1、第十一章 斷層構造 1 斷層的幾何要素和位移一、斷層的幾何要素斷層面(ault surface or plane) 空間位置，由走傾向、傾角定之。斷層線（fault line）斷層帶（fault zone）斷盤： 上盤（hanging wall）， 上升盤（upthrow）， 下盤（foot wall）， 下降盤（downthrow）1二、位移（desplacement）直移運動、旋轉運動（一）滑距（slip） 以相應點為參照系，兩個時應點間的真正位移稱為總滑距（ab）（net desplacement）1、滑距（strike slip）（ac）2、傾斜滑距（dip slip）（cb）3、水平

2、滑距（horizontal slip）（am）2（二）斷距（sepration） 兩對應層之距離1、垂直被錯巖層走向的剖面上測得（1）地層斷距（stratigraphic slip）(ho)（2）鉛直地層斷距（vraticed stratigraphi slip）（hg）（3）水平斷距（horizontal slip）(hf)2、垂直于斷層走向的剖面上除鉛直地層斷距相等外，其余均大于前者，故稱視斷距。 32 斷層分類一、斷層與有關構造的幾何關系分類（一）根據斷層與巖層走向的方位關系分： 走向斷層 傾向斷層 斜向斷層 順層斷層（二）根據斷層與褶皺樞紐走向或區域構造線之間關系分： 縱斷層 橫斷層

3、斜斷層4二、按斷層兩盤相對運動方向分1、正斷層（Normal Fault）2、逆斷層（Revers Fault） 3、平移斷層（transcurrent） 左行平移（left faults） 右行平移（right faults）斜交斷層走向滑動的斷層，即 1、2、3兩兩組合命名4、樞紐斷層（hinge fault） 56逆沖斷層新藏公路峽南橋J1yerP17（一）逆沖推覆構造（Thrust Faulds）原地巖塊（系統）（Autochthon）外來巖塊（系統）（Allochthon）逆沖巖席（片）（Thrust Sheet）逆沖推覆構造或推覆構造（Nappe）構造窗（Fenestlla or

4、Window）飛來峰（Klippe）8（二）、伸展構造類型（extensional structure）正斷層、組合型式：1、地塹和地壘（graben horst）主要由兩條走向基本一致的相向傾斜的正斷層組成，兩條走向基本一致正斷層之間為下降盤，巨型者即為裂谷（rift）；地壘與地塹正好相反。2、階梯狀斷層（step fault），箕狀構造（besin range/hemigra-ben）、盆嶺構造（basin and rage step）9（3）環狀和放射狀斷層（4）雁行式斷層（5）大型斷陷盆地 如華北、松江、江漢、萍樂等（6）裂谷（系）（rift system） 大洋裂谷（oceanic

5、rift）大西洋 大陸裂谷（contineatal rift）東非裂谷 陸間裂谷（intercontinenta rift）紅海 大陸裂谷陸間裂谷大洋裂谷為一演化序列 我國華北平原新生代裂谷，白堊紀沂沐裂谷以 及攀西裂谷等。10graben in this alluvial fan.11（7）剝離（拆離）斷層（detachment）為一上陡下緩的大型鏟狀正斷層（listric-normal fault）。主要產出于蓋層與基底之間，上盤包括一套正斷層組合，發育區域隆起背景上，是巖石圈多層次拆離，蓋層在基底上滑脫的具體表現，具有垂向分帶性即：表層次為正斷層組合；中層次為塑性變形為主的韌性剪切（8-

6、15km）；深層次，伸展塑性流變。12（8）重力滑動構造（gravity slidingspreading）組成：下伏系統、潤滑層、滑面、滑動系統分帶：后緣拉伸帶、中部滑動帶、前緣推擠帶13三、走滑斷層（strike slip fault）走向滑動斷層即大型平移斷層，兩盤直立相對水平滑動。人們對走滑斷層的認識比對正，逆斷層的認識要晚，地質學家在19世紀就認識了正逆斷層，而走滑斷層20世紀初才被發現。1、走滑斷層的基本特征（1）主要特點走滑斷層包括一系列與主斷層帶平行或近微小角度相交的次級斷裂組成，單條斷裂沿伸一般不遠，各級斷裂分叉交織，常呈發辮狀。14常伴有雁列褶皺及斷層以及斷層隆起與斷陷盆地

7、。斷層兩盤地層一巖相帶成遞進式依次錯開，時代愈老錯移越大。15斷層常呈直線延伸，甚至穿過起伏很大的地形仍保持直線形，航衛片上顯示良好的線性。根據斷層兩盤運動方向分為左行和右行。力學性質具雙重性即以剪切為主，又具有拉張或擠壓，前者稱張剪性，后者稱壓剪性走滑斷層。162、走滑斷層的內部應力狀態和有關構造（1）應力狀態（2）走滑斷層彎曲引起的應力應變場（3）走滑斷層交切引起的擠壓和拉伸（4）尾端應力狀態3、有關伴生構造（1）雁行式褶皺（2）牽引式彎曲174、拉分盆地（pull apart Basin）B.C.Burchfiel，1966年研究圣安德列斯走滑斷層系控制的死谷盆地時首次提出。18拉分盆地

