構(gòu)造地質(zhì)學(xué)期末復(fù)習(xí)

Chapter1成層構(gòu)造和地層接觸關(guān)系

層理：山物質(zhì)成分、顆粒大小、顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的差異而表現(xiàn)出來，在垂直方向上明顯的

反映，也即成層物質(zhì)的原生界面。

層面：限制巖石的界面，同一層上有上、下層面，上、下層面之間的垂直距離即單層厚度。

原生成層構(gòu)造是在巖石形成過程中形成的，因此，原生層理面的變化是研究變形歷史的重要

依據(jù)。

沉積巖原始層面呈水平，僅在沉積盆地邊緣、島嶼或隆起四周會(huì)有原始傾斜。

原生層理形成的決定因素：

沉積物：物質(zhì)成分，顆粒大小，顏色等。

沉積環(huán)境：海相，陸相，邊緣相等。

水動(dòng)力條件：水能量，性質(zhì)（動(dòng)、靜）和水流大小等。

層理分類：

按層理成因：風(fēng)成層理，水成層理，冰川層理，火山層理。

按層理形態(tài)：水平層理，波狀層理，交錯(cuò)層理斜層理。

層理的識別

1、片狀礦物的分布方向（即層理方向）；

2、厚層狀巖石中的微細(xì)層理；

3、洪積層中的砂層或扁平狀礫石的分布（雨花臺(tái)礫石層）；

4、透鏡狀?yuàn)A層的延伸方向；

5、沉積夾層（如C和P之間梁山段頁巖夾層）；

6、縫合線（厚層灰?guī)r、砂巖中）；

7、巖層中結(jié)核延長方向（如棲霞組中燧石結(jié)核，老虎洞組燧石結(jié)核）。

巖層產(chǎn)狀要素

走向：構(gòu)造面與水平面的交線的方向,使用方位角來表示；

傾向：構(gòu)造面與垂直走向直立面的交線，由高向低于水平面；

傾角：構(gòu)造面與水平面之夾角

記錄方式：走向/傾向/傾角：350°/NEZ500或傾向/傾角：80°/50°。

構(gòu)造線的產(chǎn)狀

構(gòu)造線的傾伏一在包含構(gòu)造線的垂

直面上測量

傾伏向：水平投影線指向下傾

的方向；

傾伏角：構(gòu)造線與其水平投影

線之間的夾角；

構(gòu)造線的側(cè)伏一在構(gòu)造面上測量

側(cè)伏角：該線下傾一端與構(gòu)造

面走向的銳夾角

側(cè)伏向：構(gòu)成此銳夾角的走向

線一端的方向

傾斜巖層的“V”字形法則（相同相反；相反相同：相同相同）

巖層傾向與地面坡向相反時(shí)，"V"字形露頭線尖端指向溝谷上游，山脊下游，但張開

角度大于等高線。

巖層傾向與地面坡向相同，且?guī)r層傾角大于地面坡角時(shí)，“V”字形露頭線尖端指向溝

谷下游，山脊上游。

巖層傾向與地面坡向相同，且?guī)r層傾角小于地面坡角時(shí)，“V”字形露頭線尖端指向溝

谷上游，山脊下游，但張開角度小于等高線。

層序與層位

層序：巖層形成的先后順序，即新與老；

層位：巖層經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)之后的位置，有高低之分。

層位高不等于地形的高低，同層位具相同的化石，同層位巖性不盡相同

判別巖層頂、底的標(biāo)志

序粒層理（粒級層理、遞變層理）：單一巖層中，從底到頂顆粒粒度由粗變細(xì)，而且期

間無明顯界線，但在兩個(gè)序粒層理之間，其粒度或成分均有明顯變化，據(jù)此可以判別巖層頂、

底；序粒層理在濁流沉枳中發(fā)育得最好。

Tips：與韻律層理的區(qū)別：韻律層理不是發(fā)生在每一單層中的顆粒粗細(xì)的變化，而是粗

層-中層-細(xì)層反復(fù)成韻律，其間有界面。

斜層理：單層與主層理斜交的層紋構(gòu)造稱為斜層理：底切、頂截。

波痕：為巖層頂面構(gòu)造之一（波痕要素：波痕指數(shù)=波長/波高），有浪成波痕、流水波

痕、風(fēng)成波痕三種。

浪成波痕：對稱波痕，振蕩波痕。特點(diǎn)：波峰尖，波谷圓，波峰沉積物比波谷沉積物細(xì)。

流水波痕：不對稱。特點(diǎn)：單向流水，沉積物波峰細(xì)，波谷粗。

沆水域痕剖彷哆若

地層的接觸關(guān)系：

整合接觸：新老巖層在巖性、古生物的演化上，基本上是連續(xù)的或逐漸變化的，而且產(chǎn)

狀和構(gòu)造特征也基本一致。

不整合接觸（Unconformities）：上下巖層沉積作用不連續(xù)，地層和生物演化有間斷。

平行不整合（假整合）：當(dāng)某一地區(qū)地殼沉降并接受一段沉積后，但未發(fā)生明顯的褶皺

運(yùn)動(dòng)，已沉積的地層遭受較長時(shí)間的剝蝕，發(fā)生明顯沉積間斷，而后又重新下降接受沉積，

這樣的接觸關(guān)系為平行不整合。特點(diǎn)：上、下巖層產(chǎn)狀一致，但其間缺失某些時(shí)代地層，或

有一古剝蝕面。

角度不整合：地殼非平緩上升，而是伴有較強(qiáng)烈的褶皺、斷裂變動(dòng)或巖漿活動(dòng)，使已沉

積的地層發(fā)生掀斜、褶皺或斷裂，并隆起遭受剝蝕造成間斷，而后又下沉接受新的沉積。

角度不整合的特征：

a.上、下巖層產(chǎn)狀不一致；b.上、下巖層構(gòu)造變形強(qiáng)弱不一致，下強(qiáng)上弱；

c.有沉積間斷，地層缺失；

d.上巖層底部有下巖層的礫石；

e.有古剝蝕面，常有古風(fēng)化殼；

￡上復(fù)巖層面與不整合面平行，下復(fù)巖層的構(gòu)造面（如斷層面、層面）被不整合面切割；

侵入接觸（火成接觸）：不同巖類接觸，火成巖侵入沉積巖中。

有斷層接觸、沉積接觸。

不整合接觸的地質(zhì)意義及其研究

1、意義

a.鑒定地殼運(yùn)動(dòng)，劃分構(gòu)造層的分界面。構(gòu)造層是在一定地史階段內(nèi)受地殼運(yùn)動(dòng)的作用（包

括沉積建造、構(gòu)造變動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用等）而形成的綜合地質(zhì)體。

b.是劃分巖石地層單位的依據(jù)之一

c.其空間分布變化情況，可以表明地殼運(yùn)動(dòng)的不均衡性

d.是研究古地理環(huán)境的重要依據(jù)

e.常常是風(fēng)化礦床，F(xiàn)e、Mn、P、Al等外生礦床的產(chǎn)出地帶

2、研究中應(yīng)注意的問題

a.確定不整合面，識別底礫巖與火山角礫巖、斷層角礫巖、同生角礫巖和膏溶礫巖的區(qū)別。

b.注意不整合在空間上的變化

底礫巖：判斷不整合而依據(jù)之一，種類很多，成因各不相同；識別主要標(biāo)志有：磨圓度和分

選性好，礫石成分較復(fù)雜，成面性分布，并常覆蓋在不同的下伏巖層之上。

沉積不整合：沉積巖層覆蓋在先前火成巖體或變質(zhì)巖體之上的一種接觸關(guān)系。

Chapter!火成巖原生構(gòu)造

侵入巖（plutons）產(chǎn)狀

侵入巖體產(chǎn)狀分類：根據(jù)侵入巖體與圍巖(countryrocks)接觸關(guān)系

協(xié)調(diào)侵入巖體：整合侵入巖體的邊界面與圍巖層理、面理平行或大致平行，根據(jù)規(guī)模和

形態(tài)可分為巖床、巖盤、巖盆、巖鞍等。

不協(xié)調(diào)侵入巖體：侵入巖體的邊界面與圍巖層理、面理截交。根據(jù)規(guī)模和形態(tài)可劃分為

巖基、巖株和巖墻等。

協(xié)調(diào)侵入巖體：

1.巖床：沿平行于層面、面理等軟弱面侵/注入形成的小規(guī)模層狀侵入巖體。厚度一般自數(shù)

