《构造地质学》课程教学资源（教案）第七章 断层

《构造地质学》教案 第七章断层(10-14) 、本章安排 ●共授课5次,计10学时。分别为:断层概论、伸展构 造、逆冲推覆构造、平移断层、韧性断层 ●实习课 ●每堂课首先讨论、复习前面已经涉及的与应力、应变、 变形有关的概念;然后作本节课程主要内容介绍,最后小结并 布置思考讨论题 二、本章主要内容、要点 1、主要内容 断层的形成机制∥断层岩/断层识别∥/展构造及重力滑动构造∥ 剥离断层与变质核杂岩体/逆冲推覆构造/推覆与滑覆的对比和鉴别 ∥走滑断层∥拉分盆地∥花状构造性剪切带及剪切动向的判别 2、本章要点 断层的形成机制( Anderson模式, Hafner模式) 断层的识别标志 伸展构造的概念和伸展构造的类型 剥离断层、变质核杂岩、重力滑动构造的构造特征和构造组合 逆冲推覆构造的几何结构:相关名词及几何图形

《构造地质学》教案 第七章 断 层（10-14） 一、本章安排 ⚫ 共授课 5 次，计 10 学时。分别为：断层概论、伸展构 造、逆冲推覆构造、平移断层、韧性断层 ⚫ 实习课 ⚫ 每堂课首先讨论、复习前面已经涉及的与应力、应变、 变形有关的概念；然后作本节课程主要内容介绍，最后小结并 布置思考讨论题 二、本章主要内容、要点 1、主要内容 断层的形成机制//断层岩//断层识别//伸展构造及重力滑动构造// 剥离断层与变质核杂岩体//逆冲推覆构造//推覆与滑覆的对比和鉴别 //走滑断层//拉分盆地//花状构造//韧性剪切带及剪切动向的判别 2、本章要点 断层的形成机制（Anderson 模式, Hafner 模式） 断层的识别标志 伸展构造的概念和伸展构造的类型 剥离断层、变质核杂岩、重力滑动构造的构造特征和构造组合 逆冲推覆构造的几何结构：相关名词及几何图形

推覆构造与滑覆构造的对比和鉴别 走向滑动断层的内部应力状态(外部作用力和内部应力状态的关 系和区别) 走向滑动断层的伴生褶皱和相关构造 拉分盆地、花状构造的基本概念 韧性剪切带的几何特征和构造特征 糜棱岩的形成机制、糜棱岩系列及其分类、糜棱岩的识别 三、授课内容 第一节断层概论 令(一)概述 断层的定义 研究断层的意义 ●几何要素和位移 断层几何要素 断层面/带/线(形态) 断盘 位移 直移/旋转 滑距(在断层面上,实际滑移距离) 总滑距走向滑距倾斜滑距 水平滑距一总滑距在水平面投影 断距

推覆构造与滑覆构造的对比和鉴别 走向滑动断层的内部应力状态（外部作用力和内部应力状态的关 系和区别） 走向滑动断层的伴生褶皱和相关构造 拉分盆地、花状构造的基本概念 韧性剪切带的几何特征和构造特征 糜棱岩的形成机制、糜棱岩系列及其分类、糜棱岩的识别 三、授课内容 第一节 断层概论 ❖ （一）概述 断层的定义 研究断层的意义 ⚫ 几何要素和位移 断层几何要素 断层面／带／线（形态） 断盘 位移 直移／旋转 滑距（在断层面上，实际滑移距离） 总滑距 走向滑距 倾斜滑距 水平滑距－总滑距在水平面投影 断距

断层分类 方案涉及到:①地质背景 ②运动方式 ③力学机制 ④各种几何关系 与有关构造几何关系 ◆与岩层走向的关系 1.走向断层、2.倾向断层、3.斜向断层、4.顺层断层 ◆与褶轴/区域构造线关系 1.纵、2.横、 斜

⚫ 断层分类 方案涉及到：①地质背景 ②运动方式 ③力学机制 ④各种几何关系 与有关构造几何关系 ◆ 与岩层走向的关系 １．走向断层、２．倾向断层、３．斜向断层、４．顺层断层 ◆ 与褶轴／区域构造线关系 １．纵、２．横、３．斜

两盘相对运动 逆——逆冲,5KM构造窗/飞来峰(1 2-5) ◆平移 组合命名:平移-正断层;逆-平移断层 ◆枢纽断层(12-6) ◇(二)断层形成机制 断层形成机制涉及到: ①破裂的发生和断层的形成 ②断层作用与应力状态 ③若石力性 ④断层作用与形成环境的物理状态 ●断层的形成作用 据电镜观察,羽状微裂隙多为张性。——联合成断面,当σ1-σ 3>阻力时发生宏观滑动 扩容试验 San address ft应力释放与地震 ●断层形成的应力状态 Anderson model

