如何识别断层
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断层的识别断层类型很多,规模差别极大,形成机制和构造背景各异,因此,研究的内容、方法和手段各不相同。
但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。
虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。
但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。
断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来,形成了所谓的断层标志,这些标志是识别断层的主要依据。
地貌标志(1)断层崖由于断层两盘的相对滑动,断层的上升盘常常形成陡崖,这种陡崖称为断层崖。
盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。
断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割,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。
1.jpg地貌标志(2)错断的山脊往往是断层两盘相对平移的结果。
横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是规模较大的断裂。
串珠状湖泊洼地往往是大断层存在的标志。
这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。
泉水的带状分布往往也是断层存在的标志。
念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图),是现代活动断层直接控制的结果。
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,甚至错断河谷。
构造标志如果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。
右下图示断层造成的构造线不连续现象。
为了确定断层的存在和测定错开的距离,在野外应尽可能查明错断的对应部分。
构造强化是断层可能存在的重要依据。
构造强化现象包括有:岩层产状的急变和变陡;突然出现狭窄的节理化、劈理化带;小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。
构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。
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,长径一般为数十厘米至二、三米。
构造透镜体有时单个出现,有时成群产出。
构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后,其楞角又被磨去形成的。
如何进行地质断层的测量与分析地质断层是地壳中的裂隙,是地球表面上地层失稳运动的产物。
对于地质断层的测量与分析是地质学中的重要研究方向之一,因为它可以帮助我们理解地壳运动的规律,预测地震等自然灾害的发生概率,从而保障人类的生命财产安全。
本文将介绍如何进行地质断层的测量与分析。
1. 断层的测量方法1.1 遥感技术遥感技术是指通过卫星、飞机等航天器以及地面遥感设备获取地表信息的技术手段。
对于地质断层的测量,遥感技术可通过高分辨率遥感影像来识别和定位断层线ament,进而提供断层分布和发展方向的信息。
1.2 地震传感器地震传感器是用于测量地震波传播的仪器。
地震波在地质断层附近会发生折射和反射,地震传感器可以记录下地震波传播的路径和速度,从而揭示地质断层的位置和属性。
1.3 地质调查地质调查是通过实地勘探、采样与分析等方法获取地质断层相关信息的手段。
地质调查可以包括地质剖面观测、岩石化学分析、地球物理探测等,通过综合研究不同地质断层的特征和性质,揭示其形成演化的机制和过程。
2. 断层的分析方法2.1 断层形态分析断层形态分析通过观察地质断层的形貌、裂隙结构和变形特征,研究其活动性、滑动方式和运动方向。
