構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實習(xí)教程實習(xí)4 讀斷層地區(qū)地質(zhì)圖并求斷層產(chǎn)狀及斷距

1、實習(xí)四讀斷層地區(qū)地質(zhì)圖并求斷層產(chǎn)狀及斷距昆侖斷裂及斷層三角面實習(xí)目的1.在地質(zhì)圖上分析斷層的特征2.在地形地質(zhì)圖上求斷層產(chǎn)狀及斷距A一、斷層發(fā)育區(qū)地質(zhì)特征的概略分析分析出露的地層,建立地層層序;判斷不整合時代;研究新老地層分布及產(chǎn)狀;確定區(qū)內(nèi)褶皺形態(tài)及軸向以及斷層發(fā)育狀況。 1 斷層面產(chǎn)狀確定? 2 兩盤相對運動方向確定?(1走向斷層?(2橫向斷層? 3 斷距的測定? 4 斷層時代確定? 5 斷層的描述?1 1000450400350300250200150300250S 1O 3O 2O 1O 2O 3S 1O 3O 2O 1傾向某地地形地質(zhì)圖A B M 二、斷層性質(zhì)的分析根據(jù)斷層線“V ”

2、字形特征,用相鄰等高線法作圖直接求取。(在地質(zhì)圖上畫出斷層的兩條平行走向線,判定斷層面的走向、傾向和傾角圖中斷層線在河谷中成指向下游的“v ”字形,說明斷層傾向南西。通過作圖求得斷層產(chǎn)狀是233°45°。圖9-1 求解斷層面產(chǎn)狀1、斷層產(chǎn)狀2.兩盤相對位移的判定:斷層兩盤相對升降、平移并經(jīng)侵蝕夷平后,如兩盤處于等高的平面上,則露頭和地質(zhì)圖上一般表現(xiàn)出以下規(guī)律:(1走向斷層或縱斷層,一般是地層較老的一盤為上升盤.但當斷層傾向與巖層傾向一致、且斷層傾角小于巖層傾角,或地層倒轉(zhuǎn)時,則新地層的一盤是上升盤。T PCD S PC D S S D C P T P T J K JEE 剖

3、面圖剖面圖老地層一側(cè)上升新地層一側(cè)上升(2橫向或傾向正(或逆斷層切過褶皺時,背斜核部變寬或向斜核部變窄的的一盤為上升盤;如為平移斷層則兩盤核部出露寬窄基本不變。J J J J P P T T T T K J JJ JP T TT TK K某地地質(zhì)圖某地地質(zhì)圖(3傾斜巖層或斜歪褶皺被橫斷層切斷時,如果地質(zhì)圖上地層界線或褶皺軸跡發(fā)生錯動,那么它既可以是正(或逆斷層造成的.也可以是平移斷層造成的,這時應(yīng)參考其它特征來確定其相對位移方向。若是由正(或逆斷層造成的地質(zhì)界線錯移,則巖層界線向該巖層傾向方向移動的一盤為上升盤;若是褶皺,則向軸面傾斜方向移動的一盤為上升盤。斷層效應(yīng)用于兩盤相對位移的判定A、走

4、向斷層引起的效應(yīng)(6種形式走向斷層錯切巖層后的效應(yīng)主要表現(xiàn)在造成兩盤斷層的缺失和和重復(fù)。缺失是指一套順序排列的地層中的一層或數(shù)層在夷平地面上或剖面上斷失的現(xiàn)象;重復(fù)是指一套順序排列的地層中的一層或數(shù)層在夷平地面上或剖面上重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。斷層性質(zhì)的不同、斷層與巖層傾斜關(guān)系、傾角大小決定了地層的重復(fù)和缺失(效應(yīng)。1. 走向正斷層效應(yīng)(1地層重復(fù)斷層與地層傾向相反。(2地層缺失斷層與巖層傾向相同、斷層傾角>巖層傾角。(3地層重復(fù)斷層與巖層傾向相同、斷層傾角<巖層傾角。 2. 走向逆斷層效應(yīng)(1地層缺失斷層與地層傾向相反。(2地層重復(fù)斷層與巖層傾向相同、斷層傾角>巖層傾角。(3地層缺

