时限为基础的状况, 使活断层研究与工程灾害直接结合起来。
大量实践证明, 活断层的工程灾害主要通过直接发震、蠕动、积累较高的地应力及增强断裂带地下水循环交替而导致断层带岩石软化, 进而导致滑坡和崩塌作用等的发生。
据此, 提出活断层工程地质分类如表2。
第一类, 灾害型活断层, 第二类, 危害型活断层, 第三类, 灾害减缓型活断层, 第四类, 安全型活断层。
(二)活断层规模(断层活动段的长度L和错距D)活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素,这些可以通过勘探等手段得到确定。
活断层工程地质

活断层工程地质第一节概述活断层和地震是两种密切相关的工程动力地质作用,在工程地质学领域内将活地层和地质活动所产生的工程地质影响。
称为‘区域地壳稳定性问题’大于90%地震与断层活动有关据活断层的活动方式和特点分为(1)蠕滑断层(2)粘滑断层,产生地震(地震断层)第二节活断层一概念及意义实际上有争议美国原子能委员会从历史性和现实性观点出发,将新断层分为1. 狭义的,称为“活动断层”,其概念是,全新世(1X104a)以来活动的断层,并且未来仍有可能活动,其活动可以找到地质的、历史考古的、地震活动的、地球物理的以及大地测量的诸种证据,它对现代工程实践和地震预报等有着最直接和密切的关系。
2. 广义的,称为“能动断层”,其含义是:①在过去3.5X104a 内至少有过一次活动证据.或在过去50X104a内有反复活动的证据;②与之有联系的断层;③沿该断裂带仪器记录到微震活动。
美国的这个概念后来被不少国家参考使用。
我国规定潜在活断层的时间上限,铁路线为1X104a.高坝和核电站为5X 104a。
二活动断层对工程建筑影响表现活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面。
1.是活断层的地面错断直接损害跨越该断层修建的建筑物;有些活断层错动时附近伴生的地面变形,也会影响到邻近建筑物。
2.是伴有地震发生的活断层,强烈的地面振动对较大范围内建筑物的损害。
例如,位于美国西海岸南部的圣安德烈斯大断层是世界上最活跃的活断层之一,其中从霍利斯特至帕克菲尔德约200km 长的区段内,激光测距获得的断层蠕动速率是l—4cm/a,因而跨越该断层的公路、围墙等建筑物,几年内就能发现较大的错位。
我国宁夏石咀山市红果子沟.明代中、晚期修建的一段东西向长城,有两处被断层错断,均呈右旋扭动,同时存在水平和垂直错动,其中水平错距1.45m,垂直错距0.9m.由此估算其错动速率水平和垂直方向各为3.63及2.25mm/a。
鉴于活断层对工程建筑物的影响,因而对之研究有重要的实际意义。
地质课件-活断层工程地质研究

石崗大壩全長700m, 臺灣 1999.9.21地震中被斷層切錯
• 上述三種活斷層的位移向量都分別是單純走滑或 傾滑,其產生的應力場是三個主應力方向中的兩個 是水準的而另一個是垂直的。
• 實際應力場往往是複雜的,三個主應力方向既不完 全水準也不完全垂直,而是由不同的水準和垂直分 量所合成。因之,斷層的位移向量也多由不同的傾 滑、走滑分量所合成。而活斷層的類型也就可以是 左(或右)旋走滑逆沖斷層或左(或右)旋走滑正斷層 等多種形式。
• 大多學者認為,“近期”的概念應遵循兩大原則:(1)應從 斷裂活動的延續性考慮;(2)應考慮對工程建設最有利、最 合適。
1.1 基本概念與研究意義
• 從工程建築來看,時間界限定得靠前,比較安全,但是太靠前, 會增加很多不必要的處理措施,經濟上不合理;定得靠後,又 會冒險,對許多大型建築工程不妥。定在中更新世較為合適。
1-正斷層;2-逆斷層;3-正走滑斷層;4-共軛斷層;5-逆走滑斷層;6-走滑斷層;7-張破裂;8-性質不 明斷層;
1.2 活斷層的基本特徵
一般說來,地震震級愈大,震源深度愈淺, 則地表錯斷就愈長。大於7.5級的淺源地震均 伴有地表錯斷,而小於5.5級的地震則除個別 特例外均無地表錯斷。
同樣震級的地震則由於震源深度不同或鎖 固段岩體強度不同而地表斷裂的長度各不相 同。
海城縣析木公社近SN向和近EW向鋸齒 狀地裂縫,具有左旋扭動性質,位移36cm
靠近三藩市第六街的布魯克桑姆 街路面出現了深深的地裂縫並有 明顯的垂直位錯
某水電站活斷層監測裝置,監測水準方 向移動,固定在斷層兩側
主要內容:
1.1 基本概念與研究意義
1.2 活斷層的基本特徵
1.3 活斷層的鑒別標誌 1.4 我國活斷層的分佈 1.5 活斷層的調查與研究方法 2.6 活斷層區的建築原則
环境地质学第三章 活断层与地震工程地质研究-文档资料

1、深大断裂在挽近期及现代地壳构造应力条件下重新活动而产 生 2、深大断裂:切穿岩石圈、地壳或基底的断裂,延伸数十~数 千km,切割深度数公里~百余公里.
