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断裂构造(二)--断层(3)

时间:2010-07-03  归属:地质学基础

  (四)根据断层的力学性质分类

  断层是在一定的地应力作用下产生的,而地壳内岩石所受的力不外是张应力、压应力和扭(剪切)应力,但更多的时候是张应力兼扭应力和压应力兼扭应力。因此,可以把断层分为张性、压性、扭性、张性兼扭性(张扭)、压性兼扭性(压扭)等五种(最后两种也可以是扭张或扭压)。

  根据李四光的地质力学理论,把在野外经常见到的岩层褶皱、节理、断层等地质构造现象,都叫作构造形迹。任何构造形迹在空间上的方位都可以用平面或曲面来表示,这些面称为结构面。有些结构面,如褶曲轴面实际并不存在,是一种标志性结构面;另有些结构面,如破裂形成的不连续界面,如断层面、节理面等,是实际存在的,是一种分划性结构面。结构面与地表的交线叫构造线。

  1.张性断层 断层面一般较粗糙;断层带较宽或宽窄变化悬殊,其中常填充构造角砾岩,如尚未完全胶结,常形成地下水的通道;沿着断层裂缝常有岩脉、矿脉填充。正断层多属于张性断层。

  2.压性断层 断层面的产状沿走向、倾向常有较大变化,呈波状起伏;断层带中破碎物质常有挤压现象,出现片理、拉长、透镜体等现象;断层两侧岩石常形成挤压破碎带,为地下水运移和储集提供了有利条件,而断层带本身由于挤压密实,反倒形成隔水层;断层两盘或一盘岩层常直立、或呈倒转褶皱、牵引褶皱;断层带内常产生一些应变矿物(受压受热重结晶)如云母、滑石、绿泥石、绿帘石等,并多定向排列。逆断层多属于压性断层。

  3.扭性断层 断层面产状较稳定;断层面平直光滑,犹如刀切,有时甚至出现光滑的镜面;断层面上常出现大量擦痕、擦沟等;断裂面可以切穿岩层中的坚硬砾石和矿物;断裂带中的破碎岩石常辗压成细粉,出现糜棱岩,有时也出现一些应变矿物如绿泥石、绿帘石等。平推断层多属于扭性断层。

  对于扭性断层相对扭动方向,常用左行、右行或反扭、顺扭等术语来表示。判别的方法是:们站在断裂的一端,面对断层,如左边一盘向自己方向移动就叫左行或叫反扭(反时针);如右边一盘向自己方向移动就叫右行或叫顺扭(顺时针)。

  4.张扭性断层 自然界纯张纯压的断层,事实上并不多见,而是多少带一些扭动。如某些上盘沿着断层面斜向往下滑动的正断层,即带有张扭性质。如果走向断距大于倾向断距,那就向真正的扭断层过渡了。这种断层具有张性和扭性断层的特点,断层面上常显示上盘斜向滑动的擦痕,断裂有时呈雁行状排列。

  5.压扭性断层 上盘沿着断层面斜向往上推动的逆断层,带有压扭性质。如果走向断距大于倾向断距,便向着扭断层过渡。这种断层具有压性和扭性断层的特点,断层面小范围内显示光滑平直,大范围内常呈舒缓波状;断层面上斜冲擦痕和小陡坎(阶步)发育;其它特点多与压性断层相似或相同。

  三、断层的组合类型

  在自然界,常见许多断层以一定组合形式出现。从平面上看,断层排列有平行状、雁行状、环状和放射状等。从剖面上看,有阶梯状、叠瓦状、地堑和地垒等。

  (一)阶梯状断层

  两条以上的倾向相同而又互相平行的正断层,其上盘依次下降,这样的断层组合称为阶梯状断层。它在地形上常表现为阶梯状下降或阶梯状上升的块状山地。

  (二)叠瓦状断层

  两条以上的倾向相同而又互相平行的逆断层,其上盘依次向上推移,形如叠瓦,这样的组称为叠瓦状断层,又称叠瓦状构造。这种断层组合常常和一系列倒转褶皱相伴生,其断层面的倾向和褶曲轴面的倾向大体一致,断层线的走向和褶曲轴的走向大致平行,相当于一系列平行的纵断层。

  (三)地堑

两条或两组大致平行的断层,其中间岩块为共同的下降盘,其两侧为上升盘,这样的断层组合叫地堑。组成地堑的断层在地表一般表现为正断层。但也有地堑在地下一定深度,正断层为倾向相反的逆断层所代替。

在地形上地堑常造成狭长的凹陷地带,如欧洲的莱茵河谷、我国的汾河河谷、渭河河谷等都是有名的地堑构造。地堑还常控制着后来盆地的发育,如我国华南的一些第三纪红色盆地。在南美洲沿着安第斯山山脉,断续分布着长达数千千米的中央地堑构造。按照板块理论,巨型地堑(又称为大裂谷)是开始分离的两个岩石圈板块之间的扩张构造,也是地下岩浆涌出的通道,所以多火山喷发活动。著名的长达6500km的东非大裂谷就是一个巨型地堑。

  (四)地垒

  两条或两组大致平行的断层,其中间岩块为共同的上升盘,其两侧为下降盘,这样的断层组合叫地垒。造成地垒的断层一般是正断层,但也可能是逆断层。地垒构造往往形成块状山地。

  无论是地堑和地垒,其两侧断层可能是一条,也可能是由若干条断层组成的阶梯状断层。

  地堑和地垒常常共生,两个地堑之间形成一个地垒,两个地垒之间形成一个地堑。在古老的硬性地块地区,由于区域性的构造运动,常常导致岩块的断裂,形成块状山地。在许多大平原下边的基岩,也多为断裂所分割,潜伏着隆起和凹陷,实际上是埋藏于松散岩层下边的地堑和地垒构造。它们不仅控制着沉积盆地的发育,而且在凹陷盆地中还控制着石油的形成和富集。

  (五)环状断层与放射状断层

  在穹窿构造等地区,常出现在平面上呈环状或放射状的断层。断层的产状不同,环形断裂断续相连,而断层的性质一般是以正断层为主。

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