5、失斷層與巖層傾向相同、斷層傾角<巖層傾角。 PP C C D306030303030AAC C DDPP地層重復(fù)CCDDP PPP C C D306030303030AA地層重復(fù)地層缺失P S OCD TTD P S O606060306060AAD斷層性質(zhì)斷層傾斜與地層傾斜關(guān)系二者傾向相反二者傾向相同斷層傾角大于巖層傾角斷層傾角小于巖層傾角正斷層地層重復(fù)地層缺失地層重復(fù)逆斷層地層缺失地層重復(fù)地層缺失斷層兩盤相對運動方向下降盤出現(xiàn)新地層下降盤出現(xiàn)新地層上升盤出現(xiàn)新地層B、傾向斷層引起的效應(yīng)1. 平移斷層引起的效應(yīng)平面上任表現(xiàn)為平錯;在剖面上順巖層傾向滑動的斷盤表現(xiàn)為上升盤究竟是“正斷層”

6、或“逆斷層”視斷層傾向而定。2. 正(逆斷層引起的效應(yīng) 剖面上表現(xiàn)為正(逆錯動;平面上表現(xiàn)上升盤面狀地質(zhì)體界線向傾向方向錯(移動效應(yīng)。3. 平移-正(逆斷層和正(逆-平移斷層引起的效應(yīng) 當傾向斷層的上盤在斷層面上斜向滑動時,出現(xiàn)三種效應(yīng):(1滑移線與巖層在斷面上的跡線平行,平面和剖面上巖層好像無位移;(2滑移線位于巖層在斷層面上跡線的下側(cè),平面上表現(xiàn)為平移錯動;剖面上正平移-平移正斷層表現(xiàn)為正斷層效應(yīng);逆平移-平移逆斷層表現(xiàn)為逆斷層效應(yīng); (3滑移線位于巖層在斷層面上跡線的上側(cè),平面上仍表現(xiàn)為平移錯動;但剖面上正平移-平移正斷層表現(xiàn)為逆斷層效應(yīng)、逆平移-平移逆斷層表現(xiàn)為正斷層效應(yīng)4. 橫斷層錯

7、斷褶皺引起的效應(yīng)(變寬、變窄,軸跡錯移,錯距與兩翼傾角的關(guān)系 當橫斷層以正(逆斷層性質(zhì)錯斷褶皺時,褶皺核部寬度產(chǎn)生變化。錯斷正常背斜上升盤核部變寬;下降盤變窄。錯斷正常向斜上升盤核部變窄;下降盤變寬。褶皺軸跡錯移,錯移距離平移量,上升盤褶皺軸跡向軸面傾向方向移動。當斷層橫切倒轉(zhuǎn)褶皺時應(yīng)視為傾向斷層錯斷單斜斷層的位移效應(yīng)。3.斷層性質(zhì)的確定:確定了斷層面產(chǎn)狀和斷層相對位移方向,就可確定斷層的性質(zhì)。如圖9-1,斷層的走向與被斷地層的走向一致,為走向斷層,斷層面傾向西南,與被斷地層傾向相反,西南盤(上盤地層相對較新,為下降盤,所以是一條上盤下降的正斷層。4、斷距的測定在大比例尺地形地質(zhì)圖上,如果兩盤