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造(板块构造plate tectonics theory)理论的基
本点是,全球划分为六个刚性的岩石圈板块在软流 层之上漂移,不断地运动。
动或近期正在活动,在将来(100年)可能继 续活动的断裂。
发震断裂:近期(500年)发生过5级以上地 震,或在未来100年内预测可能发生5级以上地 震的断裂。
• 《水利水电工程地质勘察规范》 活断层:最后一次错动距今10-15万年(晚更
新世)的断层。
美国原子能委员会 (USNRC)的定义 是:
(1)在3.5万年内有过 一次或多次活动的断 层
抛掷
From sky 从天而降
振动液化( Liquefaction )
Loma Prieta, CA,1989
El Centro, CA,1979
.
海啸( Tsunami)
活断层的基本特征
主要介绍活断层的类型与活动方式、继承 性与反复性、长度与断距、错动速率与周 期。
一、活断层的类型
按照位移方向与水平面的关系: (1)正断型活断层 差异升降活动为它的断陷盆地
西安地裂缝就被认为是由于渭河断陷南侧的长安临潼断裂的张性蠕动,为厚达一千余米的第四纪土 层提供了潜在临空面,在自重应力场作用下产生了侧向扩展(gravitational lateral spreading)而形成的。
青藏高原
印度洋板块
研究表明,印度板块与欧亚于始新世末,即大约3800万年前相互碰撞,此后印度板块仍以每年约 5cm的速度向NNE方向推进,强力地推挤着欧亚板块, 板块接触带的两个端点位于察隅和伊斯兰堡 附近。在碰撞挤压过程中欧亚板块内产生了塑性或粘性流动变形。
工程地质第三章[2]
![工程地质第三章[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/125bb32d67ec102de2bd8925.png)
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补充讲解:活断层的工程地质研究
④砂基液化:饱和松散粉细砂最易产生液化现象; ⑤孤立突出的地形使震害加剧,低洼沟谷使震害减弱; ⑥地下埋藏愈浅,地震烈度增加愈大。 (4)防范措施 一般工程措施难以防御地震产生的破坏,因此,防 范措施主要为远离活动断层、绝对禁止跨越活动断层。 工程布局应垂直活动断层并离开一段距离。
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第3章 地质构造及其对工程的影响
3.3.2 断层
(2)大桥桥位:注意查明桥基部分有无断层存在,以便 根据不同情况,设计基础工程时采取相应的处理措施。 (3)隧道位置:当隧道轴线与断层走向平行时,应尽量 避免与断层破碎带接触;在确定隧道平面位置时,要尽量 设法避开大规模断层破碎带。
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第3章 地质构造及其对工程的影响
受区域性或地区性地应 力场的控制,断层常与相关 构造相伴生。并以一定的排 列方式组合在一起,形成不 同形式的断层带。 如阶状断层、地堑、地 垒和迭瓦式构造等。
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阶状断层
第3章 地质构造及其对工程的影响
3.3.2 断层
4、断层的工程地质评价 断层破碎带内岩体破碎、风化严重、岩石强度低、稳 定性差;容易发生崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。 确定路线布局、选择桥梁和隧道位置时,应尽量避开 大的断层破碎带。 (1)路线布局:当路线与断层走向平行,路基靠近断 层破碎带时,开挖路基容易造成边坡发生大规模坍塌,影 响施工和公路的正常使用。
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第3章 地质构造及其对工程的影响
3.3 断裂构造
3.3.1 裂隙
裂隙:存在于岩体中的裂缝,岩体受力断裂后两侧岩 块没有显著位移的小型断裂构造,也称为节理。 1、裂隙的类型 裂隙按成因可分为:构造裂隙和非构造裂隙。 (1)构造裂隙:岩体受地应力作用随岩体变形而产生的 裂隙。按力学性质的不同,构造裂隙可分如下两种:
第三章.活断层工程地质研究

活断层工程地质研究
摩洛哥艾加迪尔建在活断层上的 旅馆, 旅馆,在5.8级地震的袭击下成 级地震的袭击下成 为一堆瓦砾. 为一堆瓦砾.
