构造地质学_戴俊生_断层

正断层的剖面形态
a-板形；b-铲形
石油地质工作者常据断层面倾向与两盘地层倾 向的关系将正断层分为：正向正断层、反向正断 层、屋脊式正断层，反屋脊式正断层。
正断层的剖面类型 a-正向正断层；b-反向正断层 c-屋脊式正断层；d-反屋脊式正断层
逆断层是指上盘沿断层而相对上升的断层。据断面倾角 的大小常将逆断层分为：冲断层，逆掩断层，辗掩断层。 据两盘运动情况可将逆断层分成仰冲断层和俯仰断层两种。 规模巨大并且上盘沿低角度波伏起伏的断层面远距离推 动的辗掩断层叫做推覆构造。其通常表现为较老岩层被推 覆到较新岩层之上。断层以上的岩块系自白远处推移而来， 称外来岩块或推覆体、辗掩块，断层面以下的岩块称原地 岩块或下伏岩块。由于后来的剥蚀，在外来岩块的包围中 间可以局部的露出原地岩块，可称此原地岩块为构造窗。 若剥蚀强烈，外来岩块仅局部残留孤立于原地岩块之上， 称为之飞来峰。
阶梯状断层的深部延伸
a-相交于主干断层；b-相切于水平滑动面；c-多米诺式；d-自行消失
地堑和地垒：地堑指走向大致平行的两条断层 的共同下降盘。地垒指走向大致平行的两条断层 的共同上升盘。地垒和地堑一般由正断层构成。
胶莱盆地构造剖面图
济阳坳陷剖面示意图
“Y”字形断层由主干断层和与其相交的低级别断 层组合而成，在剖面上呈“Y”字形状，是生长断层 的组合类型。
断层线
a-地质图；b-构造图
相当点：指未断前的一个点在断层移动以后分成 两个相邻的点。 相当层：指同一地层山于断层移动而分别在断层 的两盘出现。
总滑距(总断距)：断层两盘相当点沿断层而移动的距离。 走向滑距：总滑距在断层而走向线上的分量。 倾斜滑距(倾斜断距)：总滑距在断层而倾斜线上的分布。 水平滑距：总滑距的水平分量。
四、平移断层的形成机制 平移断层可由两种方式形成 ： 1、由侧向挤压中不同的岩块在垂直于纵向逆断 层或褶皱枢纽方向上不等程度的推进而形成。其 规模一般不大，常终止于褶皱倒转翼或逆断层上， 其旋向无一定规律。 2、由侧向挤压作用产生的平面X型扭裂面发展而 成的平移断层，一般规模较，大旋向具有一定规 律，其较前一种更为普遍。
海沟外隆上的正断层
裂谷发育过程中正断层发育示意图
三、逆断层的形成机制
1、高角度冲断层的形成机制 侧向挤压作用：在明显由侧向挤压作用所形成的轴面陡 峻的强烈褶皱中，常伴随有大致平行褶皱轴面的冲断层的 发育，其形成与侧压作用有关。但断层面并非由剖面X型 扭裂面进一步发展而成的，是在侧向挤压作用下，高塑性 物质沿垂直于挤压的力向上发生塑性剪切滑动的结果。 差异升降运动：发育于褶皱带前缘与毗邻沉积盆地之间 的冲断层可用差异升降运动来说明其形成机制。这种高角 度的逆断层是沿垂直的剪切作用所产生的倾向上升区一组 扭裂面发育而成的，而垂直的剪切作用无疑是由差异升降 运动所引起的。
构造窗和飞来峰的形成或发育过程 a-原地岩块；b-外来岩块；c-构造窗；d-飞来峰
平移断层是指两盘沿断层面走向发生相对移动 的断层。其断面一般较陡。按两盘相对平移的方 向有左行(或左旋，即逆时针方向旋转与右行(或 右旋，即顺时针方向旋转)两种。
a-右行平移断层；b-左行平移断层
根据断层滑动线侧伏角的分类示意图
第六章
பைடு நூலகம்断层
第一节 断层的几何要素 第二节 断层的分类和组合类型 第三节 断层的成因分析 第四节 断层的标志 第五节 断层的观察与研究 第六节 生长断层
岩层受力发生断裂，沿断裂而发生显著的 位移则称为断层。断层往往是由节理进一步 发展而成的。断层直接影响到油气的运移和 聚集，可形成油气藏，也可破坏油气藏。
旋扭断层：也称帚状断层是多条弧形断层向 一端收敛向另一端撒开的组合形式。
帚状断层的旋向与力学性质 a-主干断层；b-张剪性帚状断层；c-压剪性帚状断层
斜交式断层指一条断层不垂直相交并终止于另一 条断层之上。在具有共生组合关系的斜交式断层中， 限制断层常具有剪切性质，北限制断层可以是正断 层、逆断层，也可以是平移断层。两者之间可以是 派生关系，也可以是共轭关系。
