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第六章 断层 (fault)
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美机遇号摄:火星-维多利亚坑
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重力滑动构造 ( 补充 ) 1 )基本结构: a. 下伏系统 b. 润滑层 c. 滑面 d. 滑动系统 2 )分带: a. 后缘拉伸带 b. 中部滑动带 c. 前缘推挤带
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主 要 内 容: 1. 断层几何要素 2. 断层分类 3. 断层各论 4. 断层效应 5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研究 7. 同沉积断层 8. 韧性断层 9. 区域性大断裂 第四章 断层 (fault)
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断层效应 —— 断层引起的各种现象 主要指斜向断层和横向断层引起标志层 的视错动现象。
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一、走向断层 ( 纵断层 ) 的断层效应 (6 种形式 )
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二、倾向断层 ( 横断层 ) 的断层效应 1 、平移断层引起的效应
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2. 正 ( 逆 ) 断层的断层效应
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4 、横断层错断褶皱引起的效应 平面特征 背斜:上升盘核部变宽;向斜:上升盘核部变窄 被断层错断的直立褶皱,如两盘轴迹仍连一线, 则没有平移
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以上均为特例,实际情况更为复杂,如斜向断层。 启示:不能从单一平 ( 剖 ) 面上确定断层性质! 三维空间内的立体形象 断层产状和两盘的位移 岩层和褶皱的产状及与断层间的相互关系 地形
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主 要 内 容: 1. 断层几何要素 2. 断层分类 3. 断层各论 4. 断层效应 5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研究 7. 同沉积断层 8. 韧性断层 9. 区域性大断裂 第四章 断层 (fault)
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一、断层形成的安德森模式 Anderson(1951) ,用之解释正断层、逆断层和平移 断层的形成与主应力方位关系。
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用于解释地表或近地表断层 适用条件: 地质体为均质,无先存软弱面 受力均匀,主应力轴水平或直立 以点应力状态代表地质体整体应力状态
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二、哈弗奈模式 (Hafner,1951) 1 、标准状态: 1) 受力岩块顶面平坦,仅受 1 个大气压的正应力; 2) 岩块底部应力指向上方,等于岩块的压力; 3) 边界上没有剪应力。
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2 、第一种附加应力状态: ①水平挤压力左侧>右侧; ②水平挤压力向下增大。
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3 、第二种 附加应力状 态: 水平挤压 力在水平 方向上自 左向右指 数递减。
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4. 第三种附加应力状态: ①岩块底面呈正弦曲线分布的垂向力; ②沿底面分别向两侧的水平剪应力。
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主 要 内 容: 1. 断层几何要素 2. 断层分类 3. 断层各论 4. 断层效应 5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研究 7. 同沉积断层 8. 韧性断层 9. 区域性大断裂 第四章 断层 (fault)
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一、断层的识别 1 、地貌标志 1) 断层崖和断层三角面
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2) 山脊错断
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3) 山岭和平原的突变 新疆塞里木湖喇嘛苏地区山前断裂地貌景观
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4) 泉水的带状分布
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5) 串珠状湖泊洼地 6) 水系特点
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2 、构造标志 1) 构造线的不连续
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2) 构造透镜体和劈理化带
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3) 断层岩: ( 1 ) 构造角砾岩 ( 2 ) 碎裂岩 ( 3 ) 糜棱岩 ( 4 ) 构造片岩 构造角砾岩
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糜棱岩 糜棱岩显微镜下照片 构造片岩
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3 、地层的重复与缺失
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4 、岩浆活动和矿化作用标志 主要指大断裂带内的岩浆侵入 ( 火山 ) 及热液成 矿 。 5 、岩相和厚度的急变 大型走滑断裂 同沉积断层
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二、断层面产状的确定 1 、直接测量:野外露头,主要针对中小断 层。 大断层则不易直接测量,可从与其伴生的次级 断层推测。 2 、地质填图:填绘出断层界线,用 “V” 字形 法则确定。 3 、钻井资料:如三点法求产状法。 4 、物探、地震数据解释断层
