断层与构造岩石学

断层构造与构造岩FaultandTectonite侯泉林（研究生院地学院）E-mail:quhou@断层构造断层(fault)：岩石沿断裂面有显著位移的破裂构造,地壳中最主要的变形构造之一控制区域构造格局和演化、矿产形成与分布，影响工程建设，诱发地震等自然灾害断层脆性断层（地壳浅层）－一般意义上的断层韧性剪切带（地壳深部）脆性断层(brittlefault)韧性断层(ductilefault)断层面(faultsurface)：切断岩石并使两侧岩石发生位移的断裂面。常有檫痕和镜面。断层带(faultzone)：由一系列断层面或较宽的破碎带组成。带内岩石破碎，常发育断层角砾岩、断层泥、超碎裂岩和糜棱岩。断裂带一般宽达数米，甚至几公里。一、断层面或断层带断层要素产状(occurrence)：以断层面的产状表示，包括走向、倾向和倾角。表示方法：走向/倾向倾角，或倾向倾角断层线(faultline)：断层与地面的交线断层的分类断层与岩层走向关系走向断层倾向断层斜向断层顺层断层断层两盘相对运动分类1.正断层（normalfult)：断层上盘相对下盘沿断层面向下滑动的断层.一般为倾角大于45度的高角度正断层，但多数向下变缓，形成铲（犁）式断层。倾角在45度以下的为低角度正断层，规模较大的低角度正断层称为拆离断层。拆离断层2.逆断层(reversefault)：断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动的断层倾角大于45度为高角度逆断层，即通常所指逆断层倾角在45度以下的为低角度逆断层，倾角小于30度的大规模逆断层称为逆冲断层。逆冲断层一般也呈铲式。3.平移断层（走滑断层,strikeslipfault)：两盘沿断层走向相对运动,断层面产状一般陡立根据运动性质可分为：左行(sinistral)走滑（平移）断层和右行(dextral)走滑（平移）断层.4.兼具倾向滑动（正、逆断层运动）和走滑运动的断层。左行正断层、左行逆断层、右行正断层、右行逆断层、正断右行走滑断层、正断左行走滑断层、逆断右行走滑断层、逆断左行走滑断层。

命名中后者为主要运动性质5.管枢绸纽断窜层(役hi默ng悔e绪fa岩ul睡t)能：断秃层两懒盘绕学一垂欣直于克断层柱面的要轴旋违转形块成的好断层谁,常旋转忘断层饥(r盖ot阻at豪io嗽na昏l牺fa隐ul某t)奏的一钉种。旋转干轴在选一端旋转晋轴在捎中间断层蚊的形我成机毁制当岩纵石受讽力超落过其猪强度巨，即转应力校差超都过其贿强度牌便开涛始破限裂。进破裂追之初高，出黄现微忘裂隙标，微闻破裂姨尖端盗因应扑力集碎中而球逐渐致扩展稼，相刚互联务合，拍形成跳一条霜明显蛙的破沙裂面骑，即害断层各两盘开借以芽相对策滑动束的断卫裂面捧。一、液安德毛森断剃裂模妹式（眉安德违森断粥层分浸类）不同管的应姓力状秘态形悼成不德同运解动性吼质的乞断层脏。该束模式俱认为达因为早地面品与空选气间碌无剪碰应力需作用硬，所毁以形班成断择层的影三轴虏应力蛛状态敢中的预一个着主应识力轴疑趋于萄垂直挑地平桶面。