十厘米至數(shù)十米，甚至可達(dá)數(shù)百米。

2.巖盤：又稱巖蓋，為上凸下平的似透鏡狀侵入巖體。規(guī)模不大，直徑從數(shù)十米至數(shù)百米

不等；以酸性巖、堿性巖居多。當(dāng)巖漿粘度較大不易流動(dòng)而展布不廣時(shí)，則形成巖盤。

3.巖盆：與構(gòu)造盆地有關(guān)的盆狀侵入巖體，其頂?shù)酌婢蛑行膬A斜。一般規(guī)模較大，直徑

從幾十公里到上百公里，厚幾百米到數(shù)千米，面積可達(dá)數(shù)萬平方公里。巖盆常由基性巖、超

基性巖或堿性巖構(gòu)成。

4.巖鞍：侵入于褶皺轉(zhuǎn)折端虛脫處的鞍狀侵入巖體。平、剖面上表現(xiàn)為新月形或馬鞍形，

故稱巖鞍。巖鞍是褶皺區(qū)有代表性的侵入巖體，規(guī)模不大，厚度從幾厘米至數(shù)十米，與褶皺

巖盤(Laccolith)和巖盆(Lopolith)

不協(xié)調(diào)侵入巖體：

1.巖基：出露面積＞100km2的規(guī)模巨大的不協(xié)調(diào)侵入巖體。巖體出露面積與巖體的剝蝕深

度相關(guān)，巖基頂部與圍巖的接觸面傾角較小，四周與圍巖接觸面產(chǎn)狀向圍巖方向傾斜，但局

部也可向巖體方向傾斜。常見花崗巖巖基。

2.巖株：不規(guī)則近渾圓狀或圓柱狀的中、小型不協(xié)調(diào)侵入巖體。巖株出露面積＜100km2。

巖株與圍巖接觸面?般較陡，呈復(fù)雜形態(tài)，如蘑菇狀。規(guī)模很小的巖株稱為巖枝。巖株可以

是巖基的分枝，也可以是單獨(dú)的侵入巖體。巖株多沿大斷裂侵入或兩組斷裂交匯處貫入，形

成斷續(xù)、串珠狀分布的巖株群，形成串珠狀磁異常。

3.巖墻：截切圍巖層理、面理等，呈板狀或似板狀的侵人巖體。巖墻長度由數(shù)公里至數(shù)十

公里，個(gè)別長達(dá)數(shù)百公里，寬度從數(shù)十厘米至數(shù)百米，個(gè)別在數(shù)公里以匕多數(shù)巖墻是巖漿

充填斷裂構(gòu)造形成的。組成巖墻群的成分以基性、超基性巖為主，常見輝綠巖墻。巖墻往往

成群出現(xiàn)形成巖墻群(Swarm)。放射狀巖墻和環(huán)狀巖墻

侵入巖的原生構(gòu)造：巖漿向上運(yùn)移，侵入圍巖并逐漸冷凝固結(jié)過程中產(chǎn)生的構(gòu)造。

侵入巖成巖過程一般經(jīng)歷兩個(gè)階段：

1)液態(tài)巖漿流動(dòng)階段，形成原生流動(dòng)構(gòu)造；

2)巖漿冷凝固化階段，形成原生破裂構(gòu)造。

在這兩個(gè)階段之間，可劃分出“巖漿塑性階段”，形成“原生塑性變形構(gòu)造”。

侵入巖體的原生流動(dòng)構(gòu)造：在巖漿流動(dòng)過程中，巖漿內(nèi)先期結(jié)晶的礦物顆粒、析離體或圍巖

捕虜體等，受巖漿流動(dòng)的影響而發(fā)生定向排列，形成原生流動(dòng)構(gòu)造。侵入巖體的原生流動(dòng)構(gòu)

造可分為流線和流面兩種。

1.面狀流動(dòng)構(gòu)造（流面）

由片狀、板狀、柱狀等礦物及扁平的析離體、捕虜體，在巖漿流動(dòng)過程中順流動(dòng)方向平行排

列（旋轉(zhuǎn)）形成的面狀構(gòu)造。發(fā)育在侵入巖體的邊緣和頂部。

帶狀流動(dòng)構(gòu)造（假層理）：不同成分的巖石相互成層，或由于礦物分層集中形成的淡色與暗

色巖石條帶的互層，常見于基性、超基性侵入巖中。

2.線狀流動(dòng)構(gòu)造（流線）

柱狀、針狀、板狀等礦物因巖漿流動(dòng)而平行定向排列（旋轉(zhuǎn)）形成的線狀定向構(gòu)造，也可由紡

錘狀析離體和長條狀捕虜體等順長軸定向平行排列而構(gòu)成。多發(fā)育于侵入巖體的邊緣和頂

部。

流線的傾伏與流面的傾斜并無固定關(guān)系，流面上的流線可以是任何取向，亦即在某一

方位的流動(dòng)面上，巖漿可以沿任何方向流動(dòng)。

侵入巖體的原生塑性變形構(gòu)造：也可稱為同侵位變形構(gòu)造，是巖漿侵位冷卻過程中受構(gòu)造

應(yīng)力影響形成的構(gòu)造,其特征介于流動(dòng)構(gòu)造與韌性剪切帶變形構(gòu)造之間。巖漿上涌過程中向

兩側(cè)推擠的擠壓作用;巖漿上升與圍巖之間形成的相對剪切作用。使塑性的結(jié)晶外殼出現(xiàn)定

向性很強(qiáng)的片麻狀構(gòu)造,因此片麻巖狀帶只發(fā)育于巖體邊緣，并大致平行于巖體邊界。

侵入巖體的脆性破裂構(gòu)造：葉狀剝落節(jié)理。

火山巖產(chǎn)狀：

熔巖流：根據(jù)表面形態(tài)分為塊狀和繩狀。

繩狀熔巖：粘度較小，流動(dòng)性好，氣孔多而且呈球形。

塊狀熔巖流：粘度大，流動(dòng)性差，形狀不規(guī)則，氣孔很少而且形狀不規(guī)則。

火山碎屑：爆炸性火山噴發(fā)將熔巖及巖石碎片噴射到空氣中。所有被帶到空氣中的碎片

都稱為火山碎屑。

火山碎屑：根據(jù)形狀和大小分類：火山灰（最?。┗鹕降[（較大）火山彈（最大）

火山巖原生構(gòu)造

一、層狀構(gòu)造

（1）火山物質(zhì)間歇性噴發(fā)形成的層層疊置。層狀火山：間歇性噴發(fā)造成熔巖流和火山碎屑流

的分層。

（2）噴發(fā)物質(zhì)自上空下落時(shí)的重力分異形成的粗細(xì)分層；重力分異的火山沉積

（3）各次噴發(fā)單層內(nèi)部還具有大致沿定方位（通常與單層的上下界面一致）分布的各種成層

構(gòu)造，如流紋、流面、氣孔與杏仁構(gòu)造、枕狀構(gòu)造、繩狀構(gòu)造等。

流紋構(gòu)造：熔巖流動(dòng)使不同顏色的礦物或火山玻璃形成的層狀色帶。常見于流紋巖或其

它粘度較大的酸性、堿性熔巖中。與上、下熔巖層差異流動(dòng)導(dǎo)致的順層剪切作用有關(guān)，指示

了流面，但不能指示流動(dòng)方向。

流面和流線：由板狀、片狀礦物斑晶及火山灰流晶屑的定向排列組成的構(gòu)造。

繩狀構(gòu)造：熔巖表面呈繩索狀扭曲的構(gòu)造。常見于玄武巖，處于熾熱塑性狀態(tài)熔巖的上

部表殼受下部熔漿流動(dòng)的影響而發(fā)生拖拉和卷扭的結(jié)果。繩狀構(gòu)造所在的表面就代表一次噴

出的熔巖的頂面。一般呈弧形，弧頂指向流動(dòng)方向。

氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造：當(dāng)巖漿自火山通道向外流出時(shí)，由于壓力和溫度降低，其中所含