中国矿业大学
工程地质学基础
第2章
活断层工程地质研究
三,活断层的基本特征
活断层是深大断裂复活的产物
按照断层的切割深度可以分为:盖层断裂,基底断裂,地壳断裂,岩石圈断裂
活断层的继承性和反复性
1,断层分类:按照位移方向与水平面的关系: ,断层分类:按照位移方向与水平面的关系: ①走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间的接触部位, 近于水平, 常分布于大陆内部的地块之间的接触部位, 近于水平, ②逆断型活断层 上盘分支断层, 多分布于板块碰撞挤压带 ; 上盘分支断层,次级断层较多 构造应力状态: 构造应力状态: ③正断型活断层 下降盘分支断层多见, 下降盘分支断层多见,形成地堑式的正断层组合 构造应力状态: 构造应力状态: 近于水平, 近于水平, 近于竖直. 近于竖直. 近于水平, 近于水平, 近于竖直. 近于竖直. 近于竖直. 近于竖直.
中国矿业大学
工程地质学基础
第2章
活断层工程地质研究
2,活断层的活动方式 活断层的活动方式 ①地震断层(粘滑型活断层) 地震断层(粘滑型活断层) 以地震方式产生间歇性突然滑动 发生在强度较高的岩石中,断层带锁固能力强, 发生在强度较高的岩石中,断层带锁固能力强,危害大 ②蠕变断层(蠕滑型活断层) 蠕变断层(蠕滑型活断层) 沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中, 发生在强度较低的软岩中,断层带锁固能力弱 一般无震发生, 一般无震发生,有时可伴有小震
第2章
活断层工程地质研究
3,必须在活断层地区兴建的建筑物,应尽可能地选择相对稳定地块即 ,必须在活断层地区兴建的建筑物, "安全岛",尽量将重大建筑物布置在断层的下盘. 安全岛" 尽量将重大建筑物布置在断层的下盘. 大亚湾核电站:选在一完整的燕山期花岗岩岩体中, 大亚湾核电站:选在一完整的燕山期花岗岩岩体中,位于南岭纬 向构造带与新华夏构造体系第二隆起代的交汇部位. 向构造带与新华夏构造体系第二隆起代的交汇部位. 大鹏半岛上有三条不到10公里的断层 大鹏半岛上有三条不到 公里的断层 这三条断层均未切割第四系沉积物 该区无切穿地壳的深大断裂, 该区无切穿地壳的深大断裂,而且场区内从未有过地震记载
活断层工程地质研究

二、活断层的危害
(1)活断层的地面错断直接危害跨越该断层的建 筑物 例:宁夏石嘴山市红果子沟——明长城错断
(2)伴有地震发生的活断层,强烈的地面振动对 较大范围内的建筑物损害 例:美国1906年旧金山地震中,圣· 安德烈斯断裂 的错动→圣· 安德烈斯坝(27米)
唐山大地震地表断层错动
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四、活断层的基本特征
活断层是深大断裂复活的产物 活断层的继承性和反复性
※按照位移方向与水平面的关系: (1)走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间的接触部位 (2)逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带 上盘分支断层、次级断层较多 (3)正断型活断层 下降盘分支断层多见,形成地堑式的正断层组合
风火山隧道北部断裂切割表层第四系和公 路的裂缝延伸特征
三、活断层的类型和活动方式
按构造应力状态及两盘相对位移的性质, 可将活断层划分为地质上熟悉的三种类型,即: 走向滑动型活断层,逆断型活断层和正断型活 断层。其中以走向滑动型最为常见。三类活断 层由于几何特征和运动特性不同,所以它们对 工程场地的影响也各异。
正断型活断层