屑以此础为依糕据将提断层尘分为擦正断肤层、绞逆(株冲)绒断层芽和平跟移断壁层三农种基唇本类销型，钓并提爹出了熄形成默三种身断层询的应晃力状是态。断层慈面是干一个殊剪裂济面，σ1（主笼压应允力）夸与两毛剪裂冒面的仙锐角鸦分角粮线一攀致，σ3（最杠小压跪应力畏或最厅大拉妇应力遗）与夫两剪挺裂面年的钝联角分减角线刺一致真。σ1所在响盘向宣锐角助角顶亚方向柳滑动自，断蚊层两亚盘垂蕉直于σ2（中江间应寄力）恰方向柄滑动北。（蛾应力再以压膜应力谦为正前值，剪所以裹应力昆增大孙为压绒应力聚值增透大，债应力朴减小克为拉桌应力秀增大亮）形成烟正断悟层的峡应力哭状态模是：悉σ1直立妄、σ2和σ3水平朱，σ2与断虹层走遇向一饿致，起上盘查顺断窄层倾斜向租下滑洽动。根据每形成合正断本层的卷应力像状态蓄和莫只尔圆偿，引起琴正断膏层作克用的遣有利腰条件怎是：最大嫁主应蔑力(σ1)在不铅直扮方向劣上逐唇渐增触大，糖或者店是最码小主应力器(σ3)在丢水平慎方向份上减结小。因此歌，水简平拉慨伸和刷铅直趣上隆醋是最材适合钞于发生输正断欧层作摧用的昌应力魂状态孩。σ3σ1σ3σ1σ3σ1形成矮逆(带冲)色断层秧的应依力状扎态是拉：最耳大主诞应力逐轴(西σ1)和江中间哀主应衰力轴厘(σ2)是叹水平豪的，晚最小泰主应爱力轴卧(σ3)是嫌直立殃的，千σ2平行傻于断诉层面睬走向办。逆冲号断层困的应繁力状瘦态和逐莫尔圣圆表明然，适昆于逆柔冲断舰层形面成作并用的些可能情余况是搁：σ1在水或平方赛向逐岩渐增大，穷或者骗是最针小主尾应力贯(σ3)逐斥渐减小。跳因此逢，水颤平挤孩压有过利于们逆冲侧断层的码发育衔。形成屈平移土断层慌的应柏力状筹态是辈：最危大主辜应力自轴(σ1)和占最小酷主应停力轴菠(σ3)是喜水平果的，搭中间征主应缩慧力轴际(σ2)是丧直立从的，庸断层脏面走搁向垂数直于σ2，滑蒜动方汁向也朝垂直促于σ2，两失盘顺块断层得走向胀滑动测。最大妻有效胆力矩黄准则根据械安德言森模殊式，纷正断臭层应想高角全度，扰逆断凯层才芬是低赌角度抛。但纳实际丈上自扬然界吧大多需数大删规模态正断是层是复低角剂度的敬。这较是目本前国东际地传质学良界没喷有解寨决的戴问题堤。为没此郑深亚东楼教授谣（1裂99畏9）辽提出羞了最产大有诉效力择矩准扮则：垃在鸟伸展岂环境忍下，协脆韧滚性层赶状岩考石将证形成起伸展钱褶劈灵理便(e蠢cc时)，诵该劈跃理的鄙倾角宝受最居大有助效力内矩控鲜制，络一般至为3冷5度咸左右挖，这华些伸聋展褶穷劈理奸进一本步扩耕展形犹成低劈燕角度蜘正断嫂层。An喂de冒rs陪onmo财de缓lMa拐xi保mu消mef睁fe虫ct溪iv夺emo稼me挂ntcr猪it辩er胖ia断层煌的识速别一、览地貌追标志3.觉错断挤山脉4.我串珠林、带千状分徐布的婶湖泊迈和泉昼水5.伯水系陕的变爪化1.少断醋层崖2.睛断层恐三角气面二、翻构造矛标志1.段构造民不连搞续性2.斤断层霸面的千存在3.旁强变懂形带蒙的出蝴现如强营烈劈挖理化穴带和强喊烈碎天裂带4.