论正断层的性质与特征
断裂构造
断 裂 构 造
（ 断 层 ）
13.4
③岩层不连续：这是在路线观察时，平面上常用的方 法，正常顺序岩层沿走向突然中断，或沿倾向地层发生缺 失或重复出现，地表具有铁帽，说明此处有断层存在。
断裂构造
岩石受到外力作用发生破裂、连续性受到破坏 的现象，称为断裂。分为节理和断层两大类。
断层 破裂面两侧岩块有明显滑动。 节理 破裂面两侧岩块无明显滑动。
一、断层 岩石断裂后，破裂面两侧岩石 发生显著的相对位移，称为断层， 是最常见的地质构造现象。 1.断层要素：有断层面、断层线、 断层盘。 ①断层面——岩层受力后发 生相对位移的破裂面。 特征：a.呈面状展布，具有一定的走向、倾向、倾角。 b.断层面有的光滑，有的具擦痕，有的呈波状起伏， 有的较粗糙。 ②断层线——断层面与地面的交线。可直可弯，甚至形成 一条宽窄不等、成带状分布的破碎地带，称为断层盘，下方的称为下盘。相对上升的一盘称 为上升盘，相对下降的一盘称为下降盘。
②地堑——是由两条或多条走 向基本一致，相向倾斜的正断层 构成，中央部分相对下降，两侧 相对上升的构造。
③叠瓦式逆冲断层— —由一系列产状相近的逆 冲断层组成，其上盘依次 向上逆冲，断面上成叠瓦 式。 还有对冲式逆断层， 背冲式逆冲断层，楔冲式 断层等。
4.断层的识别标志：
①断层面：一般在剖面（断面 上）直接观察，可见到相对较平 直的断层面，其上常常具有擦痕、 阶步，有的被磨的很光滑，有的 面上附着硅质、铁质或碳酸盐矿 物薄膜。 ②断层破碎带：常形成硅化破碎 带、断层角砾岩或断层泥，有的具有 构造透镜体、糜棱岩及片理化现象。 断层破碎带在地表易被风化剥蚀（硅 化破碎带除外），常形成负地形（鞍 部、沟谷）。
2.断层的基本类型 分类原则：根据断层两盘相对位移方 向和力学性质划分。 ①正断层——上盘相对下降，下盘相对上升。 断层特征： a.由于受水平张力作用，断层面较粗 糙，擦痕一般不太发育，产状较陡。 b.其破碎带中常形成棱角明显的断层 角砾岩。 ②逆断层——上盘相对上升，下盘相对下降。
浅谈一种常见地质现象—断层
浅谈一种常见地质现象—断层论文提要断层是一种普遍存在的地质现象，对于油气的运移和聚集起重要的控制作用。
它对人类既有利又有害.认识各种断层，研究它的性质、分布规律、活动特点和成因，有助于利用它有利于人类的一面,避开它不利于人类的一面。
断层除了找矿物勘探,水文地质、工程地质、地震有密切关系外，和石油地质也有紧密的联系，它的一方面可以起到聚集油气的作用，另一方面又会破坏已经形成的油气藏。
野外观测是研究断层的主要途径，它包括发现和判别断层存在的标识；确定断层的性质和类型;测量断层的产状要素；查明断层的发育和形成时期；研究断层和矿产的关系等多方面的内容.正文一、断层的定义地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。
地壳中的一个裂口或破裂带，而且沿着它相邻的岩体发生了运动。
断层长度变化很大，从几厘米至几百公里不等，两盘之间的位移量也可有这样大的变化。
地壳中岩石的断裂。
地壳的挤压力或张力使断裂两侧的岩块发生相对位移.断层的长度可由几公分到数百公里，沿断裂面（断层面）的位移也可由不到1公分到数百公里。
位移往往分布在由无数单个断层组成的断层带内，断层带可宽数百分尺。
断层分布不均匀，在某些大区域内一个断层也没有；而一些地区则被各样大小的无数断层所切割。
断层有直立的、水平的，或向任何角度倾斜的。
断层面上部的岩块称为上盘；下部的称为下盘。
二、断层存在的标识(一)断层的重复与缺失由于断层作用破坏了地层的正常层序,可以造成地层的重复与缺失.它一般是走向正断层或逆断层造成的（如图1所示）.(二)构造的不连续主要表现为岩层、岩脉、矿层、褶曲轴线等在延伸方向上突然中断或错开，这是断层存在的直接标志。