常用的断层形态分析方法包括断层矢量图解、断层平面剖面分析和断层遗迹的测量。
2.2 断层活动性分析断层活动性分析通过观察地质断层上的断裂构造、断层滑动面和系统断裂等特征,判断断层的运动历史和可能的活动性。
常用的断层活动性分析方法包括软土层的变形分析、地质构造测量和年代测定技术等。
2.3 断层应力场分析断层应力场分析是研究地质断层周围应力分布和变化的方法。
它通过测量和分析应力张量、断层滑动面和附近地质构造的相互关系,揭示断层运动的驱动力和途径。
常用的断层应力场分析方法包括应力张量分析、断层测量和地震应力张量反演等。
3. 断层测量与分析的应用3.1 地质灾害风险评估地质断层活动可能引发地质灾害,如地震、滑坡和地面沉降等。
地震勘探断层识别方法
“哇,这是啥呀?”我看着电视上那些奇怪的线条和图案,好奇地问。
旁边的爸爸说:“这是地震勘探呢,能找到地下的断层。
”啥是地震勘探断层识别呀?听起来好神秘呢。
嘿,原来地震勘探断层识别有好几种方法呢。
有一种是看地震波的变化,就像小侦探找线索一样。
当地震波遇到断层的时候,就会发生变化。
那怎么看呢?得用专门的仪器来接收地震波,然后分析这些波的样子。
这可不能马虎哦,要是弄错了,就找不到断层啦。
地震勘探断层识别在生活中有啥用呢?比如说盖大楼的时候,要是不知道地下有没有断层,那可危险啦。
就像你在沙滩上堆城堡,要是下面有个大坑,城堡不就容易塌嘛。
所以得先找到断层,避开它们,这样大楼才能盖得稳稳的。
还有找石油的时候也能用得上呢。
石油有时候就藏在断层附近,找到断层,说不定就能找到石油啦。
这不是跟寻宝一样嘛,刺激得很呢。
我记得有一次,我们去参观一个科技馆。
里面就有关于地震勘探断层识别的展示。
有个大哥哥给我们讲解,他说就像医生给地球做检查一样,找到地球的“小毛病”。
哇,那一刻我觉得好厉害呀,这些科学家就像
超级英雄,能保护我们的家园。
地震勘探断层识别真的好重要呀!它能让我们的生活更安全,还能帮我们找到宝藏呢。
我们一定要好好学科学,说不定以后也能成为保护地球的小英雄呢。
浅谈断层特征及识别方法摘要断层广泛的发育于不同的构造环境中,类型很多,形成机制各异,大小差别极大,因此,研究的内容、方法和手段各不相同,其中首要的环节就是识别、判断断层的存在并且给断层分类。
其中断层相对运动方向的判别又是重中之重。
关键字:断层位移相对运动断层面识别方法1.引言在进行断层识别的过程中,方法是多样的,在确定地质整体情况的基础上确定采用何种方法是当前比较集中的一种手段,采用综合方法识别断层非常重要,本文主重点介绍断层相对运动方向的判别方法。
2.断层的相关概念岩层受地应力作用后发生破裂,在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造,称为断层。
它是构造运动中广泛发育的构造形态,大小不一、规模不等,小的不足一米,大到数百、上千千米,破坏了岩层的连续性和完整性。
2.1断层面和断盘断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。
断盘指断层面两侧的岩块,位于断层面之上的称为上盘,断层面之下的称为下盘,如断层面直立,则按岩块相对于断层走向的方位来描述。
断层两侧错开的距离统称位移,按参考物的不同,有真位移和视位移之分,真位移是指断层两侧相当点错开的距离,即断层面上错断前的一点,错断后分成的两个对应点之间的距离,称为总滑距;视位移是断层两侧相当层错开的距离,即错动前的某一岩层,错断后分成两对应层之间的距离,统称断距。
2.2断层的分类通常按断层的两盘相对运动分为:①正断层,是断层上盘相对下盘沿断层面向下滑动的断层。
②上盘相对上升的称为逆断层。
根据断层倾角大小进而分为高角度逆断层和低角度逆断层,他们之间以45°角为分界。
③两盘沿断层走向作相对水平运动的是平移断层,又称走向滑动断层(简称走滑断层)。
另外还有如下的两种常见分类方式:按照断层走向与所切岩层的走向方位的关系,断层可分为:走向断层、倾向断层、斜向断层、顺层断层,依据断层走向与褶皱轴向或区域构造线之间的几何关系,断层可分为:纵断层、横断层、斜断层。
