《构造地质学实习教程郝建民主讲实习4读断层地区地质图并求断层产状及断距》由会员分享，可在线阅读，更多相关《构造地质学实习教程郝建民主讲实习4读断层地区地质图并求断层产状及断距（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、昆仑断裂及断层三角面昆仑断裂及断层三角面实习四实习四读断层地区地质图读断层地区地质图并求断层产状及断距并求断层产状及断距9/7/20241实习目的实习目的1.1.在地质图上分析断层的特征在地质图上分析断层的特征2.2.在地形地质图上求断层产状及断距在地形地质图上求断层产状及断距9/7/20242AB9/7/20243一、断层发育区地质特征的概略分析一、断层发育区地质特征的概略分析分析出露的地层，建立地层层序；判断不整合时代；研究分析出露的地层，建立地层层序；判断不整合时代；研究新老地层分布及产状；确定区内褶皱形态及轴向以及断层新老地层分布及产状；确定区内褶皱形态及轴向以及断层发育状况。发育状况
2、。1 1 断层面产状确定？断层面产状确定？2 2 两盘相对运动方向确定？两盘相对运动方向确定？1 1走向断层？走向断层？ 2 2横向断层？横向断层？3 3 断距的测定？断距的测定？4 4 断层时代确定？断层时代确定？5 5 断层的描述？断层的描述？9/7/20244二、二、断层性质的分析断层性质的分析 根据断层线根据断层线“V“V字字形特征，用相邻等高形特征，用相邻等高线法作图直接求取。线法作图直接求取。在地质图上画出断在地质图上画出断层的两条平行走向线，层的两条平行走向线，判定断层面的走向、判定断层面的走向、倾向和倾角图中断倾向和倾角图中断层线在河谷中成指向层线在河谷中成指向下游的下游的“v
3、“v字形，字形，说明断层倾向南西。说明断层倾向南西。通过作图求得断层产通过作图求得断层产状是状是2334523345。图图9-1 9-1 求解断层面产状求解断层面产状1 1、断层产状、断层产状9/7/202452 2两盘相对位移的判定：断层两盘相对升降、平移并经两盘相对位移的判定：断层两盘相对升降、平移并经侵蚀夷平后，如两盘处于等高的平面上，那么露头和地质侵蚀夷平后，如两盘处于等高的平面上，那么露头和地质图上一般表现出以下规律：图上一般表现出以下规律： (1) (1)走向断层或纵断层，一般是地层较老的一盘为上走向断层或纵断层，一般是地层较老的一盘为上升盘但当断层倾向与岩层倾向一致、且断层倾角小
4、于岩升盘但当断层倾向与岩层倾向一致、且断层倾角小于岩层倾角，或地层倒转时，那么新地层的一盘是上升盘。层倾角，或地层倒转时，那么新地层的一盘是上升盘。 老地层一侧上升老地层一侧上升新地层一侧上升新地层一侧上升9/7/20246 (2) (2)横向或倾向正横向或倾向正( (或逆或逆) )断层切过褶皱时，断层切过褶皱时，背斜核部变宽或向斜核部变窄的的一盘为背斜核部变宽或向斜核部变窄的的一盘为上升盘；如为平移断层那么两盘核部出露上升盘；如为平移断层那么两盘核部出露宽窄根本不变。宽窄根本不变。某地地质图某地地质图某地地质图某地地质图9/7/20247 (3) (3)倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时，如倾
