2第四章 地质构造-断层

一般特征(逆掩断层)：
1）倾角小，＜30°； 2）可长距离推覆，＞5km；
覆 阿 构 尔 造 卑 斯 格 拉 鲁 斯 推
四川彭县逆冲推覆构造
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一、基本特征 characteristics
低角度逆冲断层面（<30O)；上覆外 来岩块（推覆体）位移>5km 逆冲断层与推覆体 原地岩块、外来岩块、飞来峰、 构造窗—最小推覆距离
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伸展构造型式
大陆裂谷的主要特征：

地壳有所减薄，岩石圈因伸展明显减薄，莫霍面向上隆升； 构造上主要表现为一系列正断层为主的地堑、半地堑组成的复杂地堑系。 地貌上表现为断陷谷和断陷盆地； 巨厚陆源碎屑堆积/双峰式火山岩（流纹岩—拉斑玄武岩或响岩、粗面岩— 碱性玄武岩）； 负重、磁异常/ 高热/浅源地震，边界表现为明显重、磁梯度带。
基本要点：

低角度（~12°）大位移正断层的发现；

伸展变形—大型低角度正断层—旋转变形—上盘旋转正断层—下盘微弱变
形—单剪变形； 地壳至地幔的伸展减薄具有不均匀性； 下盘隆升与变质核杂岩；

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（三）分层拆离伸展模式 （Delamination—detachmentment model )
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（一) 纯剪切伸展模式 （Pure shear model)

要点:

共轭高角度正断层系、对称地堑、裂谷盆地
岩石物理状态与岩石圈变形 水平拉伸纯剪变形与非旋转应变 上部地壳至下部地幔的均匀变形
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（二）简单剪切伸展模式 (simple shear model)
2)
对冲式逆冲断层
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2. 断层分类
3)
背冲式逆冲断层
冲起构造与三角带
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2. 断层分类
4)推覆构造
覆 阿 构 尔 造 卑 斯 格 拉 鲁 斯 推
四川彭县逆冲推覆构造
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添加：大陆伸展构造型式
以正滑断层、剪切带和拆离断层为主要滑动系统形成的构造型式，包括：
第四章 构造特征描述
第二节 断层描述
主要内容：
1. 断层的要素 2. 断层分类
3. 断层形成机制
4. 断层的野外观察和研究
1. 断层的要素
断层的定义
－岩石受构造应力作用产生的断裂，岩层或岩体沿断裂 面发生显著位移的地质构造层。
断层在油气藏中分布广泛，其性质、规模大小不一，
同时对油气田的开发有着不同的影响。根据断层密封 性，断层分为封闭的和串通的两类。
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深 度／k m
2 3 4 5 6 7 0 Ar
C +O
C +P
Es 4+E k J -K
Es2
C+
Ar 2km
O
C+
P
J-K
E s 4+
Ek
4 Es +Ek J-K C+P C+O
Ar
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济阳坳陷沾化陷凹南北向构造剖面图
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2. 断层分类
3)阶梯状断层 一系列产状基本一致的正断层的组合称阶梯状断层。顺 断层倾向，一条断层的上盘同时构成下一断层的下盘。所有 断层的上盘都朝同一方向滑落。
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2. 断层分类 3．以平移断层为主的组合型式
雁列式
雁列式断层形成机制
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一、左行走滑断层与右行走滑断层
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1. 断层的要素
2）断距：被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离。
在垂直被断岩层走向的剖面上可测量的断距：

地层断距-ho。同一岩层断开后，上下盘之间的垂直距
离，当上下盘地层产状基本相同时，地层断距即地层 缺失或重复的真正厚度。


铅直地层断距-hg。
水平地层断距-hf


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关于大陆伸展模式
McKenzie、Wernicke、 Eaton、Lister的大陆伸展构造模式：

