断裂构造
第五讲 断裂构造
T—张节理，锐夹 角指本盘移动方 向；S1—大交角剪 节理，一般不发 育，不宜使用； S2—小交角剪节理， 较发育，锐夹角 指本盘移动方向 。
（4） 根据两盘地层的新老关系
（5）断层角砾分布情况：角砾岩中某种特殊岩石
或矿石等碎块的分布可以指示出位移方向。
四、断裂构造与成矿的关系
断裂构造通常是含矿溶液运移的通道（控矿 断裂）和矿体赋存的空间（容矿断裂）。从 而在空间上它控制着矿体的形状、产状、规 模和分布规律。所以它与金属矿床的成因关 系非常密切。成矿后的断层，往往破坏矿体， 将矿体切割成几部分，使矿体的分布、形态 及产状等复杂化，从而降低了矿产的开采价 值，也会给开采工作带来极大的困难。详情 在“第四篇矿床”的有关单节中介绍。
（5） 断层泥和断层角砾 断层发生相对位移时，其两侧岩石（或矿石）有时 被研磨成细泥，称为断层泥；如被研碎成带棱角的 碎块，则称为断层角砾；断层角砾重新被胶结称为 断层角砾岩。此外大的断层破碎带中有时还出现糜 棱岩。
断层角砾岩
（6）断层擦痕和断层擦光面：断层两盘相 对位移时互相摩擦，断层面上留下擦痕 和摩光面，是判断断层存在的直接标志。
构造节理的力学性质分类 1) 剪节理： （1）产状稳定，延伸较远。 （2）节理面平直光滑，节 理面上可有小擦痕。 （3）节理缝细，一般无充 填；如被充填，脉厚较为 均匀，脉壁较为平直。 （4）切穿砾石和胶结物。 （5）常组成 “X” 节理， 两组节理旋向相反，锐夹 角平分线是最大挤压力的 方向。
共轭剪节理
2) 张节理：
（1）产状不稳定，短而弯曲
（2）节理面粗糙不平，无擦
痕 （3）节理缝宽，多被充填， 脉厚不稳定 （4）绕过砾石和粗砂
（5）常是不规则的树枝状、
断裂构造的概念
断裂构造的概念断裂构造（Fracture Tectonics）是指地球表面上由于内部地壳和岩石发生应力作用而导致的断裂现象和构造变形。
这些断裂构造包括断层、裂缝和岩石块体的位移等形式，它们在地质过程中起到了重要的作用。
一、断裂构造的形成与类型断裂构造的形成主要是由于地壳板块在构造过程中发生的应力作用，而导致岩石或地壳发生断裂形变。
这种应力作用一般分为三种类型：拉应力（tensional stress）、压应力（compressional stress）和剪应力（shear stress）。
拉应力是指板块之间产生相对拉伸作用的应力，导致板块或岩石发生伸展和拉伸。
拉应力会导致岩石断裂，形成步错断层（normal fault）和走滑断层（oblique fault）等。
压应力是指板块之间产生相对挤压作用的应力，导致板块或岩石发生压缩和挤压。
压应力会导致岩石沿着脆性断层面发生滑动，形成逆冲断层（reverse fault）和推覆构造（thrust structure）等。
剪应力是指板块之间产生相对剪切作用的应力，导致板块或岩石发生滑动和切割。
剪应力会导致断层面上的岩石发生剪切滑动，形成走滑断层（strike-slip fault）等。
根据断裂面的倾向和走向，断裂构造可以分为不同类型，包括北、南断裂（north-south fault）、东、西断裂（east-westfault）、NW-SE断裂（NW-SE fault）和NE-SW断裂（NE-SW fault）等。
这些断裂构造在地壳运动和构造演化中起到了重要的作用。
二、断裂构造与地震活动断裂构造与地震活动之间存在着密切的关系。
地壳板块在构造进行过程中，由于内部应力的积累和释放，会导致地震的发生。
当板块之间的断裂面达到一定的破裂破坏程度时，就会引发地震现象。
地震是地壳内部物质在应力作用下释放的能量所造成的地球表面运动。
它是地球自身内能的释放，也是构造变动、震源活动过程以及板块运动和地壳形变的直接表现。
名词解释断裂构造
《断裂构造》一、断裂构造的概念断裂构造是指在地壳运动、构造应力等因素作用下，岩石产生的断裂现象。
断裂构造是地球表面或地下岩石的一种重要结构形式，也是地球构造活动的重要表现形式之一。
根据断裂构造的形态和成因，可以将其分为不同的类型。
例如，根据断裂的走向和位置，可以分为水平断裂、垂直断裂、倾斜断裂等；根据断裂的形成过程和机制，可以分为正断层、逆断层、平移断层等。
二、断裂构造的意义断裂构造对地球构造活动具有重要意义，主要表现在以下几个方面：1. 地震活动断裂构造是地震产生的重要因素之一。