氣體便向外逃逸，冷卻后就在巖石中留下許多孔洞，這些孔洞稱氣孔構(gòu)造。氣孔常呈圓形、

橢圓形、蝌蚪狀、管狀、云朵狀、倒水滴狀、串珠狀和不規(guī)則狀等。當(dāng)氣孔被次生礦物，如

沸石、方解石、冰洲石、玉髓等充填時(shí)，則稱為杏仁構(gòu)造。氣孔向頂面增多增大。

枕狀構(gòu)造：水下基性熔巖表面具有的一種原生構(gòu)造，是水下噴發(fā)快速冷凝所致。單個(gè)巖

枕的底面較平坦，頂面呈圓形或橢圓形凸形曲面，表面渾圓，狀如枕頭。枕狀構(gòu)造可分為外

殼和內(nèi)核兩部分，外殼多為玻璃質(zhì)，內(nèi)核則為顯晶質(zhì)。枕狀構(gòu)造中可見放射狀節(jié)理。

二、破裂構(gòu)造

1、放射狀斷裂：放射狀斷裂分布在中心式

噴發(fā)的火山口與破火山口附近,在平面上呈

向火山口匯聚的放射狀排列。被與熔巖成分

相近或其分異產(chǎn)物的巖墻充填，形成巖墻

群。

2、環(huán)狀斷裂：環(huán)狀斷裂在平面上呈同心圓

狀圍繞火山口而分布，常斷斷續(xù)續(xù)由若干走

向逐漸改變的斷裂或弧形斷裂構(gòu)成不完整

的環(huán)狀。斷面向火山通道方面傾斜，從直立

剖面觀察，環(huán)狀斷裂呈向火山通道匯聚的扇

狀形態(tài)。

3.柱狀節(jié)理：柱狀節(jié)理是由熔漿冷凝收縮產(chǎn)生的張裂而成，發(fā)育于熔巖流或超淺成侵入體中。

節(jié)理面垂直于熔巖流動(dòng)面或火山管道壁，可確定熔巖流動(dòng)面或巖脈產(chǎn)狀。

例如：在產(chǎn)狀平緩的玄武巖內(nèi)，若干走向不同的節(jié)理將巖石切割成無數(shù)個(gè)陡立的多邊形

柱狀體。

4.板狀節(jié)理：熔巖中?系列近于水平或大致平行于地面緩坡的節(jié)理，沿節(jié)理面傾斜可延長數(shù)

十米，并將熔巖分裂成若干“層”片?？赡苁怯捎谇治g作用，下部巖石因釋重而向上發(fā)生彈

性膨脹形成的節(jié)理。板狀節(jié)理無任何層狀構(gòu)造標(biāo)志，且其間距自上面下常呈有規(guī)則的遞增。

三、火山構(gòu)造：由一次火山作用（可包括爆發(fā)、噴溢、侵出與超淺成侵入等四種作用，或只

是其中一種、二種作用）直接產(chǎn)生的構(gòu)造。

火山機(jī)構(gòu)的組成部分

1.火山錐：火山錐是由火山噴發(fā)物質(zhì)堆積在火山口周圍或旁側(cè)構(gòu)成的錐狀體（圖ll-8）o

其主要特征是愈近火山口，噴發(fā)物質(zhì)堆枳的厚度愈大，遠(yuǎn)離火山口，其厚度漸薄。據(jù)組成物

質(zhì)，可分火山渣徘、火山碎屑錐、熔巖錐與混合錐四種。據(jù)火山錐形態(tài)，有正錐、倒錐和側(cè)

錐三種。

2.火山口與破火山口：

火山口：火山物質(zhì)向外噴發(fā)的地面出口處。形態(tài)有等軸狀、橢圓狀以及長條狀。未經(jīng)侵

蝕和破壞的火山口在地表易于認(rèn)識，而已受侵蝕或破壞的火山，則只能根據(jù)火山管道的平面

形態(tài)推測火山口的可能位置。

破火山口：早期火山噴發(fā)以后，由于崩坍或再次爆發(fā)而破壞了原有的火山口，形成一個(gè)

新的圓形或近于圓形的洼地。特點(diǎn)是直徑或長軸較長，與早期形成的火山錐大小幾乎相等，

形態(tài)上明顯不相稱。

3.火山筒（火山通道、火山頸、火山管道）：火山筒是地下熔漿源地（即地下巖漿房）與地

表火山口之間的連接通道。熔巖充填：火山塞;被火山爆發(fā)產(chǎn)生的破碎產(chǎn)物充填：角礫巖筒,

但往下仍過渡為淺成侵入體。

4.次火山侵入體：次火山侵入體指與火山作用具同時(shí)間（可以有先后，但屬于一次火山

作用連續(xù)過程）、同空間、同巖漿源的淺成、超淺成侵入體，也稱為火山-侵入體。侵入深度

不大于3km（據(jù)寧蕪地區(qū)），一般為0.5km~1.5km之間；其形態(tài)和產(chǎn)狀有巖脈、巖床、小巖

株及巖塞。

四、撞擊構(gòu)造：撞擊構(gòu)造是由外來隕石對地球表面的快速?zèng)_擊、震動(dòng)而產(chǎn)生的環(huán)形或卵形凹

陷構(gòu)造。撞擊構(gòu)造形成時(shí)可出現(xiàn)強(qiáng)大沖擊波，會(huì)使基巖部分熔融而形成熔巖狀物質(zhì)。

Tips：隱火山構(gòu)造或隱爆構(gòu)造：-平面上呈環(huán)形斷層：-環(huán)形，陡傾角的斷層被放射狀

斷層切割；-爆炸性火山活動(dòng)。

撞擊構(gòu)造的標(biāo)志：柯石英和斯石英、沖擊三角錐、具熔融特征的巖石、地層中高的鉞含

量、地層外翻、中央隆起、凹陷構(gòu)造。

Chapter4應(yīng)力和應(yīng)變

Chapter5巖石的變形機(jī)制

Chapter6節(jié)理

節(jié)理：節(jié)理是巖石受力而產(chǎn)生的一種脆性破裂構(gòu)造。按照形成時(shí)所受力的性質(zhì)和節(jié)理形成時(shí)

兩側(cè)巖塊相對微小位移趨勢的性質(zhì)，可將節(jié)理分為張節(jié)理和剪節(jié)理，二者分別對應(yīng)于材料受

理破壞時(shí)的張裂和剪裂。

張節(jié)理：

張節(jié)理是由張應(yīng)力作用而產(chǎn)生的。方位垂直于主張應(yīng)力，或平行于主壓應(yīng)力；兩側(cè)巖塊

在垂直于節(jié)理面的方向上有微量相背離的位移。三軸應(yīng)力狀態(tài)下，張節(jié)理面與Q1-Q2面平

行，與應(yīng)變橢球YZ面平行。

張節(jié)理形成于主應(yīng)力關(guān)系：

拉伸：主張應(yīng)力超過巖石的抗張強(qiáng)度，按最大張應(yīng)力理論，形成與主張應(yīng)力垂直的張節(jié)