枢纽断层(旋转断层)：两盘沿断层而发生旋转， 即岩块围绕一根与断面垂直的枢纽线发生转动。 旋转方式有两种；其一，枢纽轴位于断层的一 端；其二，枢纽轴位于断层的中点。
两种旋转的枢纽断层
二、断层的成因分类
剪切作用可以视为直接形成断层的力学成因。但从断层受力 状态及其表现特征考虑，可分为三种基本类型。 张性断层：倾角很陡或近于直立的正断层是直接由张应力拉 断的，断层面与张应力垂直，属于张性断层。某些倾角较缓的 正断层不是直接由张应力产生，而是由扭裂面发展为张性断层 的，在剖面上看应为张扭性断层，在平面上正断层与张应力垂 直，应为张性断层。 剪性断层：平移断层是最主要的剪性断层。 压性断层：逆断层是最主要的压性断层。压应力并不能直接 导致断裂，逆断层是由剪裂面发展来的，剪裂面既经发生，在 水平侧压力连续作用下，它就发展为压性断层。断层面走向与 压应力方向垂直。 一般情况下，正断层属于张性断层，平移断层属于剪性断层， 逆断层属于压性断层。
地层断距：断层两盘相当层层而之间的垂直距离。 铅直地层断距：断层两盘相当层层面之间的铅直 距离。 水平断距：断层两盘相当层层面之间的水平距离。
实习十四 分析断层地区地质图 并求断层产状及断距
1、断层表现特征 2、断层性质 3、地层断距 4、断层形成时代 5、断层综合描述
垂直地层走向剖面图
在地质图上求断距
作业 完成实习十四的作业
思考题 1、什么叫断层、断层面、断层线、断盘? 2、什么是相当点、相当层? 3、断距和滑距各有哪些类型?各指什么?
第二节 断层的分类和组合类型
一、主要内容 断层的形态分类；断层的成因分类；断层的组合 类型。 二、基本要求 1、掌握各类断层的特征。 2、掌握推覆构造、构造窗、飞来峰，左旋、右 旋的概念。 3、明确张性断层，剪性断层和压性断层与应力 方向的关系。 4、掌握断层的组合类型及其特征。
作业 完成实习十五的作业
思考题 1、按形态、力学成因和组合关系，断层可分为 哪些类型?各有何特征? 2、什么叫推覆构造、构造窗，飞来峰? 3、怎样判断平移断层的左旋和右旋? 4、什么是枢纽断层? 5、一般情况下，断层的力学性质与位移性质有 何对应关系？
第八节 断层的成因分析
一、主要内容 安德生提出的地壳中可能存在的三种应力分布 情况；正断层的形成机制，逆断层的形成机制， 平移断层的形成机制。 二、基本要求 1、牢固掌握安德生的三种应力分布情况。 2、明确正断层，逆断层和平移断层的形成机制。
二、正断层的形成机制
1、局部性拉伸作用 侧向或垂向挤压下形成背斜，在外弯层诱导出与背斜枢 纽垂直的顺层张应力，垂向上由于岩层的自重或背斜上拱 力造成主应力。造成正断层形成的应力状态，从而发育两 组相向倾斜的正断层及其组合地堑。断层面所在亦可以是 早期形成的纵张节理，后被共轭扭裂面所利用。
美国海员山背斜顶部的正断层和小型地堑
三、断层的组合类型 同一时期在统一应力场下形成的断层，以一定的组合形 式在空间上出现有规律的排列，从而形成不同类型的断 层组合。 1、平面组合类型 同心环状与放射状断层：常出现于穹窿，盐丘和短轴 背斜的顶部，绝大部分为正断层，可能山隆起上升引起 地表水平引张作用所形成
a-平行式断层；b-雁列式断层；c-帚状断层；d-环状断层；e-放射状断层；f-斜交式断层
当背斜发生倾伏时，则沿枢纽方向引起局部拉伸，在垂直 方向上同样存在着主压应力，因此形成垂直于背斜枢纽方向 的横张断层。其开始的破裂面可以是一对共轭扭裂面，造成 两组反向正断层。也可以由横向张裂面进一步发展而成，此 时断面倾角与枢纽的倾伏角互成余角，但倾向相反。
背斜中的横断层
2、区域性构造应力作用 侧向拉伸形成的沉积盆地，其边缘自然造成了 正断层要求的应力状态，经常见于盆地边缘的同 沉积断层就是这种应力状态形成的正断层。 差异升降运动也可在升与降过渡的挠曲地段产 生正断层，其产状乃向下降一侧陡倾。这种断层 的产生可能同地壳向上隆起形成的垂向挤压及相 应侧向拉伸的应力状态有关。
“Y”字型断层 a-反向“Y”字型；b-同向“Y”字型；c-多级“Y”字型
