地质构造 断裂构造
构造地质学--第三章断裂构造
节理（图3-1）
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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）。 2、冷凝节理—玄武岩、花岗岩等熔融状
态之岩浆在冷凝过程中形成的（如石柱林）。 3、风化节理—强烈风化作用结果所致
（根劈作用—苏州天平山，水解作用等）。
2、 倾向节理—节理倾向与所在岩层的走 向大致垂直，与倾向平行。
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。
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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。
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 裂谷带表现为重力异常和磁异常
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2、生长断层（同沉积断层） 主要发育于盆地边缘，盆地不断沉降， 且同时接受沉积； 特征： 1、规模较大之正断层； 2、下降盘地层厚度大于上升盘，两者之比
区域性断裂规模巨大，延伸也远， 下可及硅镁层，甚至达岩石圈，亦称深 大断裂—长期继承性发展，空间延伸极 长，切割较深。
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一、区域性断裂特点 1、常以一条以上主干断裂和若干次级
断裂组成，具一定宽度，形成断裂带； 2、深断裂活动改变地下深部的温压状 态，促使岩浆活动。酸性、中酸性岩 浆活动带，断裂切割较浅；基性、超 基性岩浆活动带切割较深； 3、深断裂带是地球物理异常带；
与倾向平行 3、斜向断层—断层走向与岩层走向斜交 4、顺层断层—断层面与岩层面基本一致
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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。
一：断裂构造对工程建设的影响
一：断裂构造对工程建设的影响
断裂构造是地球地壳中的一种地质构造，其对工程建设可能产生以下影响：
1. 地震风险增加：断裂构造是地震活动的主要产生地带之一。
在断裂带附近进行工程建设可能面临更高的地震风险，这会对工程的安全性和稳定性产生重要影响。
需要采取相应的地震防灾措施，以降低地震灾害可能造成的影响。
2. 地表变形和沉降：断裂构造可能会导致地表的变形和沉降，这会对工程建设的平整度和稳定性产生影响。
在断裂带附近进行工程建设时，需要对地表变形进行充分考虑，并采取合适的措施来降低沉降带来的不利影响，以确保工程的正常运行和使用寿命。
3. 水资源和地下水环境的影响：断裂构造可能在地下形成裂缝和裂隙，从而影响水资源和地下水环境。
例如，断裂带附近的水源可能会受到影响，地下水的补给和流动也可能受到限制。
在断裂带附近进行水利、水电等工程建设时，需要对断裂带的水文地质条件进行充分研究和评估，以确保水资源的可持续利用和环境的保护。
4. 岩土工程建设困难：断裂构造区的岩土条件可能相对复杂，
可能存在较大的地质变形、不规则的地层厚度和组合等问题。
这会增加工程建设的难度和复杂性，需要采取相应的设计和施工措施，以应对地质条件的挑战，确保工程的可靠性和安全性。
断裂构造对工程建设产生重要影响，需要进行充分的地质调查和技术评估，制定相应的设计和施工方案，以确保工程的安全、可靠和持久运行。
煤矿地质学4地质构造-3断裂构造
2、根据断层走向与两盘岩层走向的关系分类：
1）走向断层：断层走向与岩层走向基本一致。
2）倾向断层：断层走向与岩层走向近于直交,与倾向平行。
3）斜交断层：断层走向与岩层走向斜交。
3、根据断层走向与褶曲轴向的关系分类：
1）纵断层：断层走向与褶曲轴向近于平行。
2）横断层：断层走向与褶曲轴向近于直交。
3）斜断层：断层走向与褶曲轴向斜交。
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 A B：大理岩质角砾岩
B
－郯庐断裂
• 3）牵引现象
断层两盘沿断层面相对错移时产生的摩擦力，拖动断层附近的 岩层，使之弯曲而形成的褶曲。 岩层因牵引而变薄的尖端指示了对盘运动方向。