理。

擠壓：巖石在一個(gè)方向受壓，根據(jù)泊松效應(yīng)，在與主壓應(yīng)力垂直的橫向上伸長，當(dāng)橫向

伸長超過一定限度時(shí).，根據(jù)最大線應(yīng)變理論，形成與主壓應(yīng)力相平行的張節(jié)理。

剪切：等于在與剪切方向大致相交45°的方向上受到拉伸（AA'）,在與拉伸相垂直的

方向可產(chǎn)生張節(jié)理。這種張節(jié)理常在剪切帶中或斷層面兩側(cè)呈雁行排列（羽狀張節(jié)理）。

圖5-14不同變形方式所形成的張裂面

a—壓縮＞b—拉伸ic?—剪切

張節(jié)理特征：

1.節(jié)理面粗糙不平，常繞過礫石或粗砂粒；

2.產(chǎn)狀不穩(wěn)定，平面上蜿蜒延伸或呈鋸齒狀延伸；

3.兩壁張開，肉眼可見節(jié)理壁距，剖面呈楔形，向下節(jié)理消失,是地下水的良好通道，可被

巖脈或礦脈充填；

4.比較稀疏；

5.張節(jié)理的終端變化形狀不規(guī)則：樹枝狀分叉、杏仁狀結(jié)環(huán)。

張節(jié)理形成的最大深度

靜巖壓力：o=Pgh（P-巖石密度；g-重力加速度；h-深度）

巖石所受靜巖壓力隨著深度增加而加大，靜巖壓力愈大，張節(jié)理就愈難產(chǎn)生。

受孔隙壓的影響，地下水、石油、天然氣和一些成礦溶液均可存留在張節(jié)理中，因此估

算一個(gè)地區(qū)張節(jié)理產(chǎn)生的極限深度具有重要意義。

估算方法：

有孔隙壓：考慮一種巖

石有一定的抗張強(qiáng)度和一定

破壞應(yīng)力圓的包絡(luò)線。

在巖石產(chǎn)生張節(jié)理之前

的應(yīng)力狀態(tài)必然是圖中穩(wěn)定

區(qū)的應(yīng)力圓，而通過圖中A

點(diǎn)可以作的與包絡(luò)線相切的

最大的應(yīng)力圓Q1就是張節(jié)

理形成最大深度的上覆巖體

重力。

霍布斯等認(rèn)為這一方法

不能估計(jì)自然緩慢受力過程

中與時(shí)間有關(guān)的軟化效應(yīng)，

因此對臨界深度的估計(jì)過

圖7-2估計(jì)干輝像巖中張節(jié)遂形成最大深度的方法（設(shè)5直立.）大。

無空隙壓：在Q3為壓

應(yīng)力情況下，若應(yīng)力差

（Q1-Q3）數(shù)值適當(dāng)，一定的

孔隙壓力存在的情況下巖石

同樣可以產(chǎn)生張節(jié)理，而且其

深度是不受限制的?？紫秹毫?/p>

節(jié)理產(chǎn)生的條件

是一種液壓，可以抵消在任何面上與它本身相等的一部分壓應(yīng)力。因此在孔隙壓力的作用下,

巖石的原應(yīng)力圓沒?點(diǎn)正應(yīng)力都應(yīng)減少一個(gè)P值（孔隙壓力值），就等于把原應(yīng)力圓I平移

成為有效應(yīng)力圓n。本來圓I位于穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，與包絡(luò)線不相切，平移后與包絡(luò)線相切，從而

產(chǎn)生張裂或剪裂。若恰好為代表最大張應(yīng)力的A點(diǎn)相切于包絡(luò)線，則發(fā)生張裂，若相切與其

他位置，則發(fā)生剪裂。

剪節(jié)理

剪節(jié)理是由于剪應(yīng)力作用產(chǎn)生的節(jié)理。其兩側(cè)巖塊沿平行節(jié)理面有微小剪切位移（或趨

勢），其位移方向與Q2垂直。剪節(jié)理是與Q2平行，與QI、Q3成一定的夾角的方位上發(fā)

育的（共扼剪面）。

剪節(jié)理的形成機(jī)制：

cos(2(9)

剪節(jié)理是由共密剪面發(fā)展而成的，因此常成對出現(xiàn)。

T的曲線形態(tài)由On決定，切面上的壓應(yīng)力為余弦曲線，抗剪力也為余弦曲線，剪應(yīng)力

為正弦曲線。

e=0°~90°：抗剪力T是從180°到360°位相的余弦曲線，為正斜率（圖中實(shí)線）。在與

。1夾角（。）為o°的面上，抗剪力最小，隨著e的增加，抗剪力不斷增加。

0=0°~90°：剪應(yīng)力是從0°到180°位相的正弦曲線。曲率在6=45°之前為正；在

6=45°之后為負(fù)（圖中虛線）。9為0°和90°時(shí)，截面上的剪應(yīng)力為零。

只在抗剪力與剪應(yīng)力相等的面上才可以發(fā)育剪節(jié)理,抗剪力曲線與剪應(yīng)力曲線必在e<

45°的位置相切于P點(diǎn)。

剪節(jié)理特征：

1.節(jié)理面光滑平直，產(chǎn)狀穩(wěn)定，延伸較遠(yuǎn)，在其延伸方向上常切過礫石和膠結(jié)物：

2.節(jié)理可形成羽狀排列，可用來判斷剪切動(dòng)向（左行和右行）；

3.兩壁緊閉，兩壁的距離較??；

4.節(jié)理較密集（密集程度與巖性有關(guān)，能干層較軟弱層的節(jié)理間距大），常發(fā)育兩組共捌剪

節(jié)理；

5.當(dāng)有微量位移時(shí)，節(jié)理面上有擦痕；

6.剪節(jié)理的終端變化：折尾、菱形結(jié)環(huán)、節(jié)理叉

共飄剪節(jié)理及其鑒別（同一時(shí)期，由同一動(dòng)力作用產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成的兩組剪節(jié)理，兩組節(jié)

理的剪切動(dòng)向相反。區(qū)別于共甄分布節(jié)理系，同時(shí)或不同時(shí)產(chǎn)生）

1、相反的剪切旋向。相向運(yùn)動(dòng)象限為。1所在，相背運(yùn)動(dòng)象限為。3所在，稱為運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)；

2、相向運(yùn)動(dòng)擠壓象限鈍化；

3、節(jié)理反旋向互切；

4、節(jié)理尾部有折尾，分叉現(xiàn)象，交界處有菱形結(jié)環(huán)

5、鋸齒狀追蹤張裂

剪節(jié)理剪切動(dòng)向的確定：

?通過被其穿過的細(xì)脈、花崗巖中的包體及析離體等的微小錯(cuò)動(dòng)、節(jié)理的互切等觀察其動(dòng)向。

?剪節(jié)理兩側(cè)相對位移不明顯，利用羽列構(gòu)造判斷剪切動(dòng)向。

?次級破裂面：R面與丫面銳交角指示本盤動(dòng)向。

次級破裂面：脆性剪裂面附近或脆性剪切帶內(nèi)可發(fā)

育一整套次級破裂面：

包括R面、R'面、T面、P面

?受內(nèi)摩擦角控制，主剪面（Y面）相對滑動(dòng)時(shí)派生的

次級應(yīng)力場產(chǎn)生了一對次級剪裂面R和R'面和張

裂面（T面）。R面與丫面夾角為＜p/2（＜p為內(nèi)摩擦

角）；R'面與丫面夾角為90-q）/2；T面

與丫面夾角為45°

?R面與Y面的旋向相同，R，面與丫面旋向相反

?對于丫面而言，P面與R面對稱，為同旋向；P

面及R面與丫面所交的銳角指向正好相反

?Garmond發(fā)現(xiàn)纖維晶體平行P面生長，故纖維晶

體及P面與丫面的銳交角的指向主剪面對盤相對

運(yùn)動(dòng)的方向。

?R面為主剪面旁側(cè)的羽列面。野外利用羽列面與圖7-7

主剪面銳交角指向本盤動(dòng)向這一特征確定剪節(jié)

理剪切動(dòng)向。

節(jié)理力學(xué)性質(zhì)復(fù)合的現(xiàn)象實(shí)例：

節(jié)理中的纖維狀礦物：由纖維狀方解石、石膏或石英充填的節(jié)理中，可見礦物纖維方向

與節(jié)理壁斜交，表明節(jié)理兩壁的相對運(yùn)動(dòng)兼有剪切和拉張的分量，顯示剪性與張性的復(fù)合.