叠瓦状断层，也称叠瓦状构造，是由上盘在剖 面上向同一方向依次逆冲而形成的。是逆断层的 组合形式，常发育于地壳强烈活动的地区。
花状构造也称棕榈树状构造，是走滑断层的浅层表现型式， 分为正花构造和负花构造。正花构造是在压剪性应力场情况 下形成的，其主要特征是扭动带内断片向上散开，向深处收 敛变窄变陡，主断层及分支断层多具逆滑距，撒开的断层间 具地垒断片，地层表现为背形。负花构造是在张剪性应力场 条件下产生，断层向上分枝并构成向形构造，主断层及分支 断层多具正滑距，撒开的断层间具地堑断片。
一、安德生模式
安德生认为：地壳中的三个主应力会有 一个趋于垂直地表，据此提出了三种可能 的应力分布情况： 1、最大主应力是铅直 的—产生正断层。 2、最大主应力与中间 主应力是水平的—产生 逆断层。 3、最大主应力与最小 主应力是水平的—产生 平移断层。
a-正断层；b-逆断层；c-平移断层
断层的形成机制主要是指断层形成和发展的力学过程。 断层两盘沿断层面发生相对滑动实质上是剪切滑动，因此 任何断层面均毫不例外地是一个剪切滑动面，可以认为剪 切作用是形成断层直接的力学原因。但断层的剪切作用并 不意味着断层面一定得由剪裂面直接发展而成。
第一节 断层的几何要素
一、主要内容 断层面，断层线及断盘，断层的位移。 二、基本要求 1、牢固掌握断层面、断层线及断盘的概念。 2、明确相当点和相当层的概念。 3、掌握各种断距与各种滑距的概念。
断层面：岩石发生断裂时，两部分岩块之间滑 动的破裂面。 断层线：断层面与地面的交线。 断盘：断层而两侧相对滑动的岩块
斜交式断层 F1-平移断层；F2-逆断层；F3-正断层；U-上升；D-下降
2、剖面组合类型
断层剖面组合类型 a-阶梯状；b-地堑；c-地垒；d-”Y”字型；e-叠瓦状；f-花状
阶梯状断层：由若干条产状大致相同的正断层 平行排列，在剖面上各个断层的上盘呈阶梯状向 同一方向按顺序依次下降。阶梯状断层常伴随出 现下盘的边缘翘起形成掀斜断块。
萨拉伊尔山梁与同斜褶皱同时发育的高角度逆断层
堪培拉区与花岗岩侵入有关的高角度逆断层
上下剪切作用导致的高角度逆断层
松树沟剪开断层和无根褶皱
2、低角度逆掩断层的形成机制 低角度逆掩断层是在较为强烈的水平挤压作用下沿倾角小于 450的扭裂面进一步发展而成的。是沿剖面X型扭裂面发育而成 的。有三种情况： 由褶皱进一步发展而成的延伸逆断层：由于水平挤压作用 产生褶皱在其进一步发展过程中一翼必将发生倒转，形成倒 转褶皱。倒转翼在持续的变形过程中沿剖面X型扭裂面中的一 组被拉薄，最后被剪断，形成延伸逆断层。 逆断层与褶皱的关系 与褶皱同时发育的破裂逆断层： 脆性岩层在水平挤压作用下可以形 成开阔褶皱，同时也很快破裂，形 成一系列剖面X型扭裂面，并进一 步发展成破裂逆断层。 早于褶皱形成的剪开逆断层：剪 开逆断层形成前，地层并无明显褶 皱现象，但它的形成仍旧同强烈水 平挤压作用有关。剪开逆断层出现 以后，地层连同断层面可以再一同 褶皱。 a-剪开逆断层；b-延伸逆断层；c-破裂逆断层
负花状构造
正花状构造
实习十五 利用钻井资料编制带断层的构造图
1、初步估计断层的大致位置和方向 2、作断层面构造等高线图 3、分别作出两盘标准层等高线图 4、找出同一高程的断层面等高线与标准层等高线的交点， 将这些交点按高程顺序用圆滑曲线连接，即为断层线。 5、擦去断层面等高线，完成图件。
带断层的构造图 a-正断层；b-逆断层
一、断层的形态分类
根据断层产状和岩层产状关系的断层分类示意图 a-走向断层；b-倾向断层；c-斜向断层；d-顺层断层
据断层走向与区域构造线方向的关系，断层 可分为：纵断层、横断层、斜断层。
地质图（a）和（b）构造图中的断层 F1-纵断层；F2-横断层；F3-斜断层
断层的形态分类 据断层两盘相对位移的方向，断层分为：正断 层，逆断层、平移断层。 正断层是指上 盘沿断层面相对 下降的断层。其 断层面一般较陡， 变化于450一900 之间，以600一 700为最常见。