地震是由于地壳内部的构造应力积累到一定程度，导致岩石破裂、位移而产生的现象。
断裂构造提供了地震产生的物理条件，也是地震能量释放的通道。
因此，研究断裂构造对于预测和防范地震具有重要意义。
2. 地质环境断裂构造对地质环境的形成和演化产生重要影响。
例如，断层盆地、断层湖泊、断层山脉等都是由断裂构造形成的。
断裂构造还可以导致岩浆侵入、岩石变质等地质过程，从而形成各种矿产资源。
3. 矿产资源断裂构造对矿产资源的分布和形成具有重要影响。
例如，黄金、白银等贵金属矿产资源往往与断裂构造有关。
断裂构造提供了矿产资源运移和富集的通道，同时也控制了矿床的形态和规模。
三、断裂构造的研究方法断裂构造的研究方法包括地质调查、地球物理勘探、地质力学模拟等多种手段。
其中，地质调查是研究断裂构造的主要方法之一。
通过地质调查，可以了解断裂构造的形态、位置、规模、成因等信息，为后续研究提供基础数据。
地球物理勘探是另一种重要的研究方法。
地球物理勘探技术包括地震勘探、磁法勘探、电法勘探等，可以探测地下的断裂构造，提供更加详细的信息。
地质力学模拟是研究断裂构造的一种新方法。
通过建立地质力学模型，模拟断裂构造的形成和演化过程，可以更好地理解断裂构造的成因和机制。
四、结论断裂构造是地球构造活动的重要表现形式之一，对地质环境、地震活动、矿产资源等方面产生重要影响。
第三节断裂构造
教案用纸地貌标志（1）断层崖由于断层两盘的相对滑动，常常促使断层的上升盘形成陡崖，这种陡崖通常称为断层崖。
如王乔洞断层西盘栖霞组灰岩形成约10米高的断层崖。
（2）断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向的水流侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，即断层三角面。
（3）错断的山脊错断的山脊也往往是断层两盘相对平移等运动的结果。
（4）横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是一条较大断裂。
（5）串珠状湖泊洼地这种洼地往往是大断层存在的标志。
（6）泉水的带状分布断水呈带状分布往往也是断层存在的标志。
如沿猫耳洞断层分布的一系列下降泉（落水洞）（7）水系特点断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错短河谷构造标志（1）构造线不连续任何线状或面状地质体，如地层、矿层、岩脉、侵入体与围岩的接触面、片理或相带等均顺其产状延伸。
如果这些线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。
图7是断层造成的构造线不连续现象的图示。
走向断层F1、倾向数层F2和斜向断层F3分别切断地层或早期断层，或在平面上或在剖面上，或者既在平面上又在剖面上，两者均显示出构造线的中断。
为了确定断层的存在的测定错开的距离在野外应尽可能查明错断的对应部分。
图7 断层引起的构造不连续现象F1走向断层；F2倾向断层；F3斜向断层（2）构造强化现象断层活动引起的构造强化，包括有岩层产状的急变、多变和变陡；节理化、劈理化甚至片理化窄带的突然出现；小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。
如果我们在野外发现这些现象，就要进行认真的观察，探究引起这些现象的可能原因。
构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种表现。
断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体，长径大小一般为数十厘米至二、三米。
构造透镜体有时单个出现，有时数个或更多个透镜体成组产出。
构造透镜体一般是挤压作用产生的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体，菱块楞角又被磨去形成的。
3.2断裂构造
岩石受力发生变形，其连 续完整性遭到破坏，发生 断裂，形成断裂构造。 断裂构造根据两侧岩体是 否有明显的位移，分为节 理和断层。
断裂构造的分类
节理（裂隙）
原生节理 剪节理 构造节理 张节理 次生节理
断层
正断层 逆断层 平移断层