（三）断层面（带）的构造特征1、擦痕：是断层两侧的岩块相对滑动和摩擦留下的痕迹，是断层运动过程中由被压碎的岩石细颗粒在断层面上碾磨划而成的。
2、破碎带及构造岩:断层破碎带是由于断层两盘岩石的相互挤压、错动中常使断层面附近的岩石被挤压搓碎，形成与断层面平行的破碎带。
构造地质学—— 断层
第十章断层§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（net desplacement）（ab）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）●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）（pl.）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，组合命名4、枢纽断层（hinge fault）§3断层各论一、伸展构造类型（extensional structure）正断层、组合型式：（一）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。
断层的类型及研究现状
断层的类型及研究现状断层在我们工程应用中有着重大的影响，对断层进行分类，并对研究现状进行总结分析。
可为今后断层的研究，以及活断层引发的地质现象的研究提供了可靠地理论依据。
标签：断层；活断层；现状1 引言由于我国是一个地质灾害多发的国家，海啸，地震，泥石流，矿难等等频繁的发生严重威胁人们的生命财产安全，这些灾害产生不仅是动力地质条件的原因，还有人为的影响，所以我们必须研究并了解断层及其形成机制。
对那些在地质方面有浓厚感情的学者或科学家而言断层的研究是任重而道远的，由于地震是因为地下岩层受力达到一定程度后产生断层并且顺着断层突然的运动，所以研究断层的形成机制对发现地震的产生有重大意义。
在地质学家眼里：地震和断层间的联系是密不可分的，两者大多数同时出现。
并且他们有信心：随着科学技术的不断前进，仪器越来越先进，对于断层的了解及其形成机制不断加深，在地震造成的损失会极大的降低，更有甚者相信有一天我们能阻止地震的发生。
近些年来我们对于断层的认识已经取得了很大的前进。
有学者认为地下不断出现的一些对我们生活生产没有造成危害的较小型地震，比如火山地震，陷落地震等。
通过对他们的研究，发现大地震产生所必需的条件，并且像拆解炸弹一样解除这些潜在威胁，进一步实现对有威胁的大地震的控制和不能控制的大地震的预报[1]。
当然这只是一方面，在采矿过程中研究断层，可以确定采掘方向，降低风险。
对于汽液能源，比如天然气、瓦斯、石油等对于石油和天然气来说，断层为其提供了很好的运输巷道[2]。
断层构造与地下水运移和存储也密切相关，它的研究对于我们开采地下水源有重要作用。
一句话，学习地质研究地质构造，都必须在断层方面作大手笔，只有这样我们才能学好地质，更好的造福人类。
2 断层的分类断层的定义——两盘出现一定位移的裂隙，可是现实是，大自然中有相对位移的裂隙是一定不存在的，同时断层的数量比节理的数量要少很多。
它反应了从裂隙发展至断层还要一定的力学条件。
地质学中的断层与地质构造研究
地质学中的断层与地质构造研究在我们生活的地球内部，隐藏着无数的秘密和奇妙的地质现象。
其中，断层和地质构造就是地质学中至关重要的研究领域，它们不仅揭示了地球漫长历史中的种种变迁，还对我们的生活产生着深远的影响。
断层，简单来说，就是岩石在地壳运动中发生破裂，并沿破裂面发生明显位移的现象。
想象一下，一块巨大的岩石被强大的力量硬生生地撕裂，然后两边错开，这就是断层的形成过程。
断层的规模大小不一，有的可能只有几厘米，而有的则可以绵延数百甚至数千公里。
地质构造则是指地壳中的岩石在各种地质作用下形成的形态和组合。
它包括褶皱、断层、节理等多种形式。