地壳上承受水平张应力的地带主要沿大洋中脊分布。 大陆上以现代活动正断层为主的地带有东非断裂谷,美 国的盆地与山脉区(内华达、犹他及其附近地带),欧洲 莱茵地堑系,苏联贝加尔湖地堑等。我国东部大陆边缘 活动带的扩展与沉陷,在华北平原、渤海湾与松辽平原 形成了一系列地堑系或裂谷系。地堑边缘的张性正断层 是东部地区活断层中的主要类型。鄂尔多斯地块周围也 有银川地堑、河套地堑和汾渭地堑系等一系列地堑盆地。 地堑盆地中新生代沉积层厚有的达数百至千米(汾渭地 堑系),有的达几千米(华北平原地堑系)有的达 12000m(渤海湾中的渤中拗陷),这表明这些断裂的新生 代适动以正断运动为主,另一方面,沿这些断裂带的地 震震源机制,地震断层以及地震前后的形变测量又都表 明这些断层都有很大的水平分量,表明其现代活动性与 典型张性构造区和典型的内陆裂谷带有所不同。
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②该断裂有地面破裂的证据。
黄河小浪底工程
• • • • • • • 黄河小浪底工程(中美联合设计,世界银行贷款) 坝址区半径30公里内有8条大断裂 其中王良断裂在坝下游6.5公里 断层发生在Q1-Q2期间 Q 断层泥的热释光法测年龄: 15.4-18.3万年,37.4-53.2万年 Q2的中后期,Q3以来再未活动过
D3
Q3
D1-D3 Q1-Q3
D1
Q1
错动周期 (R) 地震断层的错动周期主要取决于断层周围地壳应变速率和锁固段断层 面的强度。 ( 地质体能够承受应变能的极限:断层 锁固段的强度 ) d:一次地震的错移量 S:断层的平均错动速率
年龄判据 直接法:断层物质绝对年龄法 C14、热发光法等 间接法:错动地层年龄法
活断层的继承性和反复性
1、断层分类:按照位移方向与水平面的关系: ①走滑型活断层
常分布于大陆内部的地块之间的接触部位, 近于水平,
②逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带 ; 上盘分支断层、次级断层较多 构造应力状态: ③正断型活断层 下降盘分支断层多见,形成地堑式的正断层组合 构造应力状态: 近于水平, 近于竖直。 近于水平, 近于竖直。
• 美国原子能委员会(USNRC)
(1)在3.5万年内有过一次或多次活动的断层 (2)与其他活动断层有联系的断层 (3)沿该断裂发生过蠕动或微震活动 • 1994年《岩土工程勘察规范》全新地质时期(1~1.1万年) • 1989年《中国水利水电工程地质勘察规范》晚更新世(10万年) • 国际原子能机构(IAEA)在上述规定的基础上,又增加了两条规定: ①在晚第四纪它们有过活动;
近于竖直。
2、活断层的活动方式
①地震断层(粘滑型活断层)
以地震方式产生间歇性突然滑动 发生在强度较高的岩石中,断层带锁固能力强,危害大
②蠕变断层(蠕滑型活断层)
沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中,断层带锁固能力弱 一般无震发生,有时可伴有小震
四、活断层的参数
产状 断层面的走向、倾向和倾角 遥感判读、宏观地质调查、震源机制断层面解、裂缝、地震特征 。 长度和断距 地震时地表断裂带长度和断层最大位移量 。 一般:震级越大,震源深度越浅,地表断裂越长,断距越大。 7.5级以上地震均出现地表错断,而小于5.5级的较少出现。
本节主要内容
介绍活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方 法、活断层区建筑原则。
一、概念
活断层:指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久
的将来可能会重新发生活动的断层(即潜在活断层)。 ★建筑物的重要性 ★活动历史
概念模糊 ?