断距 断距是指断层两盘上对应层之间的相对距离。在 不同方位的剖面上，断距值是不同的： 在垂直于被错断岩层走向的剖面上可测的断距有： 地层断距 断层两盘上对应层之间的垂直距离。 铅直断距 断层两盘上对应层之间的铅直距离。 水平地层断距 断层两盘上对应层之间的水平距离。
断层的识别
地层界限不连续或岩层中断
3.3.1
节
理
节理(joint):俗称裂隙，指岩石中没有明显位移的断裂， 裂开的面称为节理面。 按成因可分为构造裂隙和非构造裂隙两大类 非构造节理：指由成岩作用、外动力、重力等非构造因素 形成的裂隙，如岩石在形成过程中产生的原生裂隙、 风化裂隙、以及沿沟壁岸坡发育的卸荷裂隙等。风化 节理产状极不稳定，与各类构造没有联系，其发育深 度有限，自地表向地下，无论是数量上还是规模上， 越来越小。原生节理是岩石在形成过程中形成的节理， 如沉积岩中的泥裂，玄武岩中的柱状节理。 构造节理:由于地壳构造运动而形成的节理.最为常见，下 面主要介绍构造节理。
断层基本类型
正断层
(normal fault) 断层的上盘相对 下降，下盘相对 上升
逆断层 (reverse fault)
断层的上盘相对 上升，下盘相对 下降
平移断层
(parallel fault)
断层两盘沿断层 走向(水平方向) 相对移动
断层组合形式
(1) 阶梯状断层---几 条产状大致相同的正 断层排列在一起，沿 某一方向作阶梯状下 降. (2) 地堑---两条大致 平行的相向正断层， 中间部分岩块下降， 即有共同下降盘. (3) 地垒---两条大致 平行的正断层相背倾 斜，中央部分岩块上 升，即有共同的上升 盘.
断裂构造
3.3 断层野外识别
构造线 层序 伴生 地貌
2.2 节理发育程度分级
节理不发育：1~2组，间距1 节理不发育：1~2组，间距1米以上，闭合， 大块状； 节理较发育： 2~3组，呈X型，间距大于 2~3组，呈X 0.4米，大块状； 0.4米，大块状； 节理发育：3组以上，张开，间距小于于0.4 节理发育：3组以上，张开，间距小于于0.4 米； 节理很发育：3 节理很发育：3组以上，杂乱，风化、构造 型为主，张开，间距小于于0.2米，碎块状； 型为主，张开，间距小于于0.2米，碎块状；
2.3 节理的调查和统计
（1）调查内容 力学性质； 组数，密度，产状； 张开度，延长度，节理面壁的粗糙度，强度 充填物，厚度，含水情况； 节理发育程度。 （2）统计内容 节理玫瑰图
3 断层
3.1 断层要素 断层面，断层线，断盘，断距；
3.2 断层常见分类
几何分类：正断层，逆断层，平移断层； 与岩层走向关系分类：走向断层，倾向断 层，斜向断层 与褶轴关系分类：纵断层，横断层，斜断 层 力学性质分类：压、张、扭
断Байду номын сангаас构造
主要内容
1 断裂构造的概念 2 节理 3 断层
1 断裂构造的概念
岩层受构造运动作用，所受到的应力超过岩石 强度时，岩石的完整性遭到破坏，产生断裂， 称为断裂构造。 按照断裂面两侧有无明显位移，分为节理和断 层。
2 节理
2.1 节理分类 按成因分类：原生节理，构造节理，表生节 理； 按力学性质性质分类：剪节理，张节理,劈理； 按力学性质性质分类：剪节理，张节理,劈理； 按节理与岩层的走向关系：走向节理，倾向 节理，斜交节理； 按张开度分类：宽张节理，张开节理，微张 节理，闭合节理
构造地质学--第三章断裂构造
断层角砾岩—角砾结构，略有磨圆 的断层磨砾岩；
碎裂岩—碾搓，研磨得更细的断层 岩，显微镜下可见其颗粒细小；
构造片岩—断层带内岩石显著重 结晶，并具片状构造的断层岩。
（三）地球物理标志
不同岩石的密度、磁化率、电阻率、 重力、波导率等都不尽相同，因此，利 用上述地球物理资料，可认识判断断层 的存在与否及其变化。
3、 斜向节理—走向介于上述两者之间。 4、 顺层节理—节理面大致和岩层层面平
行。
按节理走向与区域褶皱枢纽方向分： 1、纵向节理—节理走向与枢纽平行。
2、横向节理—节理走向与枢纽近垂 直。
3、斜向节理—走向介于上述两者之 间。
当褶皱枢纽水平时： 纵向节理=走向节理；横向节理=倾向
二、成因分类
1、原生节理—成岩过程中形成的节理（ 如沉积岩形成过程中的泥裂）。
型地堑系，依裂谷发育区域构造部位分：
大洋裂谷—大西洋中脊裂谷 大陆裂谷—东非裂谷 陆间裂谷—红海—亚丁湾、莱茵裂谷 、 汾渭裂谷、贝加尔裂谷