断层在地震剖面上的反映及解释论文提要断层是一种普遍存在的较复杂的地质现象,我国华北、苏北、江汉、南海北部湾盆地等地区断层都相当发育,断层对于油气的运移聚集起着很重要的控制作用,与油气形成、分布、富集有十分密切的关系,因此正确解释断层就成为地震资料解释中一个十分重要的问题。
下面我同大家一起来探讨一下这个问题。
正文断层在时间剖面上的主要特征:1.反射波同相轴错断,由于断层规模不同可表现为反射标准层错断和波阻系的错断,在断层两侧波阻关系稳定,波阻特征稳定,这一般是小型断层的反映,其特点是是断距不大,延伸较短,破碎带较窄。
2.反射同相轴数目突然增减或消失,波阻间隔突然变化,在断层的下降盘地层变厚,而上升盘地层变薄甚至缺失,这种情况往往是基底大断层裂的反映,其特点是断距大,延伸破碎带宽,这种断层对地层厚度起着控制作用,一般是划分区域构造单元的分界线。
3.反射波同相轴形状突变,反射零乱或出现空白带,这是由于断层错动引起的两侧地层产状突变,或是断层面的屏蔽作用和对射线的畸变造成的。
4.标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象,一般这是小断层的反映,但应注意这类变化有时可能是由于地表条件变化或地层岩性变化以及波的干涉等引起,区别他们要综合考虑上下波阻关系进行分析,对于地表条件引起的同相轴扭曲常表现为对不同深度的同相轴都是一样的影响。
5.异常波的出现这是识别断层的主要标志,在时间剖面上反射层中断处往往伴随出现一些异常波如绕射波,断面反射波它们一方面使记录复杂化另一方面成为确定断层的重要依据一、断层模型的剖面特征(一)水平地层中的断层图一所示是水平地层中直立断层、倾斜正断层、倾斜逆断层的断层模型和叠加剖面上的反射同相轴形态,从图中可以看出地震反射剖面特征与实际模型基本一致,断层棱点处出现绕射波。
(二)倾斜地层中的断层当断面倾斜时,断面反射波向其下倾方向偏移有以下几种情况:正向断层和反向断层上下盘地层倾向与断面倾向一致称为正向断层,上下盘地层倾向与断面倾向相反称为反向断层,在水平叠加剖面上,正向断层的两盘的反射和断面波都向下倾方向偏移,反向断层的两盘反射向断面波相反方向偏移,(图一)绕射波的极小点对应真实地层断点位置,断盘反射波在断点处与绕射波向切,断面反射相对地下真实地层的断面位置总是向下倾方向偏移。
怎样判识断层我们是煤田地质工作者,经常在野外与岩石地层打交道,其实这些岩石地层是存在地球表面的一部分,惯称为地壳。
由于地球在不停地作旋转运动,宇宙星际之间相互引力也存在,因此地壳也在不停的运动,当地壳内在温度压力速度时间等条件改变后岩石圈的岩石岩层也会发生改变,产生弹性、塑性蠕变等现象,在长期的地应力作用下,当超过岩石岩层的弹性力度时,岩石岩层就会产生突然的形变发生位移,导致断层的形成。
一、断层的一般特性断层是一个断裂面,相对的两盘(上盘、下盘)曾沿该面相互地移动过。
断层走向是断层面上水平线的方向就是断层走向。
断层倾向是垂直断层走向线的方向即断层倾向。
断层倾角是水平面与断层面的交角,但必须在垂直走向的直立面上量得。
上盘——指断层面上边的岩块;下盘——指断层面下边的岩块。
很明显如果断层面直立,是无法分清上、下盘的。
断层面与地面的交线称作断层迹线亦称断层线或断层露头线。
有的断裂面相当宽,数十米至数百米,或它由数条或多条断层交织在一起,形成角砾岩、糜棱岩的杂乱的一个带,可统称断裂带。
断层有大有小,大者可延绵数十、数百公里,甚者上千公里,小的仅数米、数十米长。
二、识别断层的标志如果断层出露在悬崖上或因人为的剥露,是能容易观察断层的。
但工作区地表浮土的掩埋,农作物、植被的覆盖及人类活动(修筑大坝水库、市镇建筑物)的结果,往往使断层证据不连续不完善,但只要发生过断裂位移,仍可通过一些标志去判识断层的。
1、构造迹线、地层界线不连续或突然错位;2、出现地层重复或缺失;3、发现断层面或断层带的一些特征,如断层角砾岩、糜棱岩、破碎带构造透镜体、断层泥、擦痕、阶步、节理等;4、沉积岩相及地层产状突然改变;5、地形地貌的改变:如出现水系突然转折、错脊、三角面、断层崖、断层壁、断层沟、断层泉等。
6、硅化作用、矿化作用:深大断裂带是地壳碎弱的地方,地球地幔层的岩浆在高温高压下,极易沿断裂带喷发和溢出使围岩变质硅化和矿化。
