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1、2、断裂构造地壳中的岩石,尤其是脆性较大和靠近地表的岩石,在受力情况下发生的断裂和错动,通称断裂构造,根据断裂岩块的相对位移程度,分为节理和断层两类。(1)节理 岩石中广泛存在的许多有规律的,纵横交错的裂隙,但是断裂两侧的岩块沿着破裂面没有发生明显位移的破裂构造。节理的类型u成因分类:非构造节理和构造节理非构造节理:岩石在外力地质作用下,如风化、山崩、滑坡、人工爆破等作用下产生的节理,另外还包括岩石在成岩过程中产生的节理,即所谓的原生节理。构造节理:指在构造运动作用下形成于岩石中的节理,常常成组成群有规律地出现,往往与褶皱、断层等构造有一定的组合和成因关系。u几何分类:根据节理与其所在岩层或其
2、他构造的关系进行分类1. 根据节理与其所在岩层产状要素的关系可以分为:l走向节理l倾向节理l斜向节理l顺层节理2. 根据节理走向与所在褶曲枢纽的关系可以分为:l纵节理l横节理l斜节理u力学分类:根据产生节理的力学性质分为张节理和剪节理。l张节理:是岩石在张应力作用下产生的节理,特点是产状不固定,在岩石中延伸不远,多具有张开的裂口,解理面粗糙不平,经常为矿脉所填充。l剪节理:是岩石在剪切应力作用下产生的节理,一般产生于与应压力呈45左右的平面上,其产状比较稳定,解理面平直而光滑,面上常有擦痕。(2)断层 岩块沿着破裂面有明显位移的断裂构造。u断层几何要素:l断层面:发生相对滑动的两个面l断层盘:
3、被断层面分开的两块岩体,上面的称上盘,下面的称下盘(注意与上升盘和下降盘的区别)l断层位移:断层两盘上原先对应点在错开之后的相对位移。真位移称为滑距。相当层错开的位移为视位移,称为断距。断层的分类1. 根据断层走向两盘岩层产状的关系可以分为:l走向断层l倾向断层l斜向断层l顺层断层2. 根据断层走向与褶曲轴或区域构造线的关系可以分为:l纵断层l横断层l斜断层3. 根据断层相对位移关系可以分为:l正断层:上盘相对下降,上盘相对上升,断层面倾角多在45以上,通常是在张力或重力作用下形成的。l逆断层:上盘相对上升,上盘相对下降,通常是在水平挤压力的作用下形成的,倾角平缓,倾角小于25的逆断层称为逆掩
4、断层。l而一些规模巨大、断层面平缓,上盘沿层面远距离推移(数千米乃至上万米)的逆掩断层又成逆冲推覆构造。l地垒与地堑:是断层的组合形式,地垒是两大断层的共同仰侧,常为山体;地堑则为两大断层的共同俯侧,常为谷地。l平移断层:指断层两盘沿着断层面在水平方向发生相对位移,而没有垂向位移的断层,断层面多为直立的。断层的识别野外很多断层无法一眼识别出来,有时在一个点发现了断层,但是难以确定其全貌,研究断层第一要判断断层是否存在,第二要判断断层的性质、成因,第三要判断其形成年代。(一)断层存在的标志:l断层擦痕:岩层两盘错动,在断层面上留下的细密平行的摩擦痕迹,有时呈一头粗一头细的“丁”字形,细的方向代表
5、对盘的运动方向。(1)断层面和断层带是断层存在的直接标志,断层面上遗留的擦痕,滑面,阶步,断层构造岩等都是判别标志。l断层滑面:断层两盘相对错动引起盘面上温度升高,使得一些矿物粉末重熔,覆在断层面上形成一层光滑的薄膜,又称“镜面”l阶步:断层两盘相对错动,在断层面上形成的小陡坎,常垂直擦痕方向延伸,陡坎方向指示对盘运动方向。l断层构造岩:断层作用在断层带形成的各种岩石,其中角砾棱角显著,大小不一,角砾成分与两盘相同,其中形成于正断层者一般无定向分布,称为角砾岩;而逆断层形成的破碎岩石多较圆滑,且定向分布,称为磨砾岩。(2)岩层上的标志l岩层的不连续:断层把原来连续的地层、矿脉、岩脉、变质带以及