奥断层挡构造绞岩断层责两盘粉岩石弯在断楚层活终动中图被改怜造形冒成的手变形利岩石地壳锯浅部汉－脆许性断圣层－批脆性庙断层奔构造许岩(刚碎裂非岩)地壳样深部朝－韧庆性剪演切带乖－糜舌棱岩大型潜断层掏：正你断层佛－地乏层缺属失，喝逆断渴层－缓地层灯重复三、痒地层蜂标志径（地笑层的塘重复值与缺句失）四、曾小型车岩体梯、矿瓜化和谣热液能蚀变鲁成带涉分布五、满同一订岩层孤岩相罩和厚纵度的描急剧崇变化大型雹断层抢：正衰断层为－地俘层缺饭失，龟逆断塔层－项地层寻重复一、滑地层埋关系断层吗运动糊性质够的判妖别二、血.标松志物宵的错订断：包括泻岩层合、岩萄脉、不整歪合面喷、先勿期断层和哄侵入糊体边梁界等议。三、钱牵引送构造牵引很褶皱谢(d魂ra高g松fo祥ld漂)：锤断层恩两盘找紧邻巷断层娘面的旗岩层虚因断乘层运恨动拖互曳发躁生弯余曲形芦成的扒褶皱废，也篮称拖求曳褶脚皱。反牵识引褶捆皱(妻re近ve愿rs串e建dr腾ag堪)：络铲式阿正断纳层形渐成的领一种沿牵引烫褶皱四、税擦痕仰(s怠tr弓ia挪e,螺s份cr串at爸ch摘)断层驻两盘台相对侦运动袖时在阁断层抚面上横划下该的刻住痕。反映访断层牙两盘朱的真惕实运俯动轨泻迹。钉头叨痕：通由大乎而深洽的一照端和镇小而贯浅的况一端名形成赏的擦妨痕，蜻断层祖对盘隆由深鱼的一尼端向请浅的枣一端胜运动五、显阶步厦(s戚te拘p)断层芹活动好中在呆断层谁面形涝成的内与断层运塑动方忠向垂维直的待微小必陡坎停，在陡坎灭处常基发育钳与擦恋痕平宣行的贼矿物生长聚纤维川。正阶禽步反阶歪步正阶描步与扑反阶席步的卸区别物：1）捧正阶称步陡肝坎比颠反阶津步缓劳；2惹）正静阶步宅有生酸长矿糟物纤炮维；课反阶泽步无读；3繁）反白阶步求一般目为鳞渗片状辜，可呜剥落毕。张裂组隙透镜沃体、充面理渐取向褶皱档的倒幼向六、断层图带张宜裂隙奏、透谅镜体悠排列钻和劈励理的僚取向申、褶完皱的示倒向由于竞张裂家隙平捆行于饮最大护主应西力方境向，放透镜械体的钢扁平丸面、拥劈理须面平岭行或瓶近平适行于滚应变厚椭球趣体的爸XY击面，两因而恳可据轰以下业准则蜡确定球运动份方式谁：张裂猾隙与厨断层胃面所切交锐贼角指蜜示本犁盘的骨运动县方向控；劈闷理面兼与断随层所锄交锐烟角指径示对永盘的旗运动沟方向译。（自疏己判们断左岸图有似没错栋误？俯）构造鼠岩石各学(p疑et版ro丝式te氏ct送on题ic锈s)概铺述概念：构苍造岩(t煮ec谅to般ni尺te善)或断故层(裂)岩(f竿au喉lt飘r葡oc忌ks蜻):即形随成于左断裂柳带（无剪切兰带）喇中的舞变形铜岩石累。有掩关构栋造岩盘的研龟究已上有10粱0多年犬的历扔史。过去超认识：构趋造岩尤是脆寸性变亡形的笨产物俱，即坝破裂垂起主再导作集用，增所以友又称规为碎棋裂岩降或断县裂构次造岩确。并滩按碎尊裂程春度分鼠为断乡丰层角欲砾岩—碎裂地岩—糜棱齐岩，晒这种身认识扫一直腔持续赖将近跨一个嘱世纪黄。现代插认识：上连世纪70年代帅之后社，随仰着对间地壳桌深层网次的沟变形宇及其玻有关忽岩石当的深斩入研怪究，灾以及询有关讨实验释研究喉，对隙构造袖岩，目特别品是糜栗棱岩碌的研流究才承有了引突破端性进具展。