三、断层的分类1、按断层的错动情况可分为以下几种:a.正断层:上盘下降、下盘上升;b.逆断层:上盘上升、下盘下降;c.旋转断层:顺断层走向由正变逆或由逆变正;d.平移断层:平面上两盘平移、有一定距离,而垂直方向的移动很小;e.张开断层:平面上两盘分开,不连在一起;f.波动断层:两盘时上时下、时左时右,或时张时合反复变化。
走滑断层的判识标志由于产生于独特的应力背景之下,走滑断层具有一系列独特的几何学特点,这也是判识其是不是存在的重要标志。
一、断层断面陡直,直插基底偏向断层的断面产状大体都呈上陡下缓的犁状,形态相对较复杂的坡坪式断层的整体趋势也是如此。
而走滑断层的情形与此相反,其断面大多表现为上缓下陡,到深部近于直立,深深插入沉积基底。
这是走滑断层在剖面上的最典型特点之一,见到如此的剖面特点,大体就能够够认定为走滑断层。
但并非所有的走滑断层都具有这一特点,已知的两个特例别离是调剂断层和继承性走滑断层。
调剂断层的断面铲状一样较简单,多呈直立状,但调剂断层是主构造变形的“副产品”,它的切割深度受控于主变形的主滑脱面的深度,可不能深切到沉积基底。
另外一种情形是走滑作用在初期偏向断层的基础上发生,它继承了偏向断层的断面,因此在断层展布的绝大部份,其剖面特点与偏向断层十分相似。
固然,它会在其他方面产生一些与走滑有关的构造现象。
二、剖面上可能发育花状构造花状构造是走滑断层产生的最典型的变形构造样式,在横切走滑带的剖面上由一条骨干断层(走滑断层)和假设干派生断层一起组成一个类似“花”的结构。
骨干断层一样倾角较陡,在深部近于垂直,向上有必然的倾斜。
派生断层自浅向深聚集,别离相交于骨干断层,每一条派生断层确实是一片“花瓣”。
由走滑作用产生的褶皱带的宽度通常较与偏向断裂伴生的褶皱带窄,且褶皱形态较为对称。
组成花状构造的最外侧的两个“花瓣”(派生断层)大体限定了褶皱变形的范围,在“花”的内部,地层产状发生强烈而复杂的转变;而在“花”的双侧,地层产状通常可不能或很少受到走滑作用的阻碍。
物理实验说明,基底走滑断层对盖层变形的阻碍范围(宽度)取决于断层活动时期、盖层厚度和能干性、扭动性质(张扭仍是压扭)、断层走向与应力方向的角度大小等因素。
持续走滑在不同时期对变形的阻碍有较大不同,深部断裂走滑活动初期对双侧变形的阻碍更大,随着走滑活动的继续,盖层接踵破裂、并进而连通后,走滑活动对变形的阻碍迅速减弱;盖层厚度和能干性对基底断裂走滑活动致使盖层变形的响应也有较大不同,较薄、较能干岩层组成的盖层在深部断裂走滑活动时的变形宽度相对较小;在其他条件相同的情形下,斜向挤压走滑(压扭)比斜向引张走滑(张扭)对双侧变形的阻碍更大;一样是斜向挤压,斜压角度愈大,走滑隆起带的宽度愈大。
断层类型很多,规模差别极大,形成机制和构造背景各异,因此,研究的内容、方法和手段各不相同。
但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。
虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。
但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。
断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来,形成了所谓的断层标志,这些标志是识别断层的主要依据。
地貌标志(1)断层崖由于断层两盘的相对滑动,断层的上升盘常常形成陡崖,这种陡崖称为断层崖。
盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。
断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割,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。
地貌标志(2)错断的山脊往往是断层两盘相对平移的结果。
横切山岭走向的平原与山岭的接触带往‘往是规模较大的断裂。
串珠状湖泊洼地往往是大断层存在的标志。
这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。
泉水的带状分布往往也是断层存在的标志。
念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图),是现代活动断层直接控制的结果。