裂谷特征： 由一系列正断层为主的地堑、半地堑
组成的复杂的地堑系，通常位于区域性 隆起的轴部
裂谷中常常沉积一套粗碎屑岩，火山 熔岩等
裂谷带是地震带和火山带 裂谷带表现为重讲到此
地层断距ho = hf *Sin α， 铅直断距hg= hf /Cos α
第三节 断层的分类与组合类型
一、根据断层走向与褶皱轴向或区域构造线 之间的几何关系分：
1、纵断层—断层面与褶皱层面的交线同褶皱 轴向一致或断层走向与区域构造线基本一 致。
2、横断层—断层面与褶皱层面的交线同褶皱 轴向直交或与区域构造线基本直交。
关，强硬岩层较弱软岩层的节理间距 大）； 2、节理面光滑平直，延伸较远，在其延 伸方向上常切过砾石和胶结物； 3、当有微量位移时，节理面上有擦痕；
地质学基础 17断裂构造
断距——相当层之间的距离。
铅直地层断距（落差） ：断层两盘相当层层面间的铅直距离。
（二）断层分类
1.根据断层走向与褶皱轴向关系
纵断层：断层走向∥褶皱轴向 横断层：断层走向⊥褶皱轴向 斜断层：断层走向∠褶皱轴向
地质图（a）和（b）构造图中的断层F1-纵断层；F2-横断层；F3-斜断层
（四）断层的观察和研究
1.断层的识别（或标志）
（1）地貌标志
断层崖和断层三角面， 水系突然改向， 山脊错断， 湖泊洼地和泉水的带状分布
断层三角面
秦皇岛
（2）地质界线或构造线不连续（错开）
断层引起地质界线不连续
构造线不连续（错开）
（3）地层的重复与缺失
在上盘钻井剖面中，正断层造成地层缺失，逆断层造成地层重复。
牵引褶皱及其指示的两盘位移方向
（6）地球物理学标志
地震剖面：反射波同相轴错断，反射同相轴数目突增减或消失，反射
波同相轴突变、反射凌乱或出现空白区，出现异常波等。
2、断层面产状的确定
野外：直接测定； 室内：用间接方法求取——地质图、钻井资料、物探资料等
3、断层两盘运动方向的确定
2.根据断层两盘的相对运动的方向分类 （1）正断层：上盘相对下降，下盘相对上升。
A:断层面一般较陡，以600一700为最常见。剖面形态呈板 形或铲形；
剖面形态：a-板形；b-铲形
B:在剖面图上，表现为地层缺失，钻井进尺缩减
C:在构造图上，标准层的构造等高线在断层附近出现空白带。 等高线数值低的一侧为上盘（下降盘），等高线数值高的一侧 为下盘（上升盘）。
二、断层
断裂两侧岩块沿破裂面有明显位移的断裂构造。
（一）断层的几何要素
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教学目标 Objectives
讲解断裂的形成
To explain the formation of fractures 掌握断裂构造的特点
断层面两侧的岩块叫断盘(fault wall)。
称为上盘(hanging wall, upthrown wall)，处
(upright)，可用地理方位(geology
断层面
断层线
断盘
断距
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二、新课内容（三）断层的要素
1）断层面(fault surface):把地质体断开成两部分并沿之滑动的破裂面。 断层面可以是平面（linear fault plane）,可以是曲面(curved fault plane)，但多数情况下是破碎带(fragmentation zone)。 断层面的空间状态用走向、倾向和倾角来描述。 （2）断层线(fault trace)：断层面与地面或某岩层面的交线称为断层线。 断层线的形状取决于断层面的形态和地面的形态，一般为曲线。 （3）断盘(fault wall)：断层面两侧的岩块叫断盘。 当断层面倾斜时(incline)，处于断层面上面的称为上盘(hanging wall,upthrown wall)，处于断层面下面的称为下盘(footwall, downthrown wall)。当断层面垂直时(upright)，可用地理方位(geology orientation)加以区别。 （4）断距(separation)：断层两盘对应岩层之间被错开的相对距离。
一、课程回顾