羽飾構(gòu)造：羽飾構(gòu)造一般出現(xiàn)在均一的細(xì)粒碎屑巖中：粉砂巖，凝灰?guī)r。羽飾福散開來

的方向就是裂面形成時(shí)擴(kuò)展的方向。邊部節(jié)理與主節(jié)理面有一很小的銳夾角，此銳夾角指向

裂面擴(kuò)展前進(jìn)的相反方向。表明這種節(jié)理面兼有張性和剪性的特征。

節(jié)理力學(xué)性質(zhì)復(fù)合的成因：

1.當(dāng)巖體中一對共輾剪節(jié)理同時(shí)發(fā)育，但其中一組的運(yùn)動(dòng)占主導(dǎo)時(shí)，另一組節(jié)理就會(huì)

出現(xiàn)剪切與拉張的復(fù)合現(xiàn)象。E.g.含有與節(jié)理壁斜交的纖維狀礦物的節(jié)理脈。

2.單剪變形中的一組同旋向剪節(jié)理，由于遞進(jìn)變形，其位置逐漸接近局部應(yīng)力場的

方向，因而逐漸由剪切的性質(zhì)變?yōu)榧羟杏旨嬗袕埩训男再|(zhì)。E.g.節(jié)理中充填礦物纖維與節(jié)

理壁交角逐漸變化。

3.戴維斯（Davis）的高能量沖裂實(shí)驗(yàn)：在軸向壓力下，生成與主壓應(yīng)力呈45°交角的微細(xì)

剪節(jié)理，之后小節(jié)理末端張應(yīng)力集中，節(jié)理迅速延展形成劈開式的破裂，最后由于能量耗盡,

再變?yōu)榧羟衅屏??？山忉尲艄?jié)理面上羽飾構(gòu)造，裂面形成過程中剪應(yīng)力一張應(yīng)力一剪應(yīng)力的

交替作用，或可能是剪應(yīng)力與張應(yīng)力在整個(gè)過程中的復(fù)合作用。微細(xì)節(jié)理末端張應(yīng)力的集中

可由格里菲斯（Griffith's）理論得到解釋。

4.Syme-Gash（1971）認(rèn)為羽飾構(gòu)造發(fā)育機(jī)制如下：①應(yīng)力積累，直到巖石開始破壞；

②由于最初的破壞而發(fā)生應(yīng)力脈沖；③由于反射界面的作用，應(yīng)力波發(fā)生干涉，產(chǎn)生定向

微節(jié)理，導(dǎo)致主節(jié)理前方軟弱帶的形成；④隨著這些軟弱帶的裂開形成羽飾構(gòu)造的紋飾，裂

面的延展又引起新的應(yīng)力脈沖和微節(jié)理的形成。

5.格里菲斯強(qiáng)度理論（格里菲斯初始破裂準(zhǔn)則）：巖體受力后使裂紋尖端附近應(yīng)力升高

值超過其抗拉強(qiáng)度，從而引起裂紋擴(kuò)展所需滿足的應(yīng)力條件。巖體應(yīng)力滿足格里菲斯初始破

裂準(zhǔn)則而產(chǎn)生的，但又不致引起破壞的裂紋擴(kuò)展的最大長度，是穩(wěn)定裂紋長度。

節(jié)理的組和系

節(jié)理組同時(shí)、同一應(yīng)力作用下產(chǎn)生的性質(zhì)相同、產(chǎn)狀大體一致的節(jié)理群。

節(jié)理系同時(shí)、同一應(yīng)力作用下產(chǎn)生的性質(zhì)相同，產(chǎn)狀不同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的節(jié)理組，

或者在某種應(yīng)力方式作用下形成的、其產(chǎn)狀作有規(guī)律變化的節(jié)理群均稱為節(jié)理系。

節(jié)理組（JointSets）

平行型節(jié)理組：同一節(jié)理組的節(jié)理簡單的平行排列，構(gòu)成?個(gè)與該組節(jié)理總體產(chǎn)狀相同

延伸的節(jié)理帶。非旋轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生平行型節(jié)理組。

斜列型節(jié)理組：同一組節(jié)理相互平行，但作雁行排列，即組節(jié)理分布帶的總體延長方

向與節(jié)理的總體產(chǎn)狀并不一致，單個(gè)節(jié)理之間呈有規(guī)律的偏斜。旋轉(zhuǎn)變形或剪切變形產(chǎn)生斜

列型節(jié)理組。

右列（右階）：沿著一條節(jié)理走向追索，前方的另一條節(jié)理出現(xiàn)在右側(cè)

左列（左階）：沿著一條節(jié)理走向追索，前方另一條節(jié)理出現(xiàn)在左側(cè)。

共匏節(jié)理系：同一時(shí)期，山同一動(dòng)力作用產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成的兩組剪節(jié)理，兩組節(jié)理的剪切

動(dòng)向相反。與主應(yīng)力軸的關(guān)系：兩組剪節(jié)理的交線平行于02,兩組剪節(jié)理的夾角分別為。1、

。3所平分。應(yīng)變橢球：兩組剪節(jié)理的交線平行于橢球的中間軸（丫軸），兩組剪節(jié)理的夾角分

別被橢球的短軸（Z軸）與長軸（X軸）所平分。

節(jié)理共匏的證據(jù)：

1、相反的剪切旋向：相向運(yùn)動(dòng)象限為。1所在，相背運(yùn)動(dòng)象限為。3所在，稱為運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)

2、擠壓象限鈍化

3、節(jié)理反旋向互切

4、節(jié)理尾部有折尾、分叉現(xiàn)象，交界處有菱形結(jié)環(huán)。

5、鋸齒狀延伸的張裂。構(gòu)成鋸齒狀張節(jié)理的兩個(gè)折線狀相連的節(jié)理常呈共朝關(guān)系，且其延

伸方向平行于。1。

影響節(jié)理密度的因素

巖層厚度

巖性（巖石的力學(xué)性質(zhì)、層理、組構(gòu)）

彈性變形:。=Ee（E:楊氏模量）。巖性不同，巖層厚度，拉伸長度等都相同的條件下，

每層中。的大小取決于E的大小。相同應(yīng)變條件下，E大的巖層中節(jié)理間距小。

節(jié)理的疏密不僅與E有關(guān)，還與巖石的強(qiáng)度有關(guān)。巖石強(qiáng)度高，節(jié)理發(fā)育比較稀疏，

反之，節(jié)理密度就大。在相同條件下,E小（不易破裂）但強(qiáng)度弱的巖石，與E大但強(qiáng)度大的

巖石相比，會(huì)先破裂并產(chǎn)生密度大的節(jié)理。

應(yīng)力的強(qiáng)弱：應(yīng)力作用強(qiáng)，節(jié)理密度大。

應(yīng)變的大?。豪炝吭酱蟮膸r層，節(jié)理密度越大，反之，節(jié)理稀疏。

邊界條件：褶皺、斷層等構(gòu)造邊界條件所引起的應(yīng)力集中處，節(jié)理密集，反之，

節(jié)理稀疏。

節(jié)理等距性的兩種理論模式

飽和模式：在變形材料中各個(gè)破裂先后形成，但在一個(gè)已形成的破裂構(gòu)造的最近

距離內(nèi)不可能產(chǎn)生新的破裂，使一定范圍內(nèi)巖體的各可能位置都被節(jié)理占據(jù)為止。因此，各

相鄰破裂之間就保持著一定區(qū)間的大致相等的間距。

傳播模式：由于材料的非均勻性先產(chǎn)生一個(gè)破裂，早生成的破裂激發(fā)了鄰近的一

定距離產(chǎn)生新的破裂。這個(gè)過程繼續(xù)下去就形成了一條又一條新的等間距的破裂。

Chapter7斷層

斷層的幾何要素：

斷層面：相鄰兩部分巖塊發(fā)生滑動(dòng)的面，可為平面或曲面，常為具有一定寬度的帶。在

上地殼為破裂帶，發(fā)育斷層角礫巖、斷層泥，在中-下地殼為韌性剪切帶，發(fā)育強(qiáng)烈變形的

糜棱巖和構(gòu)造片巖，可被硅化帶或礦化帶充填，或被次級斷裂交切，稱之為斷層帶（斷裂帶,

Faultzone）,斷層規(guī)模越大，斷層帶越寬。

斷盤：斷層面兩側(cè)相對移動(dòng)的巖塊。斷面傾斜時(shí)，按巖塊的位置分上、下盤；直立的平

移斷層，按巖塊的方位分，如東盤、西盤。

斷層線：斷層面在地面的出露線，其在地質(zhì)圖上的水平投影遵守V字形法則。

斷層位移：

相當(dāng)點(diǎn)：同一點(diǎn)錯(cuò)動(dòng)后在斷層面兩盤均有其相應(yīng)的位置，分成兩個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)對應(yīng)點(diǎn)