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,甚至错断河谷。
构造标志如果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。
右下图示断层造成的构造线不连续现象。
为了确定断层的存在和测定错开的距离,在野外应尽可能查明错断的对应部分。
构造强化是断层可能存在的重要依据。
构造强化现象包括有:岩层产状的急变和变陡;突然出现狭窄的节理化、劈理化带;小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。
构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。
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,长径一般为数十厘米至二、三米。
构造透镜体有时单个出现,有时成群产出。
构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后,其楞角又被磨去形成的。
包含透镜体长轴和中轴的平面,或与断层面平行,或与断层面成小角度相交。
一、褶曲的野识别:1. 顺或逆着倾向方向,地层重复出现,倾角变化有规律。
背斜:新—老—新向斜:老—新—老2. 地形侄置(并非绝对)我们可以想象,地质构造形成初期,通常向斜成谷背斜成山。
但野外恰恰相反,常见的是背斜成谷,向斜成山,称为地形倒置。
原因:褶皱开成后在长期的风化剥蚀等外动力作用下,背斜轴部由于张裂隙发育、易剥蚀,并逐渐低凹成谷;而向斜轴部岩石受挤压力,相对不易风化剥蚀,而成山。
因此野外绝不能只根据地形确定地质构造,要仔细观察。
二、断层的野外识别:多数断层因其断面附近岩石破碎,易风化,剥蚀,所以露头不好,往往被沉积物盖,观察要仔细,常从以下证据来识别。
1.构造岩:角砾岩——断裂破碎的岩石,大小不等,棱角分明,碎块再胶结成岩,角砾与两侧岩性一致。
糜棱岩——逆掩断层常见,挤压断裂带中,碎块很碎小再胶结成岩。
断层泥——断层两面三盘挤压磨擦(碾磨)的极细的泥状物。
2. 密集的节理:断层面是较大的破裂面,形成同时伴生有许多小破裂面即节理。
节理方向常与断层方向大致平行。
3. 擦痕和镜面:擦痕——断面上平行而密集的沟纹。
镜面——断面上局部平滑光亮的面。
阶步——擦痕及镜面未端常出现“坎”。
以上均为两侧岩层(块)相对滑动在断面上留下的痕迹,可据此推测两盘相对运动方向。
4.牵引褶皱(拖曳)褶皱)断层两侧岩层相对位移时,受磨擦阻力影响出现弯曲。
牵引褶皱可指示对盘位移方向。
5.沿岩层或矿层走向突然中断6.地层重复或缺失断层能够破坏地层序,造成地面上某些地层的重复或缺失,什么情况重复,什么情况缺失,与断层性质有关。
与断面及岩层产状有关。
7.地形证据负地形(低凹地带):由于断层附近易风化、剥蚀(岩石破碎),长期的外力作用造成,俗话说“逢沟必断”。
断层崖:大而陡的断面出露呈陡崖状。
有流水可成瀑布。
断层三角面:一平列平行的山脊,被走向与其垂直的正断层切割,上升盘露出,山脊呈三角形横切面。
8.泉出露点:断层切割含水层,地下水沿裂隙,涌出。
怎样识别断层
断层的种类通常根据两断层面相对移动的关系而分为断层、逆断层和走向滑动断层三种。
第一种断层根据断层的两盘相对位移关系来划分。
断层面若是倾斜的,按相对位置关系,通常把位于断层面之上的断盘称为上盘,之下的断盘称为下盘。
断层形成后上盘相对下降,下盘相对上升的断层称为正断层,它主要受到张力和重力作用形成的。
断层产状较陡,通常在45°以,以60°左右较为常见,其在地形上表现多形成河谷、冲沟和湖泊等。
第二种是逆断层,其为上盘上升下盘相对下降的断层。
一般认为逆断层是受到水平的挤应力作用而形成,多与皱褶相伴生。
第三种是走向滑动断层,它是规模巨大的平移断层,又称横移断层,亦称为扭转断层。
平移断层作用的应力是来自两旁的剪切力作用,其两盘顺断层面走向相对移动,而无上下垂直移动。
由于断层面是以水平方向移动的,所以在野外的观察上经常没有明显的断崖,只会在地面上看到一条断层线。
现实生活中断层很少是纯正断层、逆断层或者走滑断层,通常它们同时具有水平和垂向运动分量,我们称之为斜滑断层,也称之为斜向断裂。