8、巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定,且兩盤地層產(chǎn)狀未變,在垂直巖層走向方向上可以求出以下各種斷距:dn fogh垂直于被錯斷巖層走向的剖面coshoctghghf=圖中是地層傾角,hf 是水平地層斷距,hg 是鉛直地層斷距,ho是地層斷距。(1測定鉛直地層斷距:斷層兩盤同一層面的鉛直距離即鉛直地層斷距(圖9-2的hg。ho-垂直地層斷距hg-鉛直地層斷距hf-水平地層斷距圖9-2 垂直地層走向剖面圖在地質(zhì)圖上求鉛直地層斷距時,只要在斷層任一盤上作某一層面某一高程的走向線,延長穿過斷層線與另一盤的同一層面相交,此交點的標高與該走向線之間的標高差即為鉛直地層斷距。如圖,在斷層?xùn)|南盤泥盆系頂面作300m高程走向線AB,延

9、長過斷層線,使之與另一盤同一層面相交于G點,G點標高為250m,AG代表斷層西盤泥盆系頂面250m高程的走向線,與東盤300m走向線AB間高··差為50m,即為斷層的鉛直地層斷距。斷層的鉛直地層斷距=300-250=50m(2測定水平地層斷距:如圖,在垂直巖層走向的剖面上,過斷層兩盤同一層面上等高的h、f兩點間的水平距離(hf即為水平地層斷距。 在地質(zhì)圖的斷層兩盤分別繪出同一層面等高的兩條走向線,兩走向線間的垂直距離即為水平地層斷距。如圖9-3地形地質(zhì)圖上,斷層上盤泥盆系頂面300m走向線與下盤泥盆系頂面300m高程走向線之間的垂直距離為lcm,按該圖比例尺(1:50000

10、計算出該斷層的水平地層斷距為500m。(3求地層斷距:如圖9-2地層斷距ho=hg×cos或ho =hf×sin,用作圖法求得hg或hf之后,可按上式計算求出地層斷距。必須注意上述斷距的測定,是以巖層被錯斷后兩盤的巖層產(chǎn)狀未變?yōu)榍疤釛l件,即以沿斷層面沒有發(fā)生旋轉(zhuǎn)為條件。5、斷層形成的時代.根據(jù)角度不整合接觸關(guān)系確定斷層時代。斷層一般發(fā)生在被其錯斷的最新地層之后,而在未被錯斷的上覆不整合面以上的最老地層之前。.根據(jù)與巖體或其它構(gòu)造的切割關(guān)系確定斷層時代。被切割者的時代相對較老。D C PT2JCDPJK6、斷層的描述內(nèi)容斷層名稱:地名+斷層類型,或用斷層編號位置、通過的主要地

11、點、延伸方向及程度斷層面產(chǎn)狀兩盤出露地層及產(chǎn)狀地層重復(fù)、缺失及地質(zhì)界線的錯開特征兩盤相對位移方向、斷距大小斷層與周圍其它構(gòu)造的關(guān)系;斷層形成時代及力學(xué)成因等。 奇峰-雨峰縱向逆沖斷層位于奇蜂和雨峰之東側(cè)近山脊處,斷層走向北東-南西,兩端分別延出圖外,圖內(nèi)全長約18km。斷層面傾向北西,傾角20°-30°,上盤(即上升盤為組成奇峰-雨峰背斜的石炭系各統(tǒng)地層,下盤(即下降盤為下二疊統(tǒng)和上石炭統(tǒng)地層構(gòu)成不完整向斜。上升盤的石炭系各統(tǒng)地層逆沖于下二疊統(tǒng)和上石炭統(tǒng)地層之上,地層斷距約800m。斷層走向與褶皺軸向一致,為一縱向斷層。斷層中部為兩個較晚期的橫斷層所錯斷,斷層形成時代與同方