6、各种构造线错开,使它们发生中断的现象可以用来判断断层的存在。l岩层的重复或缺失:(3)断层两侧的伴生构造标志l牵引褶皱:又名拖拉褶皱,当柔性较大的岩层断开时,断层面两侧经常拖拉产生一系列小褶皱,这种褶皱的户定所致方向是其所在盘的移动方向。l伴生节理:即在断层面的一侧或两侧,因为上下盘的错动会产生若干组有规律的节理,通常也被作为判断断层存在的一种标志。(4)断层的间接标志l断层崖和断层三角面山:由断层两盘差异升降形成的陡崖,称为断层崖;如果正断层横切一系列平行山脊,其上升盘的山脊展现出的横切面称为三角面山。l断层谷、断陷湖、断层泉:断层在平面上呈线状分布,常称为控制地貌发育的构造线,沿断层线或地
7、堑常形成断层谷,或形成一系列断线湖盆,有时沿断层线出现一系列泉水。l火山分布:第四纪火山锥常沿着断层线或断层的交叉点分布,因此有规律分布的火山锥或侵入体,可能与断层有关。l植被变化:断层线两侧因岩性不同、土壤性质不同,可以有规律地生长着各异的植被;有时断层带为地下富水带,生长着茂盛的或喜湿的植被,在干旱。半干旱地区尤其明显。(二)判断断层的性质:(1)根据断层面上的擦痕、阶步和断层两侧的拖拉褶皱判断。(2)根据断层两盘岩层的新老对比判断:对于走向断层而言,在断层线上同一点,其较老岩层一侧为上升盘,较新岩层一侧为下降盘;而当断层面倾向与岩层倾向一致,而断层面倾角小于岩层倾角时,则较老岩层一侧为下
8、降盘,较新岩层一侧为上升盘。(三)确定断层的时代(1)利用断层和岩体、岩脉等的关系:若断层切断岩体,则断层形成晚于岩体侵入之后;若断层被岩体、脉体所充填,则断层形成于岩体侵入之前,如果准确测出侵入岩体的同位素年龄,则可以较为确切地推断断层年代。(2)利用断层互相错断的关系,被切断的时代较老,切断其他断层者年代较新。研究断层的意义:断层与矿床:矿床的形成、矿体产状及其分布常常受到断层构造的控制,岩浆、热液等最容易沿断裂带侵入或充填,形成重要成矿带;在采矿过程中只有搞清断层的产状、性质和断距,才能确定矿层的去向;对于油气而言,断层是其运移的通道。断层与工程建设:进行工程建设、水利建设等,都必须考虑
9、断层构造。例如水库不能修在断层带上;而桥梁、隧道、铁路等如果坐落在断层带上,则必须考虑相应的工程措施以避免出现危险。断层与地下水:断层构造与地下水的运移和储集密切相关,尤其是在山区基岩找水工作中,调查是否有断层存在,断层的规模和性质如何十分重要。如张性断层带往往构成良好的地下水通道;而压性断层带则由于挤压密实,常常形成隔水带。断层与地震:断层,特别是活动性断层是导致地震活动的重要地质背景,如我国东部的郯庐断裂、美国西部的圣安德列斯大断层都是地震活动频繁的地带。断层与地貌:断层和地貌发育关系甚为密切,如地堑、地垒、断陷盆地、断层谷、飞来峰、大裂谷以及很多泉水、湖泊都与断层密切相关。第三节 地层接
10、触关系 同一地区在不同地质时期可能遭受不同性质的构造运动,形成不同特征的地质构造,结果就造成不同时代岩层之间具有不同的接触关系:u整合接触:地壳处于稳定下降(或虽然抬升但没有高出海面)的情况下,形成连续沉积的岩层,上新下老,不缺失岩层。其特点是:岩层互相平行、时代连续、岩性和古生物特征递变。u假整合接触:又称为平行不整合接触,相邻的新老岩层产状一致,但中间存在沉积间断面,或者说剥蚀面,剥蚀面的产状与相邻的上、下地层的产状平行,剥蚀面上常有堆积下来的砾岩,成分相当于下伏岩层,假整合面上下的岩性和化石群面貌有明显的区别。u不整合接触:又称为角度不整合接触,相邻的新老岩层产状不一致,其间有侵蚀面相分
11、割,剥蚀面产状与上覆地层产状一致,下伏岩层与不整合面呈角度相交。上下岩层时代不连续、岩性和古生物特征是突变的,角度不整合代表在一段时间内该地区地壳有过升降运动和褶皱运动,古地理环境发生过较大的变化。u侵入接触:指侵入体和围岩间的接触关系,侵入接触的主要标志是侵入体与围岩接触带有接触变质现象,侵入体边缘常有捕虏体,侵入岩体与围岩的界限常不规则,侵入接触的存在说明该地区发生过构造运动引起了岩浆侵入,侵入体年龄晚于被侵入围岩的年代。u侵入体的沉积接触:地层覆盖在侵入体上,其间有剥蚀面相分割,侵蚀面上堆积有该侵入体被剥蚀形成的碎屑物质,沉积接触表明在侵入体形成后,地壳上升遭受剥蚀,侵入体上部被剥蚀掉形成剥蚀面,此后地壳下降再次接受沉积,该侵入体年龄老于上覆岩层。