之間的真位移為總滑距，總滑距的分量稱為滑距。

相當(dāng)層：同一地層錯(cuò)動(dòng)后在斷層面兩盤的不同位置出現(xiàn)。

斷距：被錯(cuò)斷巖層在兩盤的相當(dāng)層之間的相對距離。根據(jù)相當(dāng)層測量的位移是視位

移，不一定反映斷層的真正位移方向和距離。不同方位的剖面上，斷距不同。

測量：

在斷層面上測量：

總滑距（ab）:斷層兩盤兩個(gè)對應(yīng)點(diǎn)之間的真位移

走向滑距（ac）:總滑距在斷層面走向上的分量，走向滑距

與總滑距之間的銳夾角為擦痕的側(cè)伏角

傾斜滑距（be）:總滑距在斷層面傾斜線上的分量

水平滑距（am）:總滑距在水平面上的投影

在垂直于被錯(cuò)斷巖層走向的剖面上測量：

地層斷距：斷層兩側(cè)相當(dāng)層之間的垂直距離（h。）

鉛直斷距：斷層兩側(cè)相當(dāng)層之間的鉛直距離（hg）

水平斷距：斷層兩側(cè)相當(dāng)層之間的水平距離（hf）

正斷層中水平斷距為斷層兩側(cè)相當(dāng)層拉開的水平距離,

逆斷層中水平斷距為斷層兩側(cè)相當(dāng)層掩覆的水平距離

（Ahof中，Na為巖層傾角）

在垂直于斷層走向的剖面上測量

地層斷距：斷層兩側(cè)相當(dāng)層之間的垂直距離（h，b）

鉛直斷距：斷層兩側(cè)相當(dāng)層之間的鉛直距離（h，g，）

水平斷距：斷層兩側(cè)相當(dāng)層之間的水平距高（hT）

如果被斷地層走向與斷層走向不平行，

hg=h'g',h'o'>ho,hT>hf

ffl3-7斷層滑昭和斷距

a.斷層位移在體圖；b,唯近丁?被斷地層正向的剖面圖皿垂直于斯浜上旬的剖面理！

ab-總滑距;4?—走向清距;4—傾斜滑距:u/n—水平滑距:，"，一地層斷距iA"地贊斯能;

一帖直地層斷距,“一水平斷距ir一水平斯氈，。一方層演用：?一巖層反垓前

已知巖層傾角，從上述三種斷距之一，即可求出另兩種斷距:

已知水平斷距（hf）和巖層傾角a,則

地層斷距ho=hf*sina

鉛直斷距hg=hf*tana

斷層的

d.斷層位移立體圖；b.垂直于被斷地層走囪的制而圖0垂在于斯以走向的附而空

S—總常電MU—走向滑距"—Ml科肅距ME-水平精正法。一地會(huì)斷座“'。'一地W酒距，分類：

—附近地展斷距:〃/一水平斷柜小尸一水平斷距MT-巖層健用；UL巖層凡演電

根據(jù)斷

層兩盤相對運(yùn)動(dòng)：

正斷層：上盤相對下盤向下滑動(dòng)。

逆斷層：上盤相對下盤向上滑動(dòng)，斷面傾角>45°的逆斷層稱高角度逆斷層，斷面傾

角<45°的逆斷層稱逆掩斷層，規(guī)模巨大且上盤沿低角度斷層面遠(yuǎn)距離推移的逆掩斷層稱推

覆構(gòu)造。

平移斷層（走滑斷層）：斷層兩盤沿?cái)嗝孀呦蛳鄬σ苿?dòng)，分右行（右旋）和左行（左

旋）平移斷層。

根據(jù)斷層走向與被斷巖層走向的方位關(guān)系：

走向斷層:斷層走向與巖層走向基本一致

傾向斷層:斷層走向與巖層走向基本直交，與傾向平行

斜向斷層:斷層走向與巖層走向斜交

順層斷層:斷層面與巖層面基本平行

根據(jù)斷層走向與褶皺軸向或區(qū)域構(gòu)造線之間的幾何關(guān)系：

縱斷層:斷層面與褶皺層面的交線同褶皺軸向一致或斷層走向與區(qū)域構(gòu)造線一致。

橫斷層:斷層血與褶皺層面的交線同褶皺軸向直交或與區(qū)域構(gòu)造線基本直交。

斜斷層:斷層面與褶皺層面的交線同褶皺軸向斜交或與區(qū)域構(gòu)造線斜交。

斷層的組合類型：

1.階梯狀斷層：由若干條產(chǎn)狀大致相同的正斷層平行排列組合，當(dāng)斷層面呈弧形彎曲，

形成抬斜斷塊

2.地塹：兩條以上走向平行，傾向相反的正斷層所組成，中間共有一個(gè)下降盤，形成

長條形盆地，如汾渭地塹，貝加爾湖地塹。

3.地壘：兩條以上走向平行，傾向相反的正斷層所組成，中間共有一個(gè)上升盤，形成

斷塊隆起山地。

4.環(huán)狀斷層：--系列弧形或半環(huán)狀斷層，呈同心環(huán)狀分布。

5.放射狀斷層：輻射狀斷層，平面上呈輻射狀排列的多條斷層組合形式，常與穹隆、

火山口相關(guān)。

6.疊瓦狀構(gòu)造：一系列平行排列的逆斷層組合，其下部往往收斂成一主干大斷層，各

斷層上盤巖塊依次逆沖，在剖面上似瓦片狀疊伏。疊瓦狀構(gòu)造中逆斷層的發(fā)育時(shí)間有先后，

后發(fā)育的逆斷層總是沿著構(gòu)造運(yùn)移方向，若掩覆于先發(fā)育的逆斷層的下盤，稱為前列式或背

馱式；若掩覆于先發(fā)育的逆斷層的上盤，稱為后列式或疊掩式。

7.雙重構(gòu)造：疊瓦構(gòu)造的頂板和底板均存在著更大的逆沖斷層，夾于頂板和底板沖斷

層之間的為夾塊。

斷層存在標(biāo)志：

（一）構(gòu)造標(biāo)志：構(gòu)造線和地質(zhì)體不連續(xù)，地層產(chǎn)狀突然改變。

（二）地層的重復(fù)或缺失（六種情況）

（三）斷層面（帶）的構(gòu)造特征：

1.擦痕和階步、反階步

2.牽引構(gòu)造和逆牽引構(gòu)造

牽引構(gòu)造：斷層滑動(dòng)時(shí)其附近巖層受阻產(chǎn)生拖曳而發(fā)生彎曲，彎曲突出方向示本盤

相對動(dòng)向

逆牽引構(gòu)造：發(fā)育在近水平巖層中的正斷層下盤，多以背斜形式出現(xiàn)（煤盆地和油

氣盆地）。正斷層傾角向下變緩，使上盤巖層向上突出，若巖層塑性小則生成反向正斷

層，在剖面上構(gòu)成“Y”形斷層。

3.構(gòu)造透鏡體：斷層帶中發(fā)育的呈一定方向排列、規(guī)模不等的透鏡狀巖塊。

4.斷層巖：斷裂帶中因動(dòng)力作用被搓碎，研磨而形成的巖石，可伴有重結(jié)晶作用。

斷層角礫巖：角礫結(jié)構(gòu)，略有磨圓的兩盤巖石碎塊，角礫內(nèi)部無礦物成分和結(jié)