褶皱就像是把一张纸轻轻揉皱，岩石层在压力的作用下弯曲变形；节理则是岩石中的裂隙，但没有明显的位移。
断层的分类方式有很多种。
根据断层两盘相对运动的方向，可分为正断层、逆断层和平移断层。
正断层是上盘相对下降，下盘相对上升的断层。
这通常是由于地壳受到张力作用而形成的。
比如，在一些伸展构造环境中，如裂谷地区，正断层就较为常见。
逆断层则恰恰相反，上盘相对上升，下盘相对下降，它一般是地壳受到挤压作用的结果。
平移断层则是两盘沿断层走向相对水平错动。
断层的存在对于地质研究具有重要意义。
首先，它们是地壳运动的直接证据。
通过研究断层的性质、规模和分布，可以了解地球历史上的构造运动情况。
其次，断层与地震活动密切相关。
许多大地震的发生都与断层的活动有关。
了解断层的分布和活动规律，对于地震预测和防范具有重要的指导作用。
此外，断层还会影响地下水的流动和储存，以及矿产资源的分布和开采。
地质构造的形成过程是一个漫长而复杂的过程。
在地壳运动的作用下，岩石会受到不同方向和大小的力的作用。
这些力可能来自地球内部的热对流、板块运动等。
当岩石所受到的力超过其承受能力时，就会发生变形和破裂，从而形成各种地质构造。
褶皱构造是常见的地质构造之一。
它可以分为背斜和向斜。
背斜是岩层向上拱起的褶皱，其核部岩层较老，两翼岩层较新；向斜则是岩层向下凹的褶皱，核部岩层较新，两翼岩层较老。
构造地质学 第11章 断层概论
构造角砾岩（tectonic breccia）
隘口拆离断层角砾岩带
碎裂岩（cataclasite）
碎裂岩（cataclasite）
地层标志（缺失、重复）
岩浆活动与矿化作用
大断层尤其是切割很深的 大断裂常常是岩浆和热液 运移的通道和储聚场所。 如果岩体、矿化带或硅化 等热液蚀变带沿一条线断 续分布，常常指示有大断 层或断裂带的存在。一些 放射状或环状岩墙也指示 放射状断裂或环状断裂的 存在。
走向断层不但能造成地层的缺失，而且还可以造 成地层的重复。即由走向断层引起地层关系上的 效应，这也是判定断层存在和性质的依据。
缺失：是指一套正常地层中的一层或数层，由于 断层作用，在夷平面上断缺的现象。
重复：是指一套正常地层中的一层或数层，由于 断层作用而重复出现的现象。
走向断层效应共可以出现六种缺失或重复的基本 形式。
II. 断层存在的野外标志
1. 地质界线的错开现象 2. 地层的重复与缺失 3. 磨擦镜面、擦痕和阶步 4. 断层构造岩 5. 沉积相变化 6. 地貌标志
断层面产状的确定
断层面显露地表时，可以直接在断层面上进 行测定。
断层面未显露地表时，如果断层面比较平整 、地形切割较强烈而且断层线出露良好，则 可以利用“V”字形法则，或采用《在地形 地质图上测定面状构造产状要素方法》进行 断层面产状的测定。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 串珠状湖泊洼地
由大断层引起的断陷 或破碎带形成的湖泊 、洼地，在走向上呈 线状、串珠状分布， 单个湖泊、洼地也具 有定向的特点。
错断的水系：断层的存在常常影响水系的发育，
引起河流的急剧转向、甚至切断河谷。
构造标志
面理，线理的错开
岩层产状的急剧变化
构造地质学10章断层概论
处在标准状态下的岩石，如受水平挤压（两 侧均匀受压）（见图），可能出现两组逆断 层。
自然界最常见的是不均匀的侧向挤压，因此，他提出 了三种附加应力状态。
断层三角面侵蚀过程
断层三角面
3、错断山脊和错断河流（突然拐弯）
A K
AHB C
C DG D
F
F
E
E
错断山脊A、B、C、D ；错断河 F；断层池G；改向河H； 改向河老河床
平移断层作用的地貌效应
4、串珠状湖泊和洼地与带状分布的泉水与 现代活动断层分布有关。
（二） 构造标志
1、 构造线和地质体的不连续
正-平移断层
A以断层端点为旋轴 B以断层中点为旋轴
枢纽断层
逆-平移断层