（五）断层类型的确定 主要指正断层、逆断层和平移断层的确定，常用的方法有： 1、经验类推法： 根据以往研究成果，若某矿以正断层为主，那么所遇新断 层， 就可以根据这种规律判断其类型为正断层。 2、小断层类比法： 大断层附近常伴生一系列小断层。在 巷道掘进中若遇到一系列小断层，可判断 前方有大地层存在，且性质与小断层相同。 小断层类比
（1）走向断层，落差大于2米，且分布较大，用双工作面。
（2）斜交断层，双工作面渡过影响区。
（3）工作面小型倾向或斜交断层 ，H>2米重开切眼，H<2米
工作面推过，要注意使工作面与断层延展方向有一个较大 的交角，避免因冲击地压造成工作面的危险。
方向.该分类方案首先将断层分成三大类：
• • • • 1）正断层 上盘下降、下盘上升 断面倾角较大，常为70~80度，规模一般较小 断面挤压现象不明显
• 2）逆断层
• 上盘上升、下盘下降 • 断面倾角小于45度称为逆断层，小于30度为逆掩断层， 倾角平缓时称为推覆构造 • 3）平移断层 • 两盘平行断面走向运动 • 断面倾角较陡，断面平直且延伸距离长 • 断面挤压现象较强烈 • 可分为左行平移断层和右行平移断层
地质构造的基本类型
地质构造的基本类型
地质构造是指地球上不同地质单元之间的形成、演化和相互作用。
地球上存在着多种类型的地质构造，其中一些基本类型包括：
1.褶皱构造：褶皱是由地壳板块的挤压而形成的地质结构。
在褶皱带，地层被挤压形成褶皱，通常出现在大型山脉的形成过程中。
2.断裂构造：断裂是地壳中由于应力而发生的裂隙或断开，导致地层的相对运动。
断裂带可以形成断层、裂隙或者地震。
在板块边界和地震带，断裂构造很常见。
3.地块构造：地块是相对较大的地壳块，它们的边界通常由断裂或褶皱形成。
地块构造是地球表面上不同地块之间的相对运动和交互作用。
4.火山构造：火山构造是由地壳中岩浆的喷发而形成的地质结构。
火山口、熔岩流和火山锥都是火山构造的典型特征。
5.地溃塌和沉陷：由于地下溶解、岩层坍塌或地下矿物资源开采而导致的地表沉陷，形成地溃塌和沉陷构造。
6.板块边界：地球的外部是由若干个板块组成的，它们在板块边界相互作用。
板块边界分为三种主要类型：边界、拓展边界和转换边界。
7.盆地和拗陷：盆地是由于地壳的沉降而形成的凹陷区域，拗陷则是由于地壳的伸展而形成的地质结构。
这两者都可能是沉积盆地，收集了沉积物。
8.隆起：隆起是地壳中区域性上升形成的地质结构，可能是由于岩石的加厚或地壳的隆升而产生。
这些地质构造类型之间相互关联，通过时间演化和相互作用，共同塑造了地球的地貌和地壳结构。
地质构造的研究对于理解地球演化、资源分布、地震和火山活动等方面有着重要的意义。
新疆的断裂构造特征
新疆的断裂构造特征新疆是中国西北地区的重要省份，境内有丰富的地质构造特征。
其中，断裂构造是其重要的地质构造特征之一、本文将从断裂构造的定义、分类和特征等方面进行详细阐述。
断裂构造是地壳中一种广泛存在的构造形式，它是由地壳内部的巨大应力作用而引起的地壳破裂和滑动所产生的结果。
断裂构造可以分为两种类型：走滑断裂和逆冲断裂。
走滑断裂是指地壳两侧相对滑动造成相对移位的断裂构造，逆冲断裂是指地壳两侧相对运动引起一个岩层向上运动、一个岩层向下运动的断裂构造。
新疆的断裂构造特征表现为走滑断裂、逆冲断裂和共轭断裂等不同类型。
其中，新疆主要的走滑断裂有北天山断裂、南天山断裂和宽西沟断裂等。
北天山断裂位于天山山脉北部，是一条长约350公里的大型断裂带，其特点是断裂面倾角相对较小，滑动方向以南北向的右行走滑为主。
南天山断裂位于天山山脉南部，是一条长约400公里的大规模断裂带，其特点是断裂面倾角相对较大，滑动方向以南北向的左行走滑为主。
宽西沟断裂位于南天山断裂与北天山断裂之间，是一条东西向的断裂带，特点是断裂面倾向北东向，滑动位移较小。
新疆的逆冲断裂主要有大海子断裂和西昆仑断裂等。
大海子断裂位于塔里木盆地北缘，是一条东西向的断裂带，特点是断裂面倾向南北向，滑动方向以南北向的逆冲为主，滑动位移较大。
西昆仑断裂位于新疆与西藏的交界处，是一条北东向的大规模逆冲断裂带，其特点是断裂面倾角较大，滑动方向以南北向的逆冲为主。
此外，新疆还存在着一些共轭断裂，如中天山断裂和巴爱力克断裂等。
中天山断裂位于天山山脉中部，是一组以北西向走滑和北东向逆冲为主要特征的断裂带。
巴爱力克断裂位于喀喇昆仑山南麓，是一条东西向的断裂带，特点是断裂面倾角相对较小，滑动位移较大。
总之，新疆的断裂构造特征丰富多样，涵盖了走滑断裂、逆冲断裂和共轭断裂等不同类型。
