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11 第十一章 断层概述.ppt

页数:24页文件大小:6.70 MB来源: 构造地质学ppt课件

本课件概述断层构造:先给出断层面、断盘、滑距与断距等几何学与运动学要素,再按走向关系和两盘相对运动方向分类,说明正断层、逆断层与平移断层的应力环境及转换断层,随后介绍同沉积断层、断层效应与Anderson模式,最后讲解断层的识别标志与两盘运动方向判定方法。

第十一章章首页,本章讲解断层的几何学与运动学要素、类型、识别标志与运动方向判定
第十一章本章主要内容页,列出断层要素、类型与应力环境、同沉积断层与识别标志
断层几何学要素图示,标注上盘下盘、上升盘下降盘以及断层面与断盘
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第1页:第十一章 断层概述

第十一章 断层概述

第2页:第十一章本章主要内容

本章主要内容

  • 断层的几何学与运动学要素
  • 断层的类型及其应力环境
  • 同沉积断层
  • 断层的识别标志
  • 断层两盘相对运动方向的判定

第3页:断层的几何学要素

一、断层的几何学与运动学要素

1.断层的几何学要素:岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造就是断层,又叫断裂,主要有断层面和断盘。

断盘:断面两侧发生相对位移的岩块或岩层,分上盘与下盘,或上升盘与下降盘。

第4页:断层面与断层带

断层面:简称断面,使岩块或岩层破裂并顺着它发生相对运动的破裂面,一般上部陡直、下部平缓,呈犁式。大型断层的断裂面往往是由一系列破裂面或次级断层组成的带,即断层(裂)带。

图示:大型断裂带的双层结构模式,上部发育脆性碎裂岩,下部发育糜棱岩。

第5页:断层的滑距与断距

2.断层的运动学要素——断层的位移:断层两盘相对运动量的大小,分为滑距和断距。

断距
被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离,与观测方向有关;在垂直岩层走向的剖面上可观测到地层断距(ho)、铅直地层断距(hg=h′g′)、水平地层断距(hf)。
滑距
断层两盘实际的位移距离;错动前的一点错动后分成的两个对应点之间的实际距离称为总滑距(ab),总滑距可分解为走向滑距(ac)、倾向滑距(cb)和水平滑距(am)。

第6页:断层分类与走向关系

二、断层的分类

1.根据断层走向与岩层走向的关系分类:走向断层(断层走向与地层走向一致)、倾向断层(断层走向与地层倾向一致)、斜向断层(断层走向与地层走向斜交)、顺层断层(断层面与地层层面重合)。