两盘相对运动 ◆ 正 ◆ 逆——逆冲，５ＫＭ 构造窗／飞来峰（１ ２－５） ◆ 平移 ◆ 组合命名：平移－正断层；逆－平移断层 ◆ 枢纽断层（１２－６） ❖ （二）断层形成机制 ⚫ 断层形成机制涉及到： ①破裂的发生和断层的形成 ②断层作用与应力状态 ③岩石力性 ④断层作用与形成环境的物理状态 ⚫ 断层的形成作用 据电镜观察，羽状微裂隙多为张性。——联合成断面，当σ１－σ ３>阻力时发生宏观滑动 扩容试验 Ｓan Address Ft.应力释放与地震 ⚫ 断层形成的应力状态 Anderson model

Hafner model 浅层非均质,先存软弱面 ◇(三)断层岩 ●碎裂岩 断层角砾岩>2mm;注意与其它角砾岩的区分 碎粒岩0.1-2m 碎粉岩>0.1mm 玻化岩 断层泥 (Tab.12-1) 摩棱岩 基本特征 ◆粒度变小 Enhanced foliation lineation ◆在强应变带内产出 ◆塑性流变现象:Q-rbon,矩形晶、锯齿状亚晶、动 态重晶粒、核幔结构 ◆残斑(P)——碎裂或波状消肖光,机械双晶 摩棱岩类型 (Tab16-1) 令(四)断层效应(简述) 仅讨论地层关系变化和视错动

Hafner model 浅层非均质，先存软弱面 ❖ （三）断层岩 ⚫ 碎裂岩 断层角砾岩 >2mm；注意与其它角砾岩的区分 碎粒岩 0.1-2mm 碎粉岩 >0.1mm 玻化岩 断层泥 （Tab.12－１） ⚫ 摩棱岩 基本特征 ◆ 粒度变小 ◆ Enhanced foliation & lineation ◆ 在强应变带内产出 ◆ 塑性流变现象：Ｑ－ribbon，矩形晶、锯齿状亚晶、动 态重晶粒、核幔结构 ◆ 残斑（Ｐl）——碎裂或波状消光，机械双晶 摩棱岩类型 （Tab１６－１） ❖ （四）断层效应（简述） 仅讨论地层关系变化和视错动

1、走向断层引起的缺失、重复 正断层逆断层 (Tab12—2),由二个变量可确定第三个 ●2、横向断层引起的效应 ◇(五)断层的识别 ●1、地貌标志 断层//三角面(12-23)//山脊错断//盆岭边界一切局部山 脉走向//串珠湖泊洼地(12-24)//带状泉水//水系一河流急转 2、构造标志 地质界线中断(12-25) 构造强化:产状突变(吴家坪)//节理带//劈理带//小褶皱// 挤压破碎//擦痕//构造透镜体(张口子) 断层岩 3、地层标志 重复/缺失一一见“效应”一节 ●4、岩浆、矿化 沙沟花岗岩和矿化、(卡林型)金矿——双王、马鞍桥、于坪 硅化、蚀变、热液活动 放射/环状岩墙 5、岩相和厚度标志 ◆(六)断层的观测 产状、相对运动、性质、规模、组合

⚫ 1、走向断层引起的缺失、重复 正断层 逆断层 （Tab１２－２），由二个变量可确定第三个 ⚫ 2、横向断层引起的效应 ❖ （五）断层的识别 ⚫ 1、地貌标志 断层//三角面（１２－２３）//山脊错断//盆岭边界－切局部山 脉走向//串珠湖泊洼地（１２－２４）//带状泉水//水系－河流急转 ⚫ 2、构造标志 地质界线中断（１２－２５） 构造强化：产状突变（吴家坪）//节理带//劈理带//小褶皱// 挤压破碎//擦痕//构造透镜体（张口子） 断层岩 ⚫ 3、地层标志 重复／缺失——见“效应”一节 ⚫ 4、岩浆、矿化 沙沟花岗岩和矿化、（卡林型）金矿——双王、马鞍桥、于坪 硅化、蚀变、热液活动 放射／环状岩墙 ⚫ 5、岩相和厚度标志 ❖ （六）断层的观测 产状、相对运动、性质、规模、组合

1、产状确定 V”字型、三点法 利用伴生/派生小构造 ◆剪节理、劈理带、揉皱、构造岩面理、构造透镜体 注意产状变化 2、二盘动向 ◆脉动性、反复活动、反向运动—现代活动断层在一定 时期内相对稳定。 地层新老关系 ◆纵向断层,横向断层(切背、向斜) 牵引(12-29),逆牵引(见后述同沉积断层) 擦痕,阶步(12-30) 羽状节理 侧旁小褶皱(12-33D) 角砾岩(12-34) ⅩY与断层所夹锐角示对盘运动方向(角砾近于构造透镜)