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arch of rock with the core, limb, hinge A fold is permanent rock 1 What is a fold? What are the basic types of folds? arch of rock with the oldest rock layer in the zone of fold, hinge 2 What are the elements of a fold? deformation. youngest layer in center of rock the pattern 3 What are the features of anticlines and synclines The basic types are of fold, axial the center of the pattern and younger rock layer ？ lies on either the and older rock side layerof lies anticlines and synclines plane. pattern . on either symmetrically side of the pattern symmetrically .
断层面
断层线
断盘
断距
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二、新课内容（三）断裂的要素
ult surface):把地质体断开成两部分并沿之滑动的破裂面。 断层面可以是平面（linear fault plane）,可以是曲面(curved fault plane) ，但多数情况下是破碎带(fragmentation zone)。 部分并沿之滑动的破裂面。 断层面的空间状态用走向、倾向和倾角来描述。 断层面可以是平面（ linear fault plane）,可 （ 2）断层线(fault trace)：断层面与地面或某岩层面的交线称为断层线。 断层线的形状取决于断层面的形态和地面的形态，一般为曲线。 以是曲面(curved fault plane)，但多数情况 （3）断盘(fault wall)：断层面两侧的岩块叫断盘。 当断层面倾斜时 (incline) ，处于断层面上面的称为上盘 (hanging 下是破碎带 (fragmentation zone)。 wall,upthrown wall)，处于断层面下面的称为下盘(footwall, downthrown wall)。当断层面垂直时(upright)，可用地理方位(geology orientation)加以区别。 （ 4）断距 (separation) 倾向 Dip 和倾角：断层两盘对应岩层之间被错开的相对距离。 Dip angle来描述
1）断层面(fault surface):把地质体断开成两部分并沿之滑动的破裂面。 断层面可以是平面（linear fault plane）,可以是曲面(curved fault plane)，但多数情况下是破碎带(fragmentation zone)。 断层面的空间状态用走向、倾向和倾角来描述。 （2）断层线(fault trace)：断层面与地面或某岩层面的交线称为断层线。 断层线的形状取决于断层面的形态和地面的形态，一般为曲线。 （3）断盘(fault wall)：断层面两侧的岩块叫断盘。 当断层面倾斜时(incline)，处于断层面上面的称为上盘(hanging wall, upthrown wall)，处于断层面下面的称为下盘(footwall, downthrown wall)。当断层面垂直时(upright)，可用地理方位(geology orientation) 加以区别。 （4）断距(separation)：断层两盘对应岩层之间被错开的相对距离。
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二、新课内容（一）课程导入
褶皱的形成主要是地层在应力作用下产 生的塑性变形(plastic deformation)。 但当地层受到应力的大小超过(exceed) 了岩层的破裂强度(broken intensity) 时，就会形成另外一种地质构造----断 裂构造(fracture)。 那么什么是断裂构造？断裂是怎样产生 的？分为几种？断裂构造中地层层序 (succesion)和产状分布有什么特征？这 些问题就是本次课我们要研究的重点。