5、斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时，如果地质图上地层界线或褶皱轴迹发生错动，那么它果地质图上地层界线或褶皱轴迹发生错动，那么它既可以是正既可以是正( (或逆或逆) )断层造成的也可以是平移断层断层造成的也可以是平移断层造成的，这时应参考其它特征来确定其相对位移方造成的，这时应参考其它特征来确定其相对位移方向。假设是由正向。假设是由正( (或逆或逆) )断层造成的地质界线错移，断层造成的地质界线错移，那么岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘为上升那么岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘为上升盘；假设是褶皱，那么向轴面倾斜方向移动的一盘盘；假设是褶皱，那么向轴面倾斜方向移动的一盘为上升盘。为上升盘。9/7
6、/20248断层效应断层效应用于两盘相对位移的判定用于两盘相对位移的判定A A、走向断层引起的效应、走向断层引起的效应6 6种形式种形式 走向断层错切岩层后的效应主要表现走向断层错切岩层后的效应主要表现在造成两盘断层的缺失和和重复。在造成两盘断层的缺失和和重复。缺失缺失是是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在指一套顺序排列的地层中的一层或数层在夷平地面上或剖面上断失的现象；重复是夷平地面上或剖面上断失的现象；重复是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在指一套顺序排列的地层中的一层或数层在夷平地面上或剖面上重复出现的现象。断夷平地面上或剖面上重复出现的现象。断层层性质性质的不同、的不同、断层与岩层
7、倾斜关系、倾断层与岩层倾斜关系、倾角大小角大小决定了地层的决定了地层的重复和缺失重复和缺失( (效应效应) )。9/7/202491. 1. 走向正断层效应走向正断层效应1 1 地层重复地层重复断层与地层倾向相反。断层与地层倾向相反。2 2 地层缺失地层缺失断层与岩层倾向相同、断层倾角断层与岩层倾向相同、断层倾角 岩层倾角。岩层倾角。3 3 地层重复地层重复断层与岩层倾向相同、断层倾角断层与岩层倾向相同、断层倾角 岩层倾角。岩层倾角。3 3 地层缺失地层缺失断层与岩层倾向相同、断层倾角断层与岩层倾向相同、断层倾角 岩层倾角。岩层倾角。9/7/202411C CC CD DD DP PP P地地
8、层层重重复复9/7/202412C CC CD DD DP PP P地地层层重重复复9/7/202413地地层层缺缺失失P PS SO OC CD DT TD D9/7/202414断层性质断层性质断层倾斜与地层倾斜关系断层倾斜与地层倾斜关系二者倾向相反二者倾向相反二者倾向相同二者倾向相同断层倾角大断层倾角大于岩层倾角于岩层倾角断层倾角小断层倾角小于岩层倾角于岩层倾角正断层正断层地层重复地层重复地层缺失地层缺失地层重复地层重复逆断层逆断层地层缺失地层缺失地层重复地层重复地层缺失地层缺失断层两盘相对运断层两盘相对运动方向动方向下降盘出现新下降盘出现新地层地层下降盘出现下降盘出现新地层新地层上升盘
9、出现上升盘出现新地层新地层9/7/202415B B、倾向断层引起的效应、倾向断层引起的效应1. 1. 平移断层引起的效应平移断层引起的效应平面上任表现为平错；在剖面上顺平面上任表现为平错；在剖面上顺岩层倾向滑动的断盘表现为上升盘岩层倾向滑动的断盘表现为上升盘究竟是究竟是“正断层或正断层或“逆断层逆断层视断层倾向而定。视断层倾向而定。9/7/2024162. 2. 正逆断层引起的效应正逆断层引起的效应剖面上表现为正剖面上表现为正( (逆逆) )错动；平面上表现上升错动；平面上表现上升盘面状地质体界线向倾向方向错盘面状地质体界线向倾向方向错( (移移) )动效应。动效应。9/7/2024173.
