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构造运动引起的岩石变形(4)

时间:2013-10-04  归属:地球科学概论
三、断裂构造

岩石受力作用超过岩石的强度极限时,岩石就要破裂,形成断裂构造。断裂构造(fracture)包括节理(joint)和断层(fault)两类。岩石破裂并且两侧的岩块沿破裂面有明显滑动者称为断层;无明显滑动者称为节理。断裂构造在地壳中分布极为普遍,它既可发育于沉积岩中,也可广泛发育于岩浆岩与变质岩中。断裂构造的规模有大有小,巨型的长可达上千公里。

(一)节理

节理构造分布极为广泛,几乎到处可见,但在不同地区、不同的地质构造部位以及不同类型的岩石中,节理的发育程度是不同的。根据节理形成的力学性质,可将节理分为剪节理和张节理两类。

剪节理(shearjoint)是由剪应力产生的破裂面,具有以下主要特征:①剪节理产状较稳定,沿走向和倾向延伸较远。②剪节理面较平直光滑,有时具有因剪切滑动而留下的擦痕。③剪节理两壁一般紧闭或壁距较小,较少被矿物质充填,如被充填,脉宽较为均匀,脉壁较为平直。④发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理,一般切割砾石和胶结物。⑤典型的剪节理常常组成共轭X型节理系。X节理发育良好时,可将岩石切成菱形或棋盘格式。如果一组节理发育而另一组不太发育,则形成一组平行延伸的节理。不论是X型节理或一组平行节理,节理往往成较好的等间距排列。

张节理(tension  joint)是由张应力产生的破裂面,具有以下主要特征:①张节理产状不甚稳定,延伸不远。②张节理面粗糙不平,无擦痕。③张节理多开口,常常被矿脉充填成楔形、扁豆形及其他不规则形状。脉宽变化较大,脉壁不平直。④在砾岩或砂岩中的张节理常常绕砾石或粗砂粒而过。⑤张节理有时成不规则的树枝状、各种网络状,有时也具一定几何形态,如追踪X型节理的锯齿状张节理、单列或共轭雁列式张节理等。

节理在野外常成群成组出现,有时当某一方向的节理特别发育时,常常会把节理面与层面相混淆,因此在野外必须认真区别节理面与层面。通常把在同一时期同样力学成因条件下形成的彼此平行或近于平行的特征相近的节理归于一组。节理的产状以节理面的走向、倾向、倾角来确定,其测量与记录方法同岩层产状。根据岩石露头上节理组的交叉切割和限制关系,可以划分出它们形成时间上的相对先后。一般来说,被切割的节理组比切割它的节理组形成得早;若一组节理被另一组节理所限制发育,则被限制发育的节理形成时间相对要晚些;如果两组不同方向的节理互相切割和限制,则它们可能是同期形成的共轭X型节理系。

(二)断层

1.断层要素及断层位移

断层的基本组成部分称断层要素。它包括断层面和断盘。

断层面(faultsurface)被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面称断层面。断层面的产状用走向、倾向和倾角表示,其测量与记录方法同岩层产状。断层面可以是水平的、倾斜的或直立的,以倾斜的最多。其形状可以是平面,也可以为曲面或台阶状。有时断层两侧的运动并不是沿一个面发生,而是沿着由许多破裂面组成的破裂带发生,这个带称为断层破碎带或断裂带。断层面与地面的交线称断层线。它反映断层的延伸方向和断层的延伸规模。由于断层面的形状、产状的变化及地形的影响,断层线可以是直线,也可以是曲线。

断盘(fault  wall)断层面两侧相对移动的岩块称作断盘。当断层面倾斜时,断盘有上、下之分,位于断层面以上的断块叫上盘,位于断层面以下的叫下盘。断层面为直立时,往往以方向来说明,如称为断层的东盘或西盘。如按两盘相对运动来分,相对上升的断块叫上升盘,相对下降的断块叫下降盘。上升盘与上盘不见得是一致的,上升盘可以是上盘,也可以是下盘;下盘可以是上升盘,也可以是下降盘。

断层两盘岩石沿断裂面的相对错动称为断层位移。断层位移的距离可以在断层两盘上选择一定的标志(对应点或对应层)来计算。断层面上相应点被错开的实际距离称为总滑距;总滑距在断层面走向上的投影长度称走向滑距;总滑距在断层面倾斜线上的投影长度称倾向滑距。由于在断层面上很难找到相互错开的对应点,因此常用断层两盘的对应层(标志性岩层或地层)错动来估算断层位移距离。被错断岩层在断层两盘上的对应层之间的相对距离称断距。其中,断层两盘上对应层之间的垂直距离称地层断距;对应层之间的铅直距离称铅直地层断距;对应层之间的水平距离称水平地层断距。

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  • 关键词:构造运动岩石变形
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