漏认识羽到，糜棱庸岩并游非脆谷性破俩裂后额经强怨烈研盖磨而予成的附产物籍，而粘是韧蜓性变弓形的患产物午。所以灯将构渠造岩炕分为每两个犹系列姓：碎裂搜岩系练列—脆性型系列搞，代凑表地肆壳浅决部断六层带柱的产吃物；谦糜棱迁岩系帅列—韧性索系列锯，代计表地谜壳深猫部剪弄切带困的产择物。Si琴bs兼on每(痛19缩慧77肠)根据锡对构低造岩些的新妖认识内，提贴出了框新的零分类受方案成。该馒分类冠法主咳要考葡虑构职造岩姥的结为构：1、固找结与仔未固驳结；2、紊挂乱组渡构与沙面理尼化组者构；3、碎尊斑的传大小慌与基物质的点含量勤；4、重仁结晶舌程度策。此岁分类售法在喷我国冻产生阳了很黄大影域响，域并得膝到广刊泛应忘用。不足拐之处邪：未注搁意以挑晶粒愉生长祸为主稍的结虎晶作批用；较未考环虑构贿造岩练的变涉质程喝度。Si苍bs病on民(屋19以77做)构逗造岩扬分类Si历bs传on(1煌97伤7)构造巴岩结牵构分铸类方逃案构造统岩的等分类兵方案贿比较她多，缓各有偷千秋耳。何上绍勋捕等(叹19臭96碑)在斯前人图分类粉的基舰础上览，提赚出了推又一施方案下。构造迫岩的独特征断层溜角砾据(s努ha缴tt券er挽ed造r纸oc党ks贞)及携断层价泥(屑go稳ug范e)断层深角砾互和断罚层泥惹均是委未固睁结成慰岩的搞断层卡产物记，主昂要由甩一些烂晚期姓和近边地表嗓的表绒层断叉层(1鹊-4颠k纷m)形成拣。断层蜡角砾迹以岩曾石碎模块为荷主(>拿30每%)够,基质宵为同浑成分太的碎谁屑，眠若碎近块定皆向明驰显可勿称为悲透镜粪化带啄；断层欣泥是简由断欢层破逢碎和幸研磨扣作用舞形成霜的糊健状物胖，矿白物颗最粒小既，肉刮眼难凝以辨矛认，掩其中唯碎块<3蜻0%，可概发育练一组鸣剪破应裂，椒并被袄方解收石等印充填鼠。其臭形成争过程灵常伴适随压胆溶作巧用，柿使方巷解石撑、长辱石和翠石英贫等矿婆物减全少，乳而泥稀质、激碳质蜂和粘澡土矿缴物等谣增多甜。断培层泥瘦可具不定向姻构造适，成帽片理葱化带咐。断层惠泥(锄go挂ug芦e)断层汤带中水的断茂层角钉砾碎裂热岩系悟列(奖ca垄ta馋cl畅as切it遮e)以脆永性变办形为顷主。弯主要闪特点鹅：无盲定向驱或弱海定向宴；裂邻隙发花育，漏被切鸣割成理大小即不等抽的碎角块。乞随着铁变形山的加处剧，辛碎块祝粒度午变细秀，碎及块间晶碎基料增多减。(水磨秧石地满板)；随着夜碎块它减小写，碎草基增公加，计可分堂为碎椒裂的XX岩、屠初碎尽裂岩婶、碎涝裂岩腐和超榆碎裂脱岩。断层树带中强，从鲁边部晚到中豆心，这可见障从碎第裂的XX岩—初碎永裂岩—碎裂尸岩—超碎涉裂岩忘的过棚渡。餐碎块广大小捡不一杂，可慨呈棱衔角状仍、次誓圆状天等。茅习惯夜称构须造角梢砾岩侮或断况层角剖砾岩构造尾角砾腿岩(鼓br宪ec台ci肢a)构造刮角砾引岩(戏br孩ec召ci双a)构造蹦角砾葬岩(麦br鸽ec纸ci案a)玻化堂岩(牙bu环ch监it砖e)玻化滋岩最殖早由胆Sh译an沃d(企19保16姑)提士出，缺用于象描述评南非例Pa贞ri匆js完地区梁一种腿由冲机击作嫂用形汉成的盲呈脉歌状的叮暗色久的隐姨晶质铅岩石偷。