10、 3. 平移平移- -正正( (逆逆) )断层和正断层和正( (逆逆)-)-平移断层引起的效应平移断层引起的效应当倾向断层的上盘在断层面上斜向滑动时，出现三种效应：当倾向断层的上盘在断层面上斜向滑动时，出现三种效应： 1 滑移线与岩层在断面上的迹线平行，平面和剖面上岩层好似无位移；滑移线与岩层在断面上的迹线平行，平面和剖面上岩层好似无位移； 2 滑移线位于岩层在断层面上迹线的下侧，平面上表现为平移错动；剖面上正滑移线位于岩层在断层面上迹线的下侧，平面上表现为平移错动；剖面上正平移平移正断层表现为正断层效应；逆平移平移逆断层表现为逆断层效应；平移平移正断层表现为正断层效应；逆平移平移逆断层表现为
11、逆断层效应； 3滑移线位于岩层在断层面上迹线的上侧，平面上仍表现为平移错动；但剖面上滑移线位于岩层在断层面上迹线的上侧，平面上仍表现为平移错动；但剖面上正平移平移正断层表现为逆断层效应、逆平移平移逆断层表现为正断层效应正平移平移正断层表现为逆断层效应、逆平移平移逆断层表现为正断层效应9/7/2024184. 4. 横断层错断褶皱引起的效应横断层错断褶皱引起的效应 ( (变宽、变窄，轴迹错移，错距与两翼倾角的关系变宽、变窄，轴迹错移，错距与两翼倾角的关系) )9/7/202419 当横断层以正当横断层以正( (逆逆) )断层性质错断褶皱时，褶皱核部宽度产断层性质错断褶皱时，褶皱核部宽度产生变化。
12、生变化。 错断正常背斜错断正常背斜上升盘核部变宽；下降盘变窄。上升盘核部变宽；下降盘变窄。 错断正常向斜错断正常向斜上升盘核部变窄；下降盘变宽。上升盘核部变窄；下降盘变宽。 褶皱轴迹错移，错移距离褶皱轴迹错移，错移距离平移量，上升盘褶皱轴迹向轴面平移量，上升盘褶皱轴迹向轴面倾向方向移动。倾向方向移动。 当断层横切倒转褶皱时应视为倾向断层错断单斜断层的当断层横切倒转褶皱时应视为倾向断层错断单斜断层的位移效应。位移效应。9/7/2024203.3.断层性质确实定：断层性质确实定： 确定了断层面产状和断层相对位移方确定了断层面产状和断层相对位移方向，就可确定断层的性质。如图向，就可确定断层的性质。如
13、图9-19-1，断层的，断层的走向与被断地层的走向一致，为走向断层，走向与被断地层的走向一致，为走向断层，断层面倾向西南，与被断地层倾向相反，西断层面倾向西南，与被断地层倾向相反，西南盘南盘( (上盘上盘) )地层相对较新，为下降盘，所以地层相对较新，为下降盘，所以是一条上盘下降的正断层。是一条上盘下降的正断层。9/7/2024214 4、断距的测定、断距的测定 在大比例尺地形地质图上，如果两盘岩层产状稳在大比例尺地形地质图上，如果两盘岩层产状稳定，且两盘地层产状未变，在垂直岩层走向方向上可定，且两盘地层产状未变，在垂直岩层走向方向上可以求出以下各种断距：以求出以下各种断距： 图中图中 是地层
14、倾角，是地层倾角，hf hf 是水平地层断距，是水平地层断距，hg hg 是铅直地层断距，是铅直地层断距，hoho是地层断距。是地层断距。9/7/202422图图9-2 9-2 垂直地层走向剖面图垂直地层走向剖面图(1)(1)测定铅直地层断距测定铅直地层断距：断层两盘同一层面的：断层两盘同一层面的铅直距离即铅直地层断距铅直距离即铅直地层断距( (图图9-29-2的的hg)hg)。hoho垂直地层断距垂直地层断距hghg铅直地层断距铅直地层断距hfhf水平地层断距水平地层断距9/7/202423 在地质图上求铅直地层断距时，只要在地质图上求铅直地层断距时，只要在断层任一盘上作某一层面某一高程的走