構(gòu)的變化；

碎裂巖：碾搓，研磨得更細(xì)的斷層巖，顯微鏡下可見其顆粒細(xì)?。?/p>

糜棱巖和構(gòu)造片巖：斷層帶內(nèi)巖石顯著重結(jié)晶，顆粒變小并具面理的斷層巖，

是韌性剪切帶的標(biāo)志。

（四）地貌和水文標(biāo)志

1.斷層崖和斷層三角面

2.山脊錯(cuò)斷，水系急劇轉(zhuǎn)向，河谷被切

3.橫切山嶺走向的平原與山嶺的接觸帶

4.串珠狀湖泊洼地和泉水的帶狀分布

5.巖體的線狀分布與礦化作用

（五）地球物理標(biāo)志

不同巖石的密度、磁化率、電阻率、重力等物理性質(zhì)不同，因此利用地球物理資料,

可尋找斷層。

斷層效應(yīng)P44

斷層活動(dòng)時(shí)代的確定

斷層形成于切割的所有地層中最新地層之后；

若上覆有新地層，則在其之前形成；

若無上覆地層，根據(jù)巖體穿插等關(guān)系，結(jié)合同位素年齡測定來確定時(shí)代。

大型活動(dòng)斷層

裂谷

生長斷層：指斷層作用和沉積作用同時(shí)發(fā)生的一種斷層。躲發(fā)育在沉積盆地的邊緣，隨著斷

層活動(dòng)，盆地不斷沉降接受趁機(jī)，故又稱同沉積斷層。

特征：1.一般為走向正斷層，大中型規(guī)模，主要發(fā)育在大中型盆地邊緣。

2.下降盤地層厚度大于上升盤。

3.生長斷層斷距隨深度而增大，地層時(shí)代越老斷距越大。

4.生長斷層上盤多出現(xiàn)逆牽引構(gòu)造或反向斷層。

5.一般具有較長時(shí)期發(fā)展的歷史。

走滑斷層：即走向滑動(dòng)斷層。指平行于斷裂帶走向發(fā)生相對滑動(dòng)的大型平移斷層，如圣安德

烈斯斷層。

特征：1.走滑斷層的走向線在地殼上呈直線型延伸，產(chǎn)狀陡峻甚至直立。

2.斷層兩盤派生一系列雁列狀次級褶皺和斷層。

3.沿?cái)鄬訋蓚?cè)的地層、巖相帶或侵入體呈有規(guī)律的錯(cuò)移。

4.斷層帶兩側(cè)有構(gòu)造凹陷或構(gòu)造凸起。

推覆構(gòu)造：指?種請教平緩、規(guī)模較大、作遠(yuǎn)距離推移的復(fù)雜逆掩斷層。

特征：較老巖層被推覆到較新巖層之上。山于后來的剝蝕，部分外來巖塊剝蝕掉形成局部露

出的原地巖塊，稱為構(gòu)造窗，外來巖塊被大片剝蝕只有大片被剝露出來的原地巖塊上殘留小

片孤零零的外來巖石稱為飛來峰。

逆掩斷層及推覆體：逆掩斷層：使水平基準(zhǔn)面縮短的斷層。在這個(gè)定義中：

1.并未對斷層面傾角作任何限定，至少有兩種情況表明斷層面的傾角是有變化的，1.逆掩斷

層面被褶皺了；2」一些呈犁狀的逆掩斷層面自淺部到深部傾角由陡變緩以至變?yōu)樗剑?/p>

2.定義中也未對位移量作限定，因?yàn)閿鄬拥奈灰拼笮⊥瑤r層的厚度與巖層的能干性有關(guān)。

斷層的活動(dòng)機(jī)制

巖石碎裂的擴(kuò)容理論：飛/

在圍壓和軸向壓力作用下，應(yīng)力差從o增加到大約巖石TIT/

破裂強(qiáng)度的一半：巖石發(fā)生彈性變形，體積縮小?！趇t/

應(yīng)力差繼續(xù)增長：微裂隙形成，巖石發(fā)生非彈性變形，1/V

體積膨脹。土一，「口

應(yīng)力差達(dá)到巖石破裂強(qiáng)度：微裂隙大量形成并集中成為*昔

斷層面，巖石體積迅速擴(kuò)大，微裂隙迅速擴(kuò)展導(dǎo)致巖石圖8“巖石的獷容實(shí)蕓汨?MB刈

?花崗巖柱試件在IOOM308日下,軸向受壓HI

短,巖石的擴(kuò)容過程在容積應(yīng)變曲段中以粗或衰

巖石剪切位移的粘滑理論:

斷層的運(yùn)動(dòng)特征：一些地段連續(xù)穩(wěn)定滑動(dòng)（無

震蠕滑段）；而在另一些地段沒有蠕滑，但產(chǎn)生

非常大速度的滑動(dòng)，并發(fā)生地震（閉鎖發(fā)震段）。

發(fā)生地震時(shí)，斷層的瞬時(shí)滑動(dòng)速度與巖石中彈性波速的量級相當(dāng)。

應(yīng)力集中，微裂隙形成并快速擴(kuò)展，應(yīng)力超過巖石的剪切強(qiáng)度，地震發(fā)生，應(yīng)力降低。

安德生模式：

地表觀察:正斷層傾角一般較陡，逆斷層傾角一般較緩，典型的平移斷層多近于直立

狀態(tài)。

受控于斷層發(fā)育時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)（主應(yīng)力軸的方位）。

地表平面沒有剪應(yīng)力，在三軸應(yīng)力狀態(tài)下，在一定深度必有一個(gè)主應(yīng)力軸與地面垂

直，其余二主應(yīng)力軸呈水平。

假定內(nèi)摩擦角為30°,應(yīng)力在垂直和水平方向上均無變化，巖石為各向同性。

若Q1直立，Q2、Q3水平，產(chǎn)生正斷層，斷層面傾角約60°。

若Q3直立，QI、Q2水平，則產(chǎn)生逆斷層，斷層面傾角約30°。

若Q2直立，QI、Q3水平，則產(chǎn)生直立的與Q1成30°交角的平移斷層。

所有斷層面均包含或平行于Q2。

只適用于淺層，面狀斷裂，各向同性的巖石。

地殼內(nèi)的應(yīng)力：

垂直正應(yīng)力：上覆巖石的重力

非構(gòu)造水平正應(yīng)力：泊松效應(yīng)

構(gòu)造水平正應(yīng)力：差應(yīng)力

非構(gòu)造水平應(yīng)力：由上覆巖石重力產(chǎn)生的水平擠壓應(yīng)力（泊松效應(yīng)）

e空一必

%=*aEEE

v

哈弗勒模式：巖石的應(yīng)力狀態(tài)完全來自于上覆巖石的重力，受力巖塊頂面是水平地面，其上

各點(diǎn)均承受l（）5pa的壓力，巖塊各處密度相同；巖塊內(nèi)任一水平面上各點(diǎn)承受的上覆壓力相

等，均為上覆巖石的重力；巖塊邊界無剪應(yīng)力的作用。

第一種附加應(yīng)力狀態(tài)：存在構(gòu)造水平擠壓力C?

=<yXI=fcpgz+C

受力狀態(tài)：附加構(gòu)造水平擠壓力C:°3=°==圍

假定巖石內(nèi)摩擦角為26。，勢斷層為兩組傾角為32°的共輒逆斷層。

第二種附加應(yīng)力狀態(tài)：巖塊邊界有剪應(yīng)力

受力狀態(tài)：水平剪切力隨深度遞增。在巖塊底部為：°^=卮=*呻+C-匕

巖塊無旋轉(zhuǎn)，應(yīng)力張量的對稱性要求垂直應(yīng)力與水平應(yīng)力平衡，因此在巖塊的兩側(cè)存在剪切

力。xz，在地表為零。所有水平應(yīng)力的合力為零，左側(cè)水平應(yīng)力=右側(cè)水平應(yīng)力+。勿。

形成了向上凹曲、向左傾斜和向上凸曲、向右傾斜的兩組勢斷層?？梢越忉專合蛟焐綆A斜、

呈疊瓦狀向前陸依次逆沖的犁狀斷層；基底隆起產(chǎn)生的逆斷層。

第四種附加應(yīng)力狀態(tài)：巖塊底部分布著呈正弦曲線形式的附加垂直應(yīng)力

非均勻介質(zhì)中斷層與主應(yīng)力軸關(guān)系：

安德生模式和哈弗勒模式：斷層與主應(yīng)力軸位置的關(guān)系以均質(zhì)巖石為前提。

天然巖塊往往包含著先存的力學(xué)弱面(層面、老斷層面、不整合面等)，只要弱面上的剪

應(yīng)力達(dá)到了抗剪強(qiáng)度，斷層就可順其發(fā)生。這些弱面的取向與上述模式中的斷裂面方位無固

,P為一弱面，與。?呈70°

夾角，AB為巖塊其余部

分的莫爾包絡(luò)線，CD是P

面的莫爾包絡(luò)線；

?將。3固定，把明依次

加大，構(gòu)成應(yīng)力圓I、

n、m.圓in的p點(diǎn)與CD

相遇，沿該弱面發(fā)生剪

裂，盡管它與。?夾角達(dá)

70°.