纯剪模式（ McKenzie ，1978） 单剪模式（ Wernicke ，1985） 分层剪切模式（ Eaton，1980；Lister等，1991 ）
2）逆断层
3）平移（走滑）断层 4）枢纽断层
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2. 断层分类
1.正断层(normal
fault)
--是指断层上盘相对下降,下盘相对上升的断层。 特点：产状一般较陡，断层面倾角多在45o～60o 之间。
且其产状往往从上到下，会逐渐由陡变缓，在整体上呈
铲状。
正断层
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1. 断层的要素
2、断层线：断层面与地面的交线。即断层在地表的出露线
多为曲线，在地形地质图上断层线遵循“V”字形法则
在油气藏构造图上，断层线是断层面与构造标准层面的交
线在平面上的投影。
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1. 断层的要素
3.断盘：断层面两侧相对移动的岩层或岩体。
当断层面倾斜或水平时，位于断层面上方的断盘称为
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断层的组合类型

阶梯状断层
与掀斜地块
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2. 断层分类
4）环状、放射状
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2. 断层分类
2. 逆断层的组合型式
1)
叠瓦式逆冲断层
各逆冲断层上陡下缓，向下汇于主断面，总体呈帚状 2013-10-18
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2. 断层分类
断层密 度（条/km2） ﹤1 1-3 ﹥3 3-10
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2. 断层分类
一、几何学分类
1. 根据与岩层走向关系分类：

1）走向断层——断层走向∥地层走向； 2）倾向断层——断层走向⊥地层走向； 3）斜向断层——断层走向∧地层走向； 4）顺层断层——断层面∥层面。

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2. 断层分类
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2. 断层分类
2）箕状半地堑
a、现今构造
0 1 Nm Ng Ed
L65
L36
L35 Nm Ng Ed Es1 2 3 Es Es
Y75
Y33 Qp
Bs5 Nm Ng Ed 1 Es Es3
Bs3
N
Ng Ed 1 Es2 Es Es
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5. 断层的倾向与倾角 断层面倾斜的方位为断层倾向。断层面与其水平投影面之间
的夹角称为断层倾角。
6. 断层走向与延伸长度 断层线的延伸方位称为断层走向。断层线在平面上的长度叫
断层的延伸长度。
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表2-1 东辛复杂断块油田断层主要参数表
级别 二级 三级 断层数 4 52 走向 东西 东西、南北 倾向 南北 南北 断距/m 200～600 100～200 长度/km 5～10 0.5～3.0 作用 边界 断块区
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2. 断层分类
三、断层的组合类型 1. 以正断层为主的组合形式

1）地堑、地垒 由断层面走向大致平行、倾向相反、性质相同的两条（或数条）断层， 他们中间共有一个上升盘，这种断层组合称为地垒。 与地垒相反，它们中间共有一个下降盘，这种断层组合称为地堑。 地堑和地垒常常毗邻或相间发育，形成所谓的“盆岭构造”。 从区域地质研究上看，地堑和地垒常发育在褶皱和缓的地区。
（一）地垒—地堑（Horst and Graben)
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伸展构造型式
大陆裂谷（如东非裂谷 ）
（二）裂谷

概念提出：J. W. Gregory (1894)，东非裂谷 概念：岩石圈板块作背离水 平运动或地幔隆起时地壳中 发育的断陷谷。

陆间裂谷（如红海—亚丁湾裂谷 ）
大洋裂谷（如大西洋中脊的裂谷 ）
四级
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北东、南西
油藏主控因素 背斜、断层 弯曲断层 断层相交 断层封闭
南北
30-～80
﹤1.0
平均含油 面积（km2） ﹥4 0.1-3 0.1-3 ﹤0.5
复杂化
油藏边 水能量 较充足-充足 充足 较充足-充足 不足-微弱
油藏类型 简单断块油藏 开启型断块油藏 半开启型断块油藏 封闭复杂型断块油藏
上盘，位于断层面下方的断盘称为下盘。
上升盘与下降盘。
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在断层的运动过程中，根据两盘的相对运动方向，将相对上 升的一盘称作上升盘，相对下降的一盘称作下降盘。
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1. 断层的要素 4. 位移：包括平移和旋转，这二种运动兼备是断层位移最普遍 的情况。
平移－－两盘只发生相对平直滑移 旋转－－两盘以断面法线为轴，
3）破碎带岩石强烈碾碎，透镜 状角砾。
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2. 断层分类
3、平移(走滑)断层
是两盘顺断层走向相对移动的断层，巨大者称为走滑断层。
根据断层两盘相对运动方向，分为左旋(左行)走滑断层和
右旋(右行)走滑断层
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2. 断层分类
右旋走滑断层 Right lateral clockwise