有些断裂面没有能从基岩穿透上覆土壤,因为近地表的土壤吸收了差异滑移。
这时只能通过挖探槽或切开隐伏断崖才能探测出断层。
在地震勘探圈闭评价中断层是一个非常重要的元素,油田早期勘探多以构造圈闭为主,构造圈闭中断层起着至关重要的作用。
断层可以作为油气运移的通道,横向上、纵向上短距离运移、长距离运移都可能存在,这种断层有种说法叫“油源断层”或“控油断层”等;断层也可以实现油气的封堵,尤其是那种反向断层,由于断层的存在使得目的层储层正好对接致密泥岩;或形成断鼻构造、或形成断块构造。
在地震解释流程中,断层和层位追踪解释是核心。
断层在垂直剖面上的直观反映是波组错断、扭曲以及振幅和频率的突变,在断层两侧体现出地层产状不同、构造变形不协调、地层厚度不同等特征。
如下图:断层的类型整体上分三种:正断层、逆断层和平移断层,如下图:断层组合形态基本包括如下几类:根据断层对构造、沉积的控制作用以及构造发育史,通常将断层分为几个级别:一级断裂,控制盆地沉积,断穿基底,在剖面上上下盘断距非常大,断层可能从深层一直断到浅层,平面上延伸很长,规模较大,从浅到深都会存在;二级断裂,控制构造带,是构造带的分界线,剖面特征也很明显,断距比较大平面延伸较长;三级断裂,控制局部构造,如形成鼻状构造的两翼断层,剖面特征上断距不是很大,延伸较短;四级断裂,也就是那些伴生断层、小断层等。
从解释过程来看,断层组合就是选定某一层位面上各层位段与断层段在剖面上的交点(断点)分布规律,再根据用户对研究区域断裂分布的了解以及工作经验,把属于同一断层的断点相连,形成该层位面的断层分布图,进而形成空间断层面分布图。
如下图:由于断点来源于剖面,断层组合是在某一个层面上,所以在进行组合的时候必须要平剖吻合。
在描述上,断层剖面上的组合方式包括:“Y”字型、反“Y”字型、阶梯状或雁形、平行排列等,平面上组合方式包括:斜列状、网状、放射状、硫状、树枝状等。
在组合时对于单个断层,要确认是否存在,尤其是断层末端,具体会延伸到平面上哪个位置。
由于解释时密度不可能达到1x1的测网,所以有时候断层末端可能需要推测。
如何识别及描述断层断层:断层与节理同属断裂构造,而断层往往是节理的进一步发育所致. 或者说,当节理发生位移,两壁有所错动时,即称为断层。
断层是野外常见的一种重要地质现象。
野外地质填图时遇到断层,应如何研究呢?首先要确定断层的几何要素,其内容包括下列各点:1、断层面.所谓断层面,就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂面。
断层面的空间位置也像地层的层面一样,是由其走向和倾向而确定的。
但断层面并非一个平整的面,往往是一个曲面,特别是向地下沿伸的那一部分,产状可以有较大的变化。
此外,断层面不是单独存在的,往往是有好几个平行地排列着,构成所谓断层带,又由于断层带上两壁岩层的位移错动,使岩石发生破碎,因此又称为断层破碎带。
其宽度达几米、甚至几十米。
一般情况下,断层的规模愈大,断层带的宽度也愈大。
2、断盘.断层面两侧相对移动的岩块称为断盘。
由于断层面两壁发生相对移动, 所以断盘就有上升盘和下降盘之分。
在野外识别时,按其位于断层面之上者称上盘;位于断层面之下者称下盘。
当断层面垂直时,就无上盘或下盘之分.3、断层线.断层面与地面相交之线,称断层线。
4、位移。
这是断层面两侧岩块相对移动的泛称.在野外观察断层时,位移的方向是必须当场解决的问题之一。
特别遇到开矿时,一旦遇到矿脉(或矿层)中断,往往是断层位移所致,需要立即追查.追查的办法是运用两侧岩层的层序关系来判断或抚摸断层面上的擦痕等来确定.在野外地质填图时,如何注意断层?怎样研究断层?观察什么内容?此类问题必须熟练掌握,现分述如下:先讨论断层的标志及两盘相对位移问题。
(1)构造(线)不连续。
各种地质体,诸如地层、矿层、矿脉、侵入体与围岩的接触界线等都有一定的形状和分布方向.一旦断层发生,它们就会突然中断、错开,即造成构造(线)的不连续现象,这是判断断层现象的直接标志.(2)地层的重复或缺失.这是很重要的断层证据。
虽然褶皱构造也有地层的重复现象,但它是对称性的重复;而断层的地层重复却是单向性的.至于地层的缺失,凡沉积间断或不整合构造也可造成,但这两类地层缺失都是区域性的,而断层造成的地层缺失则是局部性的。