正斷層「申蜃駕福承盼石中的斷層作用

RQ

1.應(yīng)力條件(據(jù)Hobbsetal.,1976)?圓in上的及都是穩(wěn)定

正斷層是一定范圍內(nèi)地殼深長的結(jié)果，即地殼處］噌嘆周啜K屈睛靜扃編伸狀

態(tài)。正斷層是一種使水平急轉(zhuǎn)面擴(kuò)大的伸展斷層，重;晶凝牖主體屬于伸展斷層。

根據(jù)安德生模式，正斷層形成的應(yīng)力條件是Q1直立，Q3水平。Q1可以使巖塊重力，

亦可以是火成巖體、鹽丘或基底斷塊等上沖或向上隆起的力引起的。Q3可以使較小的壓應(yīng)

力，也可以是張應(yīng)力。正斷層可以看做是水平橫向主應(yīng)力Q3和鉛直方向主應(yīng)力Q1結(jié)合產(chǎn)

生的。Q3越小，形成正斷層所需的Q1就越小，孔隙流體可以引發(fā)正斷層。

正斷層常有向深部斷層面變緩的趨勢。原因：在淺部，Q1值低，破裂應(yīng)力圓靠左，與

包絡(luò)線相切的內(nèi)摩擦角大，斷層面傾角也大。但是當(dāng)深度增加，Q1升高，應(yīng)力圓偏右，內(nèi)

摩擦角變小，使斷層面傾角變小，另外，淺部富流體，空隙液壓較大，也是使應(yīng)力圓靠左，

內(nèi)摩擦角變大的因素。

2.構(gòu)造背景

1.背斜軸部的局部拉伸

2.穹隆伴生的,正斷層

3.區(qū)域性水平拉伸

4.區(qū)域性差異升降

5.重力滑脫層

逆斷層——擠壓構(gòu)造成因

1.受力條件

。1水平：水平擠壓

逆斷層是水平主應(yīng)力（。1）與垂直主應(yīng)力（。3）相結(jié)合而產(chǎn)生的。

。3越小，形成逆斷層所需要的。1就越小。

孔隙流體壓可誘發(fā)逆斷層（推覆構(gòu)造）

2.逆斷層與褶皺的關(guān)系：

a:早于褶皺形成：剪開逆斷層

b:由褶皺進(jìn)一步發(fā)展（翼部巖層減?。貉由炷鏀鄬?/p>

c:與褶皺同時(shí)發(fā)育：破裂逆斷層

3.階梯形斷層面：逆沖斷層沿?cái)鄬用婊瑒?dòng)時(shí)會(huì)使斷層上盤的地層縮短，當(dāng)縮短量達(dá)到一定

量時(shí)，逆沖斷層常要切斷強(qiáng)硬層向上擴(kuò)展，遇到新的軟弱層再沿其滑動(dòng)，結(jié)果形成階梯狀的

斷層面。

構(gòu)造要素：斷坪：斷層面與巖層面大致平行

斷坡：斷層切斷巖層面

推覆構(gòu)造形成機(jī)制

推覆構(gòu)造：通常低角度，并有大規(guī)模位移的逆沖斷層。

空隙液壓在推覆構(gòu)造形成中的作用：

空隙液壓抵消一部分載荷重力的作用（浮力），降低了推覆體自重產(chǎn)生的正壓力，因此

摩擦阻力也相應(yīng)降低，因此較小的動(dòng)力就能推動(dòng)較大的構(gòu)造巖體。

重力滑動(dòng)VS重力擴(kuò)張（內(nèi)容及區(qū)別）

滑動(dòng)：活動(dòng)地質(zhì)體山于自身重力在滑動(dòng)面上從高向低作長距離滑動(dòng)。主體斷層面向凹陷區(qū)傾

斜；推覆體后部被正斷層或主體滑動(dòng)斷層所切。

擴(kuò)張：巖石在重力作用下，垂向壓扁降低高度，并在水平方向上向靜巖壓力小的方向流動(dòng)擴(kuò)

展，從而產(chǎn)生水平方向的推動(dòng)力形成逆掩斷層及推覆構(gòu)造。主體斷層面向隆起區(qū)傾斜；推覆

體后部被更老的逆斷層所切。

區(qū)別：1.重力擴(kuò)張所產(chǎn)生的推覆體候補(bǔ)是被更后面的逆掩斷層所企切。重力滑動(dòng)的推覆體

的后部則被正斷層所切。

2.重力擴(kuò)張作用實(shí)際是有重力導(dǎo)生出來的水平推動(dòng)力，他只要求地面的足夠上隆，由此

產(chǎn)生的逆斷層面向隆起區(qū)傾斜。重力滑動(dòng)主體斷層是向凹陷區(qū)傾斜的正斷層.

逆沖序列：逆沖斷層沿底部拆離斷層運(yùn)動(dòng)，并切斷強(qiáng)硬層向上擴(kuò)展，這種的向上切斷強(qiáng)硬層

并與底部拆離斷層相連的斷層稱為分支斷層，斷層活動(dòng)中往往是依次發(fā)育許多分支斷層，形

成逆沖斷層系。

逆沖斷層系：由逆沖斷層序列產(chǎn)生的由主斷層和分支斷層形成的逆沖斷層構(gòu)造。最常見的為

疊瓦狀構(gòu)造和雙重構(gòu)造。

（1）疊瓦狀構(gòu)造：由一個(gè)底部拆離斷層分支出多個(gè)分支斷層，并形成一個(gè)不對稱扇形構(gòu)造。

根據(jù)主斷層的位置：首疊瓦扇（前展）、尾疊瓦扇（后展）

（2）雙重構(gòu)造：由底部主斷層分出若干分支斷層形成疊瓦狀斷層，每個(gè)分支斷層向上再次

合并于一個(gè)主（斷層）滑動(dòng)面，底部主斷層稱為底板斷層，上部主斷層稱為頂板斷層。這種

由頂、底板及其間疊瓦狀斷層形成的構(gòu)造稱為雙重構(gòu)造。

平移斷層：轉(zhuǎn)換擠壓（褶皺，逆斷層）轉(zhuǎn)換拉張（正斷層，拉分盆地）

Chapter8韌性剪切帶

韌性變形：永久性的、連續(xù)的固態(tài)變形，在晶體顆粒的尺度或者更大尺度下，巖石保持連續(xù)

性或者沒有脆性破裂.

不包括：碎裂流、軟的沉積物的變形、斷層相關(guān)褶皺

韌性變形的特征

應(yīng)變速率與應(yīng)力的關(guān)系

由熱導(dǎo)致的變形（T>0.5Tm，材料熔點(diǎn)的絕對溫度）

與圍壓弱相關(guān)

變形通過晶格缺陷的移動(dòng)或者擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)

剪切帶：剪切作用集中的地帶，包括剪節(jié)理、褶皺巖層的層間滑動(dòng)以及各種斷層等。剪切帶

的寬窄不一，規(guī)模不等，但都具有強(qiáng)烈的剪切變形，剪切帶兩側(cè)的巖石幾乎沒有變形。

類型：

圖8-37剪切帶類型

a—脆性剪切帶；b、c—脆-韌性剪切帶；d-韌性剪切帶

韌性剪切帶：應(yīng)變高度集中帶，應(yīng)變向兩側(cè)邊界逐漸減弱；無露頭尺度上可見的不連續(xù)

面，但兩端巖石卻發(fā)生了明顯位移；典型斷層巖是糜棱巖；發(fā)育鞘褶皺、線理、面理等變

形構(gòu)造。

特征：1.規(guī)?？纱罂尚?。

2.不存在露頭尺度上的不連續(xù)面，但兩側(cè)巖石卻發(fā)生了明顯位移，帶內(nèi)巖石的變形

和兩側(cè)巖石的位移均系通過塑性變形實(shí)現(xiàn)。

3.坐標(biāo)系：X軸平行于剪切方向，XY而是剪切面，Z軸垂直于XY面，YJ