基本要点：

地壳（岩石圈）伸展构造是分层的; 不同层次岩石圈的伸展变形方式不同

浅部：单剪 深部：纯剪
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分层拆离组合伸展模式
分层拆离组合伸展模式
主要强调： 1. 岩石圈的分层性特征； 2. 大型拆离断层（滑脱 断层）在岩石圈裂陷 伸展过程中所起的重 要作用。
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当断层属于封闭性质的，在注水开发时，在断层两侧
的油水井不易形成完善的注采系统，使得一些油井见 不到注水效果；在断层附近的原油不易被注水波及， 而形成剩余油的滞留区。有些油藏被多条断层分隔而 形成断块油藏和复杂断块油藏。
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秦皇岛鸡冠山顶小型正断层
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1. 断层的要素


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伸展构造型式
（三）拆离断层：（R. L. Amstrong, 1972)/北美西部科迪勒拉 伸展构造：大型低角度犁式/铲状正断层/
异地年轻地层与深层次老地层。
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伸展构造型式
特征：


介于新的盖层和老的基底之间；
上盘正断层组合：阶梯状、半地堑组 合； 上盘为异地岩块，下盘为原地岩块； 上盘、下盘变形差异，上盘为脆性伸 展变形，下盘为韧性变形； 构造岩：从碎裂岩系列构造岩—糜棱 岩系列构造岩。
相对旋转滑移
平移运动
断层位移示意图
旋转运动
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1. 断层的要素
1)滑距：断层两盘的实际位移距离，包括： 总滑距-ab，层面上同一点被断开的真正距离 走向滑距-ac，总滑距在断层面走向方向上的投影
倾斜滑距-cb，总滑距在断层面倾斜方向上的投影
水平滑距-am，总滑距在水平面上的投影 倾向滑距-cm，倾斜滑距在水平面上的投影
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断层——脆性断层、韧性断层
面状破裂
面状流变带
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1. 断层的要素
断层要素是能表明断层几何形态和运动性质的基本组成内容。
包括断层面、断层线、断盘、断距、断层倾向与倾角、断层 走向与延伸长度等。
新疆托克逊县铜花山断裂地貌景观
Aerial view of right-lateral fault.
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2. 断层分类
2. 根据与褶皱轴向（或区域构造线走向）关系分类：
1）纵断层——断层走向∥褶皱轴向； 2）横断层——断层走向⊥褶皱轴向； 3）斜断层——断层走向∧褶皱轴向。
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2. 断层分类
二、运动学分类 1. 断层简单分类：
1）正断层
左旋走滑断层 Left lateral
anti-clockwise
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2. 断层分类 一般特征
1) 2)
倾角近直立，走向比较稳定； 破碎带岩石强烈破碎。
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Байду номын сангаас
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2. 断层分类
2. 断层复合分类
断层的两盘不是完全顺断层面倾斜或走向相对滑动，而 是沿着与其成斜交的方向滑动时，断层兼具有正、逆和平移 的过渡性质。
Near Las Vegas Nevada
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1. 断层的要素
1. 断层面和断层带
断层面：指岩层或岩体发生断裂位移的破裂面，平面或者
曲面。
断层面常表现为具有一定宽度的破碎带，称断层带或断裂
带。断层带宽度大小不一，自几米至数百米，有时甚至可
达数公里。
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2. 断层分类
2.逆断层(Thrust
fault)
--是指断层上盘相对上升,下盘相对下降的断层。
高角度逆断层倾角＞45°；
低角度逆断层(逆掩断层)，是一种位移量很大的缓倾 斜逆断层，其倾角一般在30°以下，位移量一般在数公里 以上。
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2. 断层分类