15、在断层任一盘上作某一层面某一高程的走向线，延长穿过断层线与另一盘的同一层向线，延长穿过断层线与另一盘的同一层面相交，此交点的标高与该走向线之间的面相交，此交点的标高与该走向线之间的标高差标高差即为即为铅直地层断距。铅直地层断距。 9/7/202424如图如图, ,在断层东南盘泥盆系顶面作在断层东南盘泥盆系顶面作300m300m高程走向线高程走向线ABAB，延长过断层线，使之与另一盘同一层面相交于，延长过断层线，使之与另一盘同一层面相交于G G点，点，G G点标高为点标高为250m250m，AGAG代表断层西盘泥代表断层西盘泥盆系顶面盆系顶面250m250m高程高程的走向线，与东盘的走向线，与东
16、盘300m300m走向线走向线ABAB间间高高差差为为50m50m，即为断层，即为断层的的铅直地层断距。铅直地层断距。断层的铅直地层断距断层的铅直地层断距=300-250=50m=300-250=50m 9/7/202425(2)(2)测定水平地层断距测定水平地层断距： 如图，在垂直岩层走向的剖面上，过如图，在垂直岩层走向的剖面上，过断层两盘同一层面上等高的断层两盘同一层面上等高的h h、f f两点间的水两点间的水平距离平距离(hf)(hf)即为水平地层断距即为水平地层断距。9/7/202426在地质图的断层两盘分别绘出同一层面等在地质图的断层两盘分别绘出同一层面等高的两条走向线，两走向线间的
17、垂直距离高的两条走向线，两走向线间的垂直距离即为水平地层断距。如图即为水平地层断距。如图9-39-3地形地质图上，地形地质图上，断层上盘泥盆系顶面断层上盘泥盆系顶面300m300m走向线与下走向线与下盘泥盆系顶面盘泥盆系顶面300m300m高高程走向线之间的垂直程走向线之间的垂直距离为距离为lcmlcm，按该图，按该图比例尺比例尺(1:50000)(1:50000)计计算出该断层的算出该断层的水平地水平地层断距层断距为为500m500m。9/7/202427(3)(3)求地层断距求地层断距： 如图如图9-29-2地层断距地层断距ho=hgho=hgcoscos或或hohohfhfsinsin，
18、用作图法求得，用作图法求得hghg或或hfhf之后，之后，可按上式可按上式计算求出地层断距计算求出地层断距。 必须注意必须注意上述断距的测定，是以岩层被错断后两盘的岩上述断距的测定，是以岩层被错断后两盘的岩层产状未变为前提条件，即以沿断层面没有发层产状未变为前提条件，即以沿断层面没有发生旋转为条件。生旋转为条件。9/7/202428根据角度不整合接触关系确定断层时代。断层一般发生根据角度不整合接触关系确定断层时代。断层一般发生在被其错断的最新地层之后，而在未被错断的上覆不整合面在被其错断的最新地层之后，而在未被错断的上覆不整合面以上的最老地层之前。以上的最老地层之前。 根据与岩体或其它构造的切
19、割关系确定断层时代。被切根据与岩体或其它构造的切割关系确定断层时代。被切割者的时代相对较老。割者的时代相对较老。5 5、断层形成的时代、断层形成的时代9/7/202429D DC CP PT T2 2J JC CD DP PP PC CD DJ JK K9/7/2024306 6、断层的描述、断层的描述内容内容 断层名称：地名断层名称：地名+ +断层类型，或用断层编号断层类型，或用断层编号 位置、通过的主要地点、延伸方向及程度位置、通过的主要地点、延伸方向及程度 断层面产状断层面产状 两盘出露地层及产状两盘出露地层及产状 地层重复、缺失及地质界线的错开特征地层重复、缺失及地质界线的错开特征 两