正断层、逆断层、平移断层的剖面表示
○⊕
表示右行平 移断层，反 之，为左行 平移断层
正断层、逆断层、平移断层的平面表示
表示下降
下盘
上盘 下盘
小型左行平移断层
正断层
逆断层
§4．断层的形成机制
断层形成机制涉及破裂的发生和断层的形成、 断层作用与应力状态、岩石力学性质，以及断层 作用与断层形成环境的物理状态等问题，所以其 形成机制是复杂的。
第十章 断层 (Fault) 概论
§1.断层概念 §2.断层的几何要素 和位移 §3.断层的分类 §4.断层的形成机制 §5.断层的识别（标 志）及研究
§1．断层的概念
第五章我们讲了岩石的脆性破坏理论。一种 是垂直拉伸方向的张裂；另一种是略小于450角 度斜交挤压方向的剪裂。无论是张裂还是剪裂， 当平行破裂面位移为零（或很小），这个破裂 不连续面称为节理。当位移显著时，就称为断 层。
工程地质学第四章节理-断层
串珠状的湖泊或洼地，泉水的带状分布，常表明有 大断带存在。
正常延伸的山脊突然错断，正常流径的河流突然产生急转 弯。〈断层两盘相对平移〉
断层符号识别 在地质图上，断层一般用粗红线醒目地 标示出来，断层性质用相应符号表示。
70°
45°
正断层
逆断层
平移断层
四、研究断层在工程上的意义
6)统计节理的密度、间距、数量，确定节理发育程度(持续性)和节理的主
导方向。
节理壁的粗糙程度调查
3、调查资料的整理和统计
节理统计常采用的节理玫瑰花图。玫瑰花图有走向玫瑰花图和 倾向玫瑰花图。 ①节理走向玫瑰花图 在一半圆上分画0 º～90 º 度和270 º～ 360 º （0 º）的方位。 把所测得的节理走向按每5 º 或10 º 分组，并统计每一组内节理数和 平均走向。按各组平均走向，各圆心沿半径以一定长度代表每一组 节理的个数 ，然后用折线相连。 ②节理倾向玫瑰花图 把所测得的节理走向按5 º 或10 º 间隔进行分组，统计每一组节 理平均倾向和个数。在注有方位角的圆周图上，以节理个数为半径， 按各组平均倾向定出各组的点，用折线连接各点既得节理倾向玫瑰 图。
3) 节理比较发育，组系及其相互关系比较明确。
4) 观测点应选在构造的重要部位，并且在不同构造层、不同岩系和不同岩 性岩层中都应布点。
2、节理调查的内容
1)测量节理产状。 2)观察节理面张开程度和充填情况。 3)描述节理壁的粗糙程度。 4)观察节理充水情况。 5)确定节理成因。
节理持续性是指节理裂隙的延伸程度。 持续性越好对工程影响越大。 一般：<1m 及1-3m，差；3-10m， 中等；10-30m 及>30m，好及很好。
④
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论正断层性质与特征
一、问题的提出
生产实践中，经常遇到一些问题与断层的性质有关。
如：水文地质中断层的导水性，断层与矿井突水淹井的关系；瓦斯地质中断层的开放性，断层与瓦斯赋存、瓦斯涌出及煤与瓦斯突出的关系等。
显然，断层的性质具有致关重要的作用，是分析问题的基础，没有对断层性质的准确判断，必然导致错误的结论。
正断层是地台区一种最常见的构造类型。
一般认为正断层为张性断层，并具有张性断层的一般特征。
如断层面比较粗糙、断层角砾多棱角状、次棱角状、排列杂乱无章、没有强烈积压形成的复杂小褶皱等现象。
但大量的实际观测表明，正断层并非主要是张性，而是剪性，并具有剪性断层的一般特征。
二、正断层性质
从理论上来说，正断层既可以是剪应力作用下形成的剪破裂，也可以是张应力作用下形成的张破裂。
在构造应力作用下，岩石的破裂方式主要决定于以下三个因素：（1）岩石的抗剪强度和抗张强度。
由于岩石的抗张强度仅为抗剪强度的1/3，因此，在自然条件下，岩石更容易发生张破裂；
（2）岩石变形的地质环境。
断层一般形成在地下围压很大的环境条件下，围压的作用不利于张性破裂的形成，而对剪破裂的发育比较有利。
（3）构造应力场性质。