⚫ 1、产状确定 “Ｖ”字型、三点法 利用伴生／派生小构造 ◆ 剪节理、劈理带、揉皱、构造岩面理、构造透镜体 注意产状变化 ⚫ 2、二盘动向 ◆ 脉动性、反复活动、反向运动——现代活动断层在一定 时期内相对稳定。 地层新老关系 ◆ 纵向断层，横向断层（切背、向斜） 牵引（１２－２９），逆牵引（见后述同沉积断层） 擦痕, 阶步（１２－３０） 羽状节理 侧旁小褶皱（１２－３３Ｄ） 角砾岩（１２－３４） ＸＹ与断层所夹锐角示对盘运动方向（角砾近于构造透镜）

3、断层规模 长度、深度 中小型断层——标志层/作图、定断距 大型断层——标志层/平衡剖面,查位移 ◇(七)断层作用时间性 涉及①形成和活动时间;②长期活动 活动时代的确定 与褶皱的关系、规律性 不整合(地层、岩体) 岩墙——同位素年龄(沙沟) 同沉积断层、地层(见后)

⚫ 3、断层规模 长度、深度 中小型断层——标志层／作图、定断距 大型断层——标志层／平衡剖面，查位移 ❖ （七）断层作用时间性 涉及①形成和活动时间；②长期活动 ⚫ 活动时代的确定 与褶皱的关系、规律性 不整合（地层、岩体） 岩墙——同位素年龄（沙沟） 同沉积断层、地层（见后）

大断层长期活动分析 岩相厚度控制 不同时代错距不一致(平移) 岩浆活动、矿化多期性 同沉积断层 原合编教材(12-35) 第二节伸展构造及重力滑动构造 ●重要性 开”与“合” (一)伸展构造类型 ●(1)地堑、地叠 (13-1) ●(2)①阶梯状断层;②箕状构造;③盆岭构造 ①(13-2) 般均有旋转 ②箕状——半地堑 单个或多个,与阶梯状相似,但规模大,主干断层一般为冋同沉积 华东、山东济阳(13-3) ③盆岭——地貌单元 不对称纵列单面山

⚫ 大断层长期活动分析 岩相厚度控制 不同时代错距不一致（平移） 岩浆活动、矿化多期性 ⚫ 同沉积断层 原合编教材（１２－３５） 第二节 伸展构造及重力滑动构造 ⚫ 重要性 ⚫ “开”与“合” ❖ （一）伸展构造类型 ⚫ （1）地堑、地叠 （１３－１） ⚫ （2）①阶梯状断层；②箕状构造；③盆岭构造 ①（１３－２） 一般均有旋转 ②箕状——半地堑 单个或多个，与阶梯状相似，但规模大，主干断层一般为同沉积 华东、山东济阳（１３－３） ③盆岭——地貌单元 不对称纵列单面山

(3)大型断陷盆地 区域性沉陷,菱列、带状、等轴、华北松辽、江汉盆地 (4)裂谷 rift(valley) ◆ continental rift ◆ Inter- continent rift oceanic rift ◆ Wilson circle 裂谷特征 ◆地堑系、隆起轴部、岩石圈伸展 ◆沉积作用 ◆磨拉石 ◆蒸发岩和红层 熔岩 ◆碎屑岩 ◆浅源地震、火山 ◆负重力异常,或负背景上的正异常 ◆负磁异常 ◆边界平行于重力梯度带(及磁异常带) ◆热流高 ◆岩浆岩 ◆大陆溢流(TH,碱性玄武岩或双峰系列火山岩;或碱性玄武岩-响岩或 粗面岩层) ◆深部结构、幔涌、壳薄、裂谷垫〔异常地幔,波速低) (4)剥离断层(第三节专题论述) 盖层与基层之间

⚫ （3）大型断陷盆地 区域性沉陷，菱列、带状、等轴、华北、松辽、江汉盆地 ⚫ （4）裂谷 rift (valley) ◆ continental rift ◆ Inter-continent rift ◆ oceanic rift ◆ Wilson circle 裂谷特征： ◆ 地堑系、隆起轴部、岩石圈伸展 ◆ 沉积作用 ⧫ 磨拉石 ⧫ 蒸发岩和红层 ⧫ 熔岩 ⧫ 碎屑岩 ◆ 浅源地震、火山 ◆ 负重力异常，或负背景上的正异常 ◆ 负磁异常 ◆ 边界平行于重力梯度带（及磁异常带） ◆ 热流高 ◆ 岩浆岩 ⧫ 大陆溢流（ＴＨ，碱性玄武岩或双峰系列火山岩；或碱性玄武岩-响岩或 粗面岩层） ◆ 深部结构、幔涌、壳薄、裂谷垫（异常地幔，波速低） ⚫ （4）剥离断层（第三节专题论述） 盖层与基层之间