20、盘相对位移方向、断距大小两盘相对位移方向、断距大小 断层与周围其它构造的关系；断层形成时代断层与周围其它构造的关系；断层形成时代及力学成及力学成因等。因等。9/7/2024319/7/2024329/7/202433 奇峰奇峰- -雨峰纵向逆冲断层位于奇蜂和雨峰之东侧近雨峰纵向逆冲断层位于奇蜂和雨峰之东侧近山脊处，断层走向北东山脊处，断层走向北东- -南西，两端分别延出图外，图南西，两端分别延出图外，图内全长约内全长约18km18km。断层面倾向北西，倾角。断层面倾向北西，倾角2020-30-30，上，上盘盘( (即上升盘即上升盘) )为组成奇峰为组成奇峰- -雨峰背斜的石炭系各统地层，雨峰背
21、斜的石炭系各统地层，下盘下盘( (即下降盘即下降盘) )为下二叠统和上石炭统地层构成不完整为下二叠统和上石炭统地层构成不完整向斜。上升盘的石炭系各统地层逆冲于下二叠统和上石向斜。上升盘的石炭系各统地层逆冲于下二叠统和上石炭统地层之上，地层断距约炭统地层之上，地层断距约800m800m。断层走向与褶皱轴向。断层走向与褶皱轴向一致，为一纵向断层。断层中部为两个较晚期的横断层一致，为一纵向断层。断层中部为两个较晚期的横断层所错断，断层形成时代与同方向、同性质的桑园所错断，断层形成时代与同方向、同性质的桑园- -五里五里河逆冲断层等相同，即在晚三叠世河逆冲断层等相同，即在晚三叠世(T(T3 3) )之
22、后，早白垩世之后，早白垩世(K(K1 1) )之前。两条断层构成叠瓦式。之前。两条断层构成叠瓦式。以金山镇地区地质图西部的纵断层为例，描述如下：以金山镇地区地质图西部的纵断层为例，描述如下：9/7/202434三、作业三、作业(1)(1)分析望洋岗地形地质图，判别断层性质并对分析望洋岗地形地质图，判别断层性质并对该断层进行描述；该断层进行描述；(2)(2)求断层面产状和断距；分别在断面两侧作求断层面产状和断距；分别在断面两侧作出同一地质界面如出同一地质界面如T T底面相同海拔如底面相同海拔如700m700m或或800m800m的两条走向线在大地水准面上的投影的两条走向线在大地水准面上的投影线，
23、这两条走向线投影线之间的水平距离就是线，这两条走向线投影线之间的水平距离就是断层的水平地层断距。求得水平地层断距后，断层的水平地层断距。求得水平地层断距后，根据水平地层断距、铅直地层断距与地层断距根据水平地层断距、铅直地层断距与地层断距之间的函数关系求解其它断距。之间的函数关系求解其它断距。 (3)(3)确定断层形成时代。确定断层形成时代。9/7/202435求断层产状要素求断层产状要素9/7/202436求两盘岩层产状要素求两盘岩层产状要素9/7/202437求水平地层断距求水平地层断距求地层断距求地层断距ho根据根据hohfsin即得即得hfhf9/7/202438 在望洋岗地形地质图上，
24、白垩系底界以角度不整合覆盖在下伏地层之上，在望洋岗地形地质图上，白垩系底界以角度不整合覆盖在下伏地层之上，以此角度不整合界面把图区分为下构造层和上构造层。下构造层由石炭系、以此角度不整合界面把图区分为下构造层和上构造层。下构造层由石炭系、二叠系和三叠系组成，上构造层由白垩系、下第三系和上第三系组成。二叠系和三叠系组成，上构造层由白垩系、下第三系和上第三系组成。下构造层的石炭系、二叠系和三叠系组成一个下构造层的石炭系、二叠系和三叠系组成一个NE-SWNE-SW延伸的向斜构造，向延伸的向斜构造，向斜的核部是三叠系，向斜的枢纽近水平，斜的核部是三叠系，向斜的枢纽近水平，SESE翼较陡，翼较陡，NWN