这些断裂构造的存在，不仅对地质灾害的形成和地壳的演化具有重要影响，也为新疆富集了丰富的矿产资源提供了有利条件。
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逆断层
岩层沿着剪 节理发生上 盘相对下盘 上升的断层。
3
1
1
3
逆断层－逆掩断层
Galcier National Park,Montana 蒙大拿州国家冰川公园
飞来峰
产状陡立的上寒武统灰岩沿平缓的断层面推掩在下 奥陶统贾旺组泥岩之上，在山顶残留成飞来峰。
迭瓦式构造
由一系列平行或近于平行的、倾角相似的 逆断层组合，形成迭瓦式构造。
断裂构造的形成 节理 断层 断层的识别 工程地质评价
返回
Coulomb-Mohr 库伦莫尔强度准则
=C+
· tg
2 = 90º + = 45º + /2 = 90º - = 45º - /2
2
断裂构造的形成
张性结构面：由张 （拉）应力作用形成。 扭性结构面：由剪应 力达到岩石的剪切强 度引起，一般是共轭 的。 压性结构节理的工程地质评价
发育程度用裂隙 率表示：
裂隙面积 裂隙率＝ 总面积 100 节理玫瑰图
弱 <2，中2～8 ， 强 >8
按节理产状进行 分组，可用节理 玫瑰图表示。
断层的几何要素
断层面与断层破碎 带：产状表达方法， 附近节理发育、常 有充填。 断盘：上盘、下盘， 上升盘、下降盘。 断距
平移断层
岩层受水平扭力（剪 力）作用使两盘岩层 发生相对水平位移。
右旋：顺时针 左旋：逆时针
断层符号
正断层
逆断层
平移断层
断层与岩层走向、褶皱轴向关系
按Ft走向与岩层走向关系分类：
走向Ft、倾向Ft、斜交Ft
按Ft走向与褶皱Fd轴向关系分类：
纵Ft、横Ft、斜Ft
断层特征－构造标志
断层破碎带及构造岩
断层破碎带：由于断层两盘相对错动，在Ft附近形成破碎岩块 构 造 岩：Ft形成时，在构造应力作用引起的变质作用，形 成新的岩石。Ft泥，Ft角砾岩等。
擦痕
断层两盘发生相 互滑动和摩擦时 留下的痕迹，并 有小的阶步。陡 坎指向对盘滑动 的方向。
伴生节理
在构造应力作用下，断层两盘中产生的次 一级结构面。
力的作用方向：张节理与1方向平行
牵引现象
断层两侧岩层错动，因塑性变形而形成的 弧形弯曲。
岩脉被切断，产生牵引现象
断层的地貌形态
陡崖
泉呈线性分布
河流改道
断层形成时代
比切割过的岩层中最新的还新 比未切割过的岩层中最老的还老
K J D P C D
C
P
断裂构造的工程地质评价
优势面：
1. 时间优势：新断裂和活断层 老断裂是指J－K（燕山期）及以前产生而近期无明 显活动的断裂构造；新断裂是新生代形成的，是新构 造运动的产物；活断层是影响到第四纪的断裂。 2. 性质优势：结构面及充填物性质、粗糙度、张 开度 3. 数量优势 4. 产状优势
第三章 地质构造
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
Geological Structures
地壳运动与地质年代 岩层产状与地层接触关系 褶皱 断裂构造 区域稳定性 地质图
3.4 断裂构造 Fractures
Fissures 裂隙、Joints节理：岩石中的裂缝，破裂面两侧岩层 没 有发生明显的位移。 Faults 断层：破裂面两侧岩层发生明显位移，是沿节理发育 而成。 裂隙、节理及断层通常统称为结构面。
断距
断层Ft两侧岩层 的相对位移。
总 断 距：AB 垂直断距：AC A
水平断距：BC
C B
正断层
在水平张力 和重力的作 用下，产生 上盘相对下 盘下降的断 层。
1
3
3
1
正断层
地堑和地垒
地堑：由两条走向大致平行而性质相同的Ft 组合形成的中间断块下降，两侧上升的构造。 地垒：中间块上升，两侧下降的构造。
平叠坡
顺向坡
稳定性最差
逆向坡
1．断层可增大岩石的透水性和含水性；断层的交叉处常是 地下水出露的地段； 2．断层可以降低岩石的坚固性和稳定性，造成隧道工程、 矿井工程或坝基等塌陷的危险。
剪节理
剪应力形成 的两组X型共 轭破裂面。 特征是产状 稳定，节理 面平直、光 滑、闭合、 间距小，密 集成带。
张节理
岩层受拉应力产 生的破裂面，通 常呈锯齿状，产 状不稳定，延伸 不远，张开，常 被岩脉、粘土等 充填，发育稀疏， 间距大。
节理组
节理对工程的影响
1 ．是地下水的通道。加速岩石的溶解破坏， 尤其在可溶盐地区易形成溶洞，发育成 为地下暗河； 2．加速风化作用和冻胀作用； 3 ．降低岩石力学强度，降低工程的稳定性； 4．降低爆破效率； 5．降低地基承载力。