断层面(fault surface)与地面(ground)或 某岩层面的交线(line of intersection)称 为断层线(fault trace)。 断层线的形状(shape)取决于断层面的形 态和地面的形态，一般为曲线(curve)。
断层面
断层线
断盘
断距
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二、新课内容（三）断裂的要素
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二、新课内容
1 课程导入 2 断裂的概念 3 断裂的要素 4 断层的分类 5 断层的组合方式 6 断层的识别方法
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Step Ⅱ New contents
1 Introduction 2 Fracture 3 Elements of a fault 4 Classification of faults 5 compounding of faults 6 Identification of faults
1）断层面(fault surface):把地质体断开成两
断层面的空间状态(attitude)用走向 Strike、
断层面
断层线
断盘
断距
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二、新课内容（三）断裂的要素
1）断层面(fault surface):把地质体断开成两部分并沿之滑动的破裂面。 断层面可以是平面（linear fault plane）,可以是曲面(curved fault plane)，但多数情况下是破碎带(fragmentation zone)。 断层面的空间状态用走向、倾向和倾角来描述。 （2）断层线(fault trace)：断层面与地面或某岩层面的交线称为断层线。 断层线的形状取决于断层面的形态和地面的形态，一般为曲线。 （3）断盘(fault wall)：断层面两侧的岩块叫断盘。 当断层面倾斜时(incline)，处于断层面上面的称为上盘(hanging wall,upthrown wall)，处于断层面下面的称为下盘(footwall, downthrown wall)。当断层面垂直时(upright)，可用地理方位(geology orientation)加以区别。 （4）断距(separation)：断层两盘对应岩层之间被错开的相对距离。
1）断层面(fault surface):把地质体断开成两部分并沿之滑动的破裂面。 断层面可以是平面（linear fault plane）,可以是曲面(curved fault plane)，但多数情况下是破碎带(fragmentation zone)。 当断层面倾斜时(incline)，处于断层面上面的 断层面的空间状态用走向、倾向和倾角来描述。 （2）断层线(fault trace)：断层面与地面或某岩层面的交线称为断层线。 断层线的形状取决于断层面的形态和地面的形态，一般为曲线。 于断层面下面的称为下盘 (footwall, （ 3）断盘(fault wall)：断层面两侧的岩块叫断盘。 当断层面倾斜时 (incline) ，处于断层面上面的称为上盘 (hanging downthrown wall) 。当断层面垂直时 wall,upthrown wall)，处于断层面下面的称为下盘(footwall, downthrown wall)。当断层面垂直时(upright)，可用地理方位(geology orientation)加以区别。 （ 4）断距(separation) ：断层两盘对应岩层之间被错开的相对距离。 orientation) 加以区别。
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二、新课内容（二）断裂的概念
1岩层受地应力作用而 破裂（break）叫断裂。 2沿破裂面两侧的岩层 发生明显位移 （displacement）的 断裂称为断层(fault)， 没有明显位移的断裂 称为节理(joint)或裂缝。