25、W翼较缓，轴面向翼较缓，轴面向SESE倾倾斜。斜。上构造层的白垩系、下第三系和上第三系组成一个向上构造层的白垩系、下第三系和上第三系组成一个向NEENEE方向倾斜的单斜方向倾斜的单斜构造，在单斜构造形成之后，下构造层和上构造层均被一条构造，在单斜构造形成之后，下构造层和上构造层均被一条NW-SENW-SE向的逆断层向的逆断层截切。截切。望洋岗地形地质图反映的地质演化：从石炭纪至三叠纪，图区以稳定沉望洋岗地形地质图反映的地质演化：从石炭纪至三叠纪，图区以稳定沉降为主，沉积了一套页岩降为主，沉积了一套页岩- -碳酸盐岩建造。三叠纪末或侏罗纪初，图区受碳酸盐岩建造。三叠纪末或侏罗纪初，图区受到从到从
26、SESE向向NWNW方向的挤压作用，导致石炭系、二叠系和三叠系被褶皱，形成方向的挤压作用，导致石炭系、二叠系和三叠系被褶皱，形成NE-NE-SWSW向的向斜。三叠纪末或侏罗纪初的挤压作用还使图区褶皱抬升，使图向的向斜。三叠纪末或侏罗纪初的挤压作用还使图区褶皱抬升，使图区在侏罗纪期间处于不利于沉积的环境，图区因此缺失侏罗系。白垩纪初，区在侏罗纪期间处于不利于沉积的环境，图区因此缺失侏罗系。白垩纪初，图区的东部开始沉降，并依次接受了白垩系、下第三系和上第三系碎屑岩建图区的东部开始沉降，并依次接受了白垩系、下第三系和上第三系碎屑岩建造。新第三纪末，图区受到从造。新第三纪末，图区受到从NENE向向SW
27、SW方向的挤压作用，导致白垩系、下第三方向的挤压作用，导致白垩系、下第三系和上第三系被掀斜，形成向系和上第三系被掀斜，形成向NEENEE方向倾斜的单斜构造，同时还导致图区发育方向倾斜的单斜构造，同时还导致图区发育NE-SWNE-SW向的逆断层，该逆断层截切了下构造层中的向斜构造和上构造层中的单向的逆断层，该逆断层截切了下构造层中的向斜构造和上构造层中的单斜构造。斜构造。 引导引导分析望洋岗地形地质图分析望洋岗地形地质图9/7/202439提示：在望洋岗地形地质图上判断断层的性质提示：在望洋岗地形地质图上判断断层的性质可以分三步进行：可以分三步进行： 1. 1. 判断该断层是倾滑断层，不是走滑断
28、判断该断层是倾滑断层，不是走滑断层。在图的西北角，由石炭系、二叠系和三叠层。在图的西北角，由石炭系、二叠系和三叠系组成了一个系组成了一个NE-SWNE-SW走向的向斜。现在用排除走向的向斜。现在用排除法确定该断层不是走滑断层。假定该断层是走法确定该断层不是走滑断层。假定该断层是走滑断层，那么很容易根据向斜两翼被错断情况滑断层，那么很容易根据向斜两翼被错断情况判断出该断层既是左行走滑断层，又是右行走判断出该断层既是左行走滑断层，又是右行走滑断层，这是不可能的，所以该断层不是走滑滑断层，这是不可能的，所以该断层不是走滑断层，是一条倾滑断层。断层，是一条倾滑断层。 2. 2.根据根据“V“V字形法那
29、么判断断面倾向。字形法那么判断断面倾向。在望洋岗一带，根据地形等高线与断层线的弯在望洋岗一带，根据地形等高线与断层线的弯曲方向很容易判断出断面向曲方向很容易判断出断面向NENE方向倾斜，所以方向倾斜，所以NENE盘是断层的上盘。盘是断层的上盘。3. 3. 根据向斜核部三叠系出露宽度的差异根据向斜核部三叠系出露宽度的差异判断两盘的相对升降。一般地，向斜核部地层判断两盘的相对升降。一般地，向斜核部地层向下宽度变小，向上宽度变大，据此判断出向下宽度变小，向上宽度变大，据此判断出NENE盘的低层位与盘的低层位与SWSW盘的高层位现在都出露在地面盘的高层位现在都出露在地面高度，所以高度，所以NENE盘是上升盘，该断层是逆断层。盘是上升盘，该断层是逆断层。 9/7/202440