如何识别及描述断层
断层:断层与节理同属断裂构造,而断层往往是节理的进一步发育所致。
或者说,当节理发生位移,两壁有所错动时,即称为断层。
断层是野外常见的一种重要地质现象。
野外地质填图时遇到断层,应如何研究呢?首先要确定断层的几何要素,其内容包括下列各点:
1、断层面。
所谓断层面,就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂面。
断层面的空间位置也像地层的层面一样,是由其走向和倾向而确定的。
但断层面并非一个平整的面,往往是一个曲面,特别是向地下沿伸的那一部分,产状可以有较大的变化。
此外,断层面不是单独存在的,往往是有好几个平行地排列着,构成所谓断层带,又由于断层带上两壁岩层的位移错动,使岩石发生破碎,因此又称为断层破碎带。
其宽度达几米、甚至几十米。
一般情况下,断层的规模愈大,断层带的宽度也愈大。
2、断盘。
断层面两侧相对移动的岩块称为断盘。
由于断层面两壁发生相对移动,所以断盘就有上升盘和下降盘之分。
在野外识别时,按其位于断层面之上者称上盘;位于断层面之下者称下盘。
当断层面垂直时,就无上盘或下盘之分。
3、断层线。
断层面与地面相交之线,称断层线。
4、位移。
这是断层面两侧岩块相对移动的泛称。
在野外观察断层时,位移的方向是必须当场解决的问题之一。
特别遇到开矿时,一旦遇到矿脉(或矿层)中断,往往是断层位移所致,需要立即追查。
追查的办法是运用两侧岩层的层序关系来判断或抚摸断层面上的擦痕等来确定。
在野外地质填图时,如何注意断层?怎样研究断层?观察什么内容?此类问题必须熟练掌握,现分述如下:先讨论断层的标志及两盘相对位移问题。
(1)构造(线)不连续。
各种地质体,诸如地层、矿层、矿脉、侵入体与围岩的接触界线等都有一定的形状和分布方向。
一旦断层发生,它们就会突然中断、错开,即造成构造(线)的不连续现象,这是判断断层现象的直接标志。
(2)地层的重复或缺失。
这是很重要的断层证据。
虽然褶皱构造也有地层的重复现象,但它是对称性的重复;而断层的地层重复却是单向性的。
至于地层的缺失,凡沉积间断或不整合构造也可造成,但这两类地层缺失都是区域性的,而断层造成的地层缺失则是局部性的。
关键的问题,填图者应对区域内的地层系统及其分布情况有一个较为全面的了解(可以在填图准备时查阅地层表、剖面、地层柱状图之类)。
利用地层的重复或缺失不仅是判断断层的重要手段,而且是判断断层两盘相对动向的重要方法,借此还可以确定断层的性质——正断层,还是逆断层?
(3)断层面(带)上的构造特征。
这是识别断层的直观证据,即在眼前“方寸”之地内所能见到的若干构造现象,最常见的有以下几种:
①断层擦痕:就是断层两侧岩块相互滑动和磨擦时留下的痕迹,由一系列彼此平行而且较为均匀的细密线条组成,或为一系列相间
排列的擦脊与擦槽构成。
在坚脆岩石的断层擦痕的表面,往往平滑明亮,发光如镜。
并常覆以炭质、硅质、铁质或碳酸盐质的薄膜。
有时,也在断层的擦面上见到不规则的阶梯状断口,其上覆以纤维状的矿物(如方解石之类) 晶体。
断层擦痕对于决定两盘位移方向颇有用处,如用手抚摸时,感到光滑的方向乃是对盘活动位移的方向。
或自粗而细,自深而浅的方向乃示对盘活动位移的方向。
或者利用阶梯状断口,阶梯形陡坡之倾向指示对盘相对滑动的动向。
②构造岩:当断层两壁相对移动之时,岩石发生破碎,在强大的压力下,矿物出现定向排列,并有重结晶作用。
也就是说,由于动力作用而发生变质,形成一系列新的岩石,即称为构造岩。
构造岩的种类很多,如构造角砾石(角砾形状不规则,大小不一)、碎裂岩 (破碎的程度比前者更高,主要是原岩中的矿物颗粒的破碎,常见于逆断层或平移断层的断裂带中)、糜棱岩(破碎极细,用显微镜观察)。
更进一步的破碎即片理化岩(具有片状构造的构造岩)。
此外,还有牵引构造:是断层带中的一种伴生构造,它是由于断层两壁发生位移时使地层造成弧形的弯曲现象,可以指示断层的位移方向,如挠曲。
③断层角砾岩:指在应力作用(断层作用)下,断层的俩个端盘移动时,上、下俩盘之间的岩石不断的被糅合,原岩破碎成角砾状,其砾石空隙间被水冲刷干净后被破碎细屑充填胶结或有部分外来物质胶结的岩石。
角砾为碎基和次生充填物所包围共同组成角砾结构。
随着两盘相