岩石在张应力作用下，超过其抗张强度形成张性破裂；在压应力作用下则形成剪性破裂。
可用剪切破裂摩尔圆图解来说明（略）。
从实际来看，断层一般形成在地下围压很大的条件下，在压应力作用下，主要形成剪性破裂，只有在张应力作用下才形成张性破裂。
因此，尽管岩石的抗张强度远小于抗剪强度，但由于受环境围压条件的作用，岩石中更多形成的是剪切破裂，而不是张破裂。
如，岩石中的节理主要为剪节理，张节理比较少见。
节理的性质尚且如此，由张节理进一步发育所形成的典型张性断层更为少见。
三、正断层特征
断层的特征一般包括断层面特征、构造岩特征、断层两盘伴生构造特征及断层的组合特征等四个方面。
断层的特征决定于断层的性质。
比较明显反映断层性质的特征是断层面特征、构造岩特征和断层两盘伴生构造特征。
张性正断层的特征如各种教科书描述和人们通常所认识的那样，此不赘述。
下面着重论述剪性正断层的一般特征。
根据E. M. Anderson（1951）应力状态分析，剪性正断
层与逆断层、平移断层的形成机制实质上是一样的，均属于
剪破裂，因此，应当具有类似的压剪性构造特征（略）。
但
实际研究表明，断层特征的差别也是比较明显的：
（1）剪性正断层的压剪性构造特征最弱，平移断层较
强，逆断层最强。
形象理解，由剪性正断层——平移断层—
—逆断层，其构造特征表现为“张剪性——剪性——压剪性”
的递变序列。
（2）构造岩分带性的差异。
剪性正断层分带性最明显，
其次是平移断层，逆断层最弱。
野外观测表明，如果断层带
内各种构造岩均较发育的话，紧靠断层面的是断层泥，然后，
离开断层面依次是碎粉岩、碎粒岩、断层角砾岩（图1）。
图1 构造岩分带示意图
四、影响剪性正断层特征因素分析
剪性正断层特征总体上介于张性正断层与剪性逆断层、平移断层之间，其根本原因是空间应力状态作用的差别造成的。
（1）应力的性质决定剪性正断层具有同逆断层、平移断层类似的构造特点，即剪性。
（2）构造应力场（σ
1、σ
2
、σ
3
）的空
间作用状态不同，决定了剪性正断层与逆断
层、平移断层的构造特征又有一定的差别，
而与张性正断层有一定的相似性（图2）。
剪性正断层：“主动力σ
1
”垂直向上，
推动断层下盘——“主动盘”沿高角度断裂
面向上运动，断层两盘相互作用力较弱，压
剪性构造特征不突出。
逆断层：“主动力σ
1
”水平，推动断层
上盘——“主动盘”沿低角度断裂面向上运
动，断层两盘相互作用力强烈，因此，表现
出典型的压剪性构造特征。
平移断层：断层两盘作水平方向运动，
相互作用力介于剪性正断层和逆断层之间。
张性正断层：“主动力σ
3
”水平，在重
力作用下断层上盘——“主动盘”沿高角度
断裂面向下运动，断层两盘相互作用力很
弱，因此，呈现出典型的张性构造特征。
图2 断层形成的应力状态图解同逆断层、平移断层、张性正断层一样，剪性正断层的特征还受其它因素的影响，并表现出一定的变化。
如岩石力学性质、岩体结构、断层面产状、断层形成的地质环境条件等，显然韧性岩石、薄层脆韧性岩层互层、低角度断层、高温高压地质环境条件下，其压剪性特征比较明显，反之，张性特征明显，在实际应用中要具体分析。
五、结论
（1）正断层包括剪性正断层和张性正断层，自然界中以剪性正断层为主。
（2）剪性正断层的构造特征总体上为剪性，但表现出一定的张性特点；张性正断层具有典型的张性构造特征。
剪性正断层的构造岩具有空间分带性。
（3）构造应力场的空间作用状态是影响断层特征的决定性因素，其次是岩石力学性质、岩体结构、断层产状、断层形成的地质环境条件等。
摘要理论和实际研究表明，正断层有剪性和张性两种力学性质，并以剪性为主。
剪性正断层的构造特征总体上为剪性，但表现出一定的张性特点；张性正断层具有典型的张性构造特征。
剪性正断层的构造岩具有空间分带性。
构造应力场的空间作用状态是影响断层特征的决定性因素。
关键词：正断层力学性质构造特征
参考文献。