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三、断层两盘相对运动方向的确定 1 、两盘地层的新老关系 一般规律:上升盘老,下降盘新。 √ × √ √ × √ 例外:断层倾向与地层倾向一致、但倾角较小者除外。
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2 、牵引构造 断层两盘紧邻断层的岩层常发 生明显的弧形弯曲称牵引褶皱
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3 、擦痕和阶步 擦痕:断层两盘相对错动时在断层面上留下的比 较均匀的平行细纹; 阶步:在断层滑动面上与擦痕成直交的细微陡坎; 阶步的陡坎一般面向对盘的运动方向 北京西山奥陶系灰岩中的擦痕与阶步
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反阶步:有些断层面上的小陡坎并不面向对盘 的运动方向,而是指示本盘运动方向,这样的 陡坎称为反阶步 ( 帕特森, 1958)
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4 、派生构造 a) 羽状张节理和 剪节理 b) 小褶皱
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5 、断层角砾长轴排列方向
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四、断层岩 三大系列 分别代 表不同 的深度 层次和 温度压 力环境
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五、断层活动时间的确定 1 、不整合关系法 判断原则:断层形成于其切过的最新地层之后, 不整合面以上最老地层之前。
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2 、与岩脉交切关系法 判断原则:被断层切割的岩脉形成之后,充填其 中的岩脉形成之前 ( 有时同期 ) 。岩脉形成时代可 从同位素年代测定获得。
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3 、利用断层与褶皱的构造关系 利用断层与褶皱的构造关系确定断层形成时代
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4 、同沉积断层方法 ( 下节 )
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主 要 内 容: 1. 断层几何要素 2. 断层分类 3. 断层各论 4. 断层效应 5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研究 7. 同沉积断层 8. 韧性断层 9. 区域性大断裂 第四章 断层 (fault)
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1. 同沉积断层 ( 生长断层 ) :与沉积作用同步 活动的断层。 以正断层为主,少量逆断层。 同沉积断层与一般正断层的对比
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2 、特点 1) 一般为走向正断层,断层面向下成铲式; 2) 下降盘地层厚度较大; 3) 断距深部大,浅部小; 4) 常发育逆牵引构造。 思考:生长断层的活动历史? 逆牵引构造与反向断层
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3 、生长指数的概念 表明断层活动速率 莘县凹陷二级断层生长指数图
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主 要 内 容: 1. 断层几何要素 2. 断层分类 3. 断层各论 4. 断层效应 5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研究 7. 同沉积断层 8. 韧性断层 9. 区域性大断裂 第四章 断层 (fault)
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1. 构造层次: 大型断层通常浅部脆性,深部转为韧性。
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2. 韧性断层:岩石在塑性状态下剪切变形带, 无宏观的破裂面,形成于地壳较深层次,又称 韧性剪切带。
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剪切带类型 韧性剪切带示意图
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3 、韧性断层内的变形特征 1) 先存构造在剪切带中的变形
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2) 韧性剪切带中的新生面理: S - C 面理 c c 韧性剪切带中的 S-C 组构 S C
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3 、鞘褶皱 (a 型褶皱 )
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5 、糜棱岩和石英动态 重结晶、核幔构造。
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主 要 内 容: 1. 断层几何要素 2. 断层分类 3. 断层各论 4. 断层效应 5. 断层形成机制 6. 断层的观察和研究 7. 同沉积断层 8. 韧性断层 9. 区域性大断裂 第四章 断层 (fault)
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一、区域性大断裂和岩石圈的层圈性 1. 特点:活动范围涉及到整合岩石圈,常为 岩石圈块体的边界。 老观点:延伸数百至数千公理,深切至上地幔。 阿尔金断裂
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2 、主要表现: 1) 巨大而复杂的构造变动带,具强烈变质变形 作用; 2) 岩浆和成矿作用活跃; 3) 地球物理场异常带或分割带; 4) 现代地震和火山活动带。
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二、裂谷 裂谷:在区域背景上以断陷谷为特征的大型地堑系 大洋发展的初期阶段 本节一般了解,大地构造课中专论 (p171)
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本章要点: 1. 断层的位移、滑距和断距的概念; 2. 断层的复合分类方法; 3. 正断层的组合类型和大陆伸展构造; 4. 逆断层的组合类型和逆冲推覆构造; 5. 走滑平移断层和拉分盆地; 6. 断层的安德森模式; 7. 断层效应的识别; 8. 断层的野外识别方法; 9. 断层形成时代的确定。
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