对错动作用的加大,断层角砾的棱角磨损程度也随之加强,使角砾呈扁豆状或透镜状,并常呈叠瓦状排列,据此可判断两盘相对运动方向。
④断层泥:断层泥的主要成分是粘土矿物,其次为原岩的碎粉和碎砾,是断层剪切滑动、碎裂、碾磨和粘土矿化作用的产物。
断层泥中的粘土矿物是层状硅酸盐(高岭石、伊利石、绿泥石、蒙脱石等)和层链状硅酸盐类(海泡石等)。
片状粘土矿物一般具定向排列,并平行或与断面斜交或环绕碎砾。
常见与断层面斜交的面理,其锐夹角指示断层泥形成时沿断层面剪切滑动的指向。
由于断层活动的多期性和复杂性,断层泥条带可以发生破碎、混杂、面理弯曲、柔皱等变化。
碎砾包括岩石的角砾和单矿物角砾,其砾径小至1毫米以下,大至几厘米以上,形状主要为棱角状、透镜状、浑圆状等。
角砾的表面刻有断层活动性质、构造环境等重要信息,如擦痕、钉头痕。
标志着断层长期蠕滑的碾磨纹,地震断层活动成因的冲击坑和直擦线等,以及复杂的溶蚀形貌。
这种形貌从简单逐渐向复杂的发育过程与该碎粒的形成时间或与断层活动的年代有关。
断层泥是断层带中的软弱夹层,如同断层活动的润滑剂,在活断层中常见
(4)与断层带有关的,还有一种断层的伴生构造,主要是断层旁侧的节理及拖曳褶皱。
这些节理常与断层斜交,其锐角所指的方向指示本盘滑动的动向。
(5)其他标志,主要是指地貌或水文上的一些特征,不过,此种地质现象只能说明有断层存在,不易说明其两盘的运动方向,诸如
三角面山,河流的突然改向,山脊的突然中断,众多的温泉或泉水的定向分布,小型的火成岩体的入侵及其伴生的变质作用、矿化现象及矿脉的定向分布等等均示断层的存在,特别是从较大的地貌现象所反映的断层特征,有时在航空照片甚至卫星照片上都能看到。
认识断层的证据、判断断层的存在以后,就可以进一步将断层进行分类,这也是野外观察断层时必须解决的问题。
一般最常用的断层分类法,是根据两盘岩块相对移动的性质而定,分为三种:正断层、逆断层和平移断层。
如果断层面的倾角小于30°,则又称为逆掩断层。
若规模很大的逆断层(推移数千米以至数十千米者),又称为推覆体。
这是“地槽区”常见的一种构造现象,如阿尔卑斯地区是世界上最闻名的推覆体所在地。
不过,野外所见到的断层,往往并非单个出现,而是以组合的形态出现居多,比如有下列各类最为普通:
①阶梯断层。
此类组合由一系列正断层构成,多见于地壳块断运动上升地块的边缘,地貌上的表现,是山脊与山谷的相间排列。
②地堑与地垒。
两条大致平行的断层,其间有一共同的下降盘,称为地堑;其中如有一共同的上升盘,则为地垒。
一般形成地堑与地垒的断层多为正断层,也有逆断层,或为正、逆断层的结合。
许多由新生代地层组成的盆地,多被地堑构造所控制,例如我国的汾河、渭河地堑盆地。
当然,也有视野所能及的小型地堑与地垒构造。
③叠瓦状构造。
由若干条平行排列的逆断层构成,其上盘在剖
面上构成一个接一个的叠瓦状(或称覆瓦状)构造,我国四川龙门山地区有此种构造存在。
④除三者比较常见外,在某些特殊场合还能见到以下几种类型:
A、环型断层及放射状断层,多见于火山活动区的火山锥附近或穹隆构造的周围,也见于侵入体的周围。
近年来,不少地质学家认为天体撞击地球以后的陨击坑周围亦有此种断裂构造,有人认为太湖四周也能见到,故太湖也可能属天体撞击形成的。
B、旋扭断层,多见于较大的断裂之旁,是一种规模小的弧形断层,好似主断层派生出来。
C、转换断层,是一种在地质填图时不易见到而在研究板块构造时大范围内认识的,特别在研究海底地质构造时十分重要,此处不再详述了。
D、关于断层的野外观察,还有一类特大的断层,属于地壳上的深断裂带,也应注意。
就目前所知的这些著名的深断裂带,如西太平洋海沟构成的“深断裂带”,北起千岛群岛,向南经日本、琉球、我国的台湾至菲律宾,长达7000千米以上。
又如东非大裂谷,南自莫桑比克向北经坦桑尼亚至乌干达以北,长达6000千米。
我国东部郯城(山东)至庐江(安徽)的大断裂,呈东北方向延伸,长达2400千米。
还有一条,自浙江丽水至广东海丰的大断裂,长度亦可达500 千米以上。
总的来说,凡被断层切断的地层,这些断层的发生年代应在被切断的最新地层之后,在未被切割的最老地层之前。
例如某断层切
穿三叠纪地层,而未断及侏罗纪地层,则此断层形成的时间应在三叠纪末较妥。
断层年代的确定,对于研究区域地质发展史、成矿作用的时期等都十分重要。
而年代问题的确定,主要是在野外解决。