一贺般颜怠色较害深，向常呈羽黑色舞或黑疏绿色毯，外阵貌很减像玄区武玻练璃，躺故又页称假啊玄武嫂玻璃已(p什se绸ud啄ot甲ac四hy洁li半te戚)橡，也初有人挎称构督造熔姑岩。构造拦熔岩赶是岩盐石在装高应爽变速距率(恋由地朵震或透冲击扎作用盼)下钢，沿粥断层蚁面快怨速滑拥动所面形成闭的一纯种特维殊的邪构造沿岩。假玄执武玻运璃(蔑云蒙赵山核抢杂岩笔拆离烛断层谣)假玄锦武玻仇璃(婚黑色漏条带愧部分持)玻化律岩的坝成因1、熔融劫观：岩击石在远高应馅变速印率下酿发生狸变形恢、局次部高砌温熔所融又然迅速零冷凝痛而形盾成；2、爆裂吐观：在问高应腹变速棵率下独岩石徐发生绝“爆会裂”令，形深成密余集的方裂隙绝，将赏岩石足切割捉成粉裙末状华，尔贞后再握由粉杠末凝牌聚而宿成；3、综合坛观：S住pr化ay别(1复99损5)令进行口了花水岗岩判的快扬速滑睁动导签致熔欧融的挤实验共研究寸，表配明玻并化岩欠的形烛成过鼻成是矩上述级两种伤观点垃的综寨合，乱而不缩慧是孤填立的肯过成菠。玻化财岩形汗成过互成(本Sp叫ra哄y,久1咱99葵5)克：初始宰破裂叼发生绵时，舌岩石丸先形闸成粗兴大碎甩块，购而没改有熔从融现填象；悲随后指，磨尾碎作装用使特碎块昏逐渐炕变细高，引妇起碎恐块表成面能熟(积村)急午剧增锋加(计可达菊30摇00四多倍焦)，摄当磨既碎作居用达胁到临男界应其变速揭率时童，由卫破裂塔和弹盯性应贷变产该生的政热量辆超过允系统狮散发省的热话量，散熔融篇作用窃开始顶发生四。因趟此认晶为，弊磨碎赠是熔础融作百用的单前提胖，二贡者是花玻化士岩形园成过专成的墙不同恶阶段闲。玻化迫岩的禽产出：玻忆化岩宇是地循震滑吊动的播产物意，可敬分布绿于整协个地凉震带谢中，越可形谜成于滨地壳妖浅部通(<汁12枪km裹)的晌弹－冤脆性漆变形挎机制罪下，赛也可懒形成剃于较唤深部经位(岭12堡-1挨8k仍m)筑的塑怖性变如形环庭境下城，即池在韧陈性剪便切带狐的糜谷棱岩润中也矿可出痰现玻候化岩磁。如挑苏格越兰西吵北的辈莫因禽断层悦(S袍ib矛so渗n,寨19约80膝)、垂桐柏庄大别英地区塔的韧番性剪谷切带悉中均赛发现选玻化让岩和伏糜棱容岩共则生，胸但不写同深冷度玻展化岩椅的结恰构不仓同。(S酷wa挨ns尽on氧,1老99治2)糜棱跑岩系翠列糜棱副岩(哨my讯lo椒ni脖te徒)最铃早是驴La登pw解or独th臭(智18刻85糠)描判述莫卖因断鞋层中冬的岩毛石时芹首先吉提出恋来的为。当桐时认渗为，旋糜棱数岩是故一种拴细粒骑的具聋有强负烈页说理化秘的岩静石，迫是在仅脆性毙破碎穷和研启磨作粘用下蕉形成匀的，胶不伴浅有组绞分的饮重结扔晶作葬用。Ch代ri泳st肺ie逢(1元96紫0)届发现罪莫因州断层抄的糜蠢棱岩炭普遍星发育宋重结渗晶现迈象，校但认柿为是商后构闹造重仰结晶唉所致般，没读有打哨破是报脆性签变形餐的认裤识。19樱81河年美圾国国真际会意议，疲普遍摘认为宜糜棱咸岩有殿三个识基本混特征返：粒添度减跨小(极细粒爆化)迹；出惭现在拖较窄逐的带杜内；育具有窝增强游的页悦理和开线理榜。现代歉研究