12、向、同性質(zhì)的桑園-五里河逆沖斷層等相同,即在晚三疊世(T3之后,早白堊世(K1之前。兩條斷層構(gòu)成疊瓦式。以金山鎮(zhèn)地區(qū)地質(zhì)圖西部的縱斷層為例,描述如下:三、作業(yè)(1分析望洋崗地形地質(zhì)圖,判別斷層性質(zhì)并對該斷層進行描述;(2求斷層面產(chǎn)狀和斷距;(分別在斷面兩側(cè)作出同一地質(zhì)界面(如T底面相同海拔(如700m或800m的兩條走向線在大地水準面上的投影線,這兩條走向線投影線之間的水平距離就是斷層的水平地層斷距。求得水平地層斷距后,根據(jù)水平地層斷距、鉛直地層斷距與地層斷距之間的函數(shù)關(guān)系求解其它斷距。(3確定斷層形成時代。望洋崗地形地質(zhì)圖 1 : 50000 1992年 圖 例 N 新近系 粉砂巖和頁巖 古

13、近系 礫巖和砂巖 白堊系 砂礫巖和頁巖 三疊系灰?guī)r 二疊系 砂頁巖和灰?guī)r C P C P T 600 7 00 700 900 800 N E K T P C 800 T 400 500 P C 9 00 K 望 洋 崗 E 600 600 700 800 900 0 100 0 110 C K E 石炭系 頁巖泥灰?guī)r和灰?guī)r 地質(zhì)界線 斷層 1200 資料來源：實測 技術(shù)負責： 2013-7-23 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)郝建民主講 36 引導(dǎo)分析望洋崗地形地質(zhì)圖 在望洋崗地形地質(zhì)圖上，白堊系底界以角度不整合覆蓋在下伏地層之上， 以此角度不整合界面把圖區(qū)分為下構(gòu)造層和上構(gòu)造層。下構(gòu)造層由石炭系、 二疊系和三

14、疊系組成，上構(gòu)造層由白堊系、下第三系和上第三系組成。 下構(gòu)造層的石炭系、二疊系和三疊系組成一個NE-SW延伸的向斜構(gòu)造， 向斜的核部是三疊系，向斜的樞紐近水平，SE翼較陡，NW翼較緩，軸面向SE 傾斜。 上構(gòu)造層的白堊系、下第三系和上第三系組成一個向NEE方向傾斜的單 斜構(gòu)造，在單斜構(gòu)造形成之后，下構(gòu)造層和上構(gòu)造層均被一條NW-SE向的逆 斷層截切。 望洋崗地形地質(zhì)圖反映的地質(zhì)演化：從石炭紀至三疊紀，圖區(qū)以穩(wěn)定沉 降為主，沉積了一套頁巖-碳酸鹽巖建造。三疊紀末（或侏羅紀初），圖區(qū) 受到從SE向NW方向的擠壓作用，導(dǎo)致石炭系、二疊系和三疊系被褶皺，形成 NE-SW向的向斜。三疊紀末（或侏羅紀初）

15、的擠壓作用還使圖區(qū)褶皺抬升， 使圖區(qū)在侏羅紀期間處于不利于沉積的環(huán)境，圖區(qū)因此缺失侏羅系。白堊紀 初，圖區(qū)的東部開始沉降，并依次接受了白堊系、下第三系和上第三系碎屑 巖建造。新第三紀末，圖區(qū)受到從NE向SW方向的擠壓作用，導(dǎo)致白堊系、下 第三系和上第三系被掀斜，形成向NEE方向傾斜的單斜構(gòu)造，同時還導(dǎo)致圖 區(qū)發(fā)育NE-SW向的逆斷層，該逆斷層截切了下構(gòu)造層中的向斜構(gòu)造和上構(gòu)造 層中的單斜構(gòu)造。 2013-7-23 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)郝建民主講 37 提示：在望洋崗地形地質(zhì)圖上判斷斷層的性質(zhì) 可以分三步進行： 1. 判斷該斷層是傾滑斷層，不是走滑斷層。在圖的西北 角，由石炭系、二疊系和三疊系組成了一個NE-SW走向的向斜。 現(xiàn)在用排除法確定該斷層不是走滑斷層。假定該斷層是走滑 斷層，那么很容易根據(jù)向斜兩翼被錯斷情況判斷出該斷層既 是左行走滑斷層