• 关于“近期”的理解
即对活断层活动时间的上限有不同的标准。时间差距 竟达近200倍。
1、建筑物场址一般应避开活动断裂带 2、线路工程必须跨越活断层时,尽量使其大角度相交,并尽量避开主 断层
3、必须在活断层地区兴建的建筑物,应尽可能地选择相对稳定地块即
“安全岛”,尽量将重大建筑物布置在断层的下盘。
大亚湾核电站:选在一完整的燕山期花岗岩岩体中,位于南岭纬 向构造带与新华夏构造体系第二隆起代的交汇部位。
地貌方面 断崖:活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部 位
常表现为: 一侧隆起区,一侧凹陷区
地貌方面
水系:对于走滑型断层
(1)一系列的水系河谷向同一
方向同步移错 (2)主干断裂控制主干河道的 走向
四川鲜水河断裂带
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地貌方面
• 山脊、山谷、阶地和洪积扇错开:走滑型活断层
• 近期断块的差异升降运动,可使同一级平面分离解体,高
程相差较大
– 不良地质现象呈线形密集分布 – 宝成铁路:长609公里,灾害112处
水文地质方面
导水性和透水性较强 泉水常沿断裂带呈线状分布,植被发育
例:宝鸡-潼关有近30处温泉
历史资料方面
– 古建筑的错断、地面变形 – 考古 – 地震记载 地形变监测方面 水准测量、三角测量
六、活断层区的建筑原则
五、活断层的识别
• • • • • 地质方面 地貌方面 水文地质方面 历史资料方面 地形变监测资料
地质方面 最新沉积物的错断 活断层带物质结构松散 伴有地震现象的活断层,地表出现断层陡 坎和地裂缝
贺兰山东麓活断层剖面图 1-三叠纪页岩:2-第四纪沉积物:3-活断层(据疗玉华等,1980)
平遥活断层剖面图
错动速率 现今错动速率:重复精密地形测量确定 平均错动速率:最新沉积物的错动位移与沉积年代之比
等级 错动速率 (㎜/a) 活动性
AA
>10
A
1-10
B
0.1-1
C
0.01-0.1
D
<0.01
很高
高
中等
低
非活动性
• Q1以来的平均错动速率:D1/Q1 • Q3以来的平均错动速率:D3/Q3 • Q1-Q3期间的平均错动速率:
正好由市区通过,最大水平错
距3m,垂直断距0.7-1m。该 断层穿过的道路、房屋、围墙 等一切建筑物全被错开
唐山大地震地表断层错动
• 摩洛哥艾加迪尔建在活断层上的 旅馆,在5.8级地震的袭击下成
为一堆瓦砾。
三、活断层的基本特征
• 1、特征
活断层是深大断裂复活的产物
按照断层的切割深度可以分为:盖层断裂、基底断裂、地壳断裂、岩石圈断裂
大鹏半岛上有三条不到10公里的断层
这三条断层均未切割第四系沉积物 该区无切穿地壳的深大断裂,而且场区内从未有过地震记载
4、在活断层区兴建工程,应采用适当的抗震结构和建筑型
式 如:活断层区修水坝,不宜采用混凝土重力坝和拱坝, 宜采用土石坝
近期我国活断层的动态
1、雅安 2、新疆 3、张掖
补充知识
郯庐断裂带: 北起黑龙江,南止长江边, NEE走向,240ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ多公里,切 穿中国东部不同构造单元, 地壳差异运动的结合带,形 成于中元古代,岩石圈断裂。 1668年郯城8.5级地震,破 坏40余县,1991年9约20日 山东仓山5.2级地震。 国家地震局重点监测,大 量研究成果。
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Q1 T
二、活断层的危害
(1)活断层的地面错断直接危害跨越该断层的建筑物
例:宁夏石嘴山市红果子沟 河北蓟县
长城错断
(2)伴有地震发生的活断层,强烈的地面振动对较大范围内的建筑物损害
例:美国1906年旧金山地震中,圣· 安德烈斯断裂的错动→圣· 安德烈斯坝 (27米)
(3)唐山地震地裂缝
我国唐山大地震时有一条长 8km,走向N30°E的地表断层,