2.根据断层走向与伴生褶皱(或区域构造线)之间的几何关系分类:纵断层(与褶皱轴向或区域构造线方向基本一致)、横断层(基本垂直)、斜断层(斜交)。

第7页:正断层逆断层与平移断层

3.根据断层两盘相对运动方向分类:这是地质学中最常用的分类方案,分为三种基本的类型,即正断层、逆断层和平移(走滑)断层。

按力的作用方式,伸展作用形成正断层,压缩作用形成逆断层,此外还有走滑断层与斜向滑动断层、倾向滑动断层之分。

第8页:正断层的特点

(1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升的断层。

特点

  • ①发育于拉张环境
  • ②断面倾角往往较大
  • ③断层带内岩石破碎相对不太强烈

图示:陕西省泾阳县口镇正断层。

第9页:逆断层的特点

(2)逆断层:上盘相对上升的断层。

特点

  • ①发育于挤压环境
  • ②断面倾角总体较缓,如较大时称冲断层
  • ③断层带内岩石破碎、变形相对比较强烈

第10页:佛子岭群逆冲现象

合肥盆地南缘佛子岭群向J2砾岩上逆冲的野外照片,摄于安徽省金寨县船板冲。

第11页:平移断层与左行右行

(3)平移断层:两盘顺断面走向相对滑动的断层。一般把规模巨大的平移断层称为走(向)滑(动)断层,但这两个概念经常混用,可分为左行平移断层和右行平移断层。

特点

  • ①挤压和拉张环境都可以形成
  • ②断面一般较陡
  • ③断层带内变形变质作用往往比较强烈

第12页:转换断层

一种特殊的平移断层——转换断层:沿着断层滑动方向位移突然中止的平移断层。

图示:发育于大洋中脊的转换断层。

第13页:同沉积断层

三、同沉积断层:又称生长断层,地层发育的同时形成的断层。

特点

  • 1.一般为走向正断层,剖面上常呈上陡下缓的犁式
  • 2.上盘生长地层明显增厚,这是同沉积断层最基本的特征和识别标志
  • 3.断距随深度增大,地层时代越老,断距越大
  • 4.上盘常发育逆牵引构造

第14页:断层效应

四、断层效应

断层效应同一断层在不同截面上显示出不同的特征的现象就是断层效应。研究断层时应从多方面考察断层的特征。

第15页:Anderson断裂模式

五、断层的形成机制——Anderson模式:形成断层的三种应力状态及其表现形式。

  • 正断层:σ1直立,σ2和σ3水平
  • 逆断层:σ1和σ2水平,σ3直立,σ2平行于断面走向
  • 平移断层:σ1和σ3水平,σ2直立且垂直于断面走向

第16页:褶皱与断层的受力模式

褶皱和断层形成与受力状态关系图,展示不同应力环境下的断层与褶皱作用模式。

第17页:断层识别的地貌标志

六、断层的识别标志

1.地貌标志。

图示:祁连山脉被阿尔金断层错断(卫星影像)。

第18页:水系偏转指示断层

断层造成水系向同一方向偏转。

图示:阿尔金断裂造成疏勒河左行偏转(卫星影像)。

第19页:断层识别的其他标志

2.构造标志 3.地层标志 4.岩浆活动和矿化标志 5.岩相和厚度突变带。

图示:断层控制矿脉的现象,以及地表地层产状突变指示下伏断层。

第20页:断层两盘运动方向判定

七、断层的研究

  • 1.根据断层的识别标志确定断面或断裂带
  • 2.断层两盘相对运动方向的确定——断层定性:(1)断面两侧相邻地层中的老地层一般相对上升;(2)牵引构造,注意与逆牵引构造的区别

图示:断层带中的牵引及其指示的两盘运动方向。

第21页:擦痕与阶步

3.擦痕和阶步:擦痕和阶步是断层两盘相对运动时在断层面上留下的痕迹。擦痕是两盘岩石以及被磨碎的岩屑和岩粉在断面上刻划的结果,由粗到细(即感觉光滑)的方向指示对盘的运动方向。阶步是断层面上与擦痕垂直的微细陡坎,一般面向对盘的运动方向,反阶步正好相反。

第22页:羽状节理与派生小褶皱

4.羽状节理与断面两侧小褶皱:羽状张节理与主断层所交锐角指示节理所在盘的运动方向。断层派生的两组剪节理中,与主断层小角度相交的那组节理与主断层的锐夹角指示本盘的运动方向。

图示:断层侧边派生的节理和小褶皱。

第23页:断层活动速度与形成时间

八、断层活动的速度与断层的形成时间

  • 1.断层活动的速度有快有慢:快速活动的断层有可能引起地震、滑坡、山崩等地质灾害;慢速活动断层有利于减弱地震灾害并在一定范围内引起岩石圈的变形
  • 2.断层的形成时代:断层形成于被错断的最新地层之后,覆盖断层的最老地层之前

图示:塔里木盆地南部地区巴东南地震解释剖面。

第24页:第十一章思考题

思考题

  • 在野外如何识别断层的存在?如何判断其性质?
  • 正断层、逆断层和平移断层分别形成于何种构造环境?
  • 牵引构造与逆牵引构造有何不同?
  • 怎样确定断层发生的时间?
  • 同沉积断层有何特点?
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