8、的演化195、花狀構造花狀構造是走滑斷層的一種特殊構造。剖面上一條走滑斷層自下而上成花狀撒開，故稱花狀構造。根據結構特征和力學性質可以分為正花狀構造和負花狀構造。203 斷層成因機制一、安德森模式（E.M.Anderson，1957）21二、哈佛奈模式（W.Hafner 1951）224 斷層巖（一）碎裂巖系列 （二）糜棱巖系列23A、B：斷層角礫巖（顯微照片）新藏公路峽南橋C：斷層角礫巖（原巖為侏羅系火山巖）安徽肥東龍山ABC24A：花崗質糜棱巖受后期脆性斷裂作用成為花崗質角礫巖郯廬斷裂B：大理巖質角礫巖郯廬斷裂AB25右：糜棱巖中的石英塑性變形（拔絲構造）新疆中巴公路蓋孜水文站左：長英質糜

9、棱巖中的石英拔絲構造中巴公路布倫口26動態重結晶石英的靜態恢復新疆塔什庫爾干27鈣質糜棱巖中的“”形旋轉殘斑新藏公路128Km鈣質糜棱巖中的“鞘褶皺”北京西山鈣質糜棱巖勝利油田純梁采油廠招待所285 斷層效應廣義的斷層效應是斷層引起的各種現象，這里討論的是走向斷層、橫斷層、斜向斷層引起的視錯動。一、走向斷層引起的效應 地層重復和缺失的6種情況斷層性質斷層產狀和巖層產狀的關系二者相反斷層傾角大于地層傾角斷層傾角小于地層傾角正斷層地層重復（A）地層缺失（B）地層重復（C）逆斷層地層缺失（D）地層重復（E）地層缺失（F）兩盤運動方向下降盤出現新地層下降盤出現新地層上升盤出現新地層29二、橫斷層引起的

10、效應（一）、正（逆）斷層引起的效應（二）、平移斷層引起的效應 （三）、平移正（逆）斷層引起的效應1、沒錯動，滑移線平行巖層在斷層面上的跡線。2、滑移線在跡線下側，剖面上看正斷層、平面上看平移斷層。3、滑移線在跡線上側，剖面上看逆斷層，平面上看平移斷層。（四）、橫斷層錯斷褶皺引起的效應 褶皺的核部寬窄發生變化。306 斷層的觀察與研究一、斷層的識別或確定（一）地貌標志1、斷層崖；2、斷層三角面；3、錯斷的山脊；4、山嶺和平原的突變；5、串珠狀湖泊洼地；6、泉的帶狀分布；7、水系特點31 The San Andreas fault provides a beautiful example of t

11、ran-sform faults on continents. Features associated with transform faults on land include offset drainages and linear valleys.This faulted glacial moraine in the Sierra Nevada Mountains is an excellent example of the law of cross-cutting relationships.32（二）構造標志（三）地層標志重復與缺失（前述6種情況）（四）巖漿活動與礦化作用（五）巖相與厚

12、度的急變二、斷層面產狀的測定33三、斷層兩盤相對運動方向的確定（一）根據兩盤新老關系（前述走向地層6種情況）（二）橫（斜）斷層切割褶皺構造（三）牽引構造34（三）擦痕與階步： 正、反階步和擦抹晶體的厚度變化判斷運動方向。35左行平移斷層形成的水平擦痕安徽霍邱四十里長山36（四）根據斷層兩側派生構造的羽狀剪節理、張節理即拖曳褶皺來判斷斷層運動方向。（五）根據斷層角礫巖來判斷斷層運動方向。37四、斷層作用時間性（一）確定地層形成時間：根據是否切穿不整面來確定地層形成時代；巖脈、巖體相互切割關系和其同位素年齡；同一構造應力場作用下的力學成因分析；重力構造，根據卷入的最新地層和為被切割的上覆最老的地層來確定。（二）長期活動的斷層分析1、地層發育、厚度、巖相變化等情況顯著差異；2、大型走滑斷層，錯距不同、控制盆地邊界的同沉積地層；3、受地層控制的巖漿多期活動，多期成礦作用；4、不同時期活動的地層其力學性質、斷層巖的性質及強度差異；38五、同沉積斷層同沉積斷層主要特點：示圖1、一般為走向正斷層，剖面上呈勺狀或犁式；2、上盤地層明顯增厚，生長指數=下降盤厚度/上升盤厚度；3、斷距隨深度增大，地層愈老，斷距愈大；4、常在上盤發育反牽引構造（Revers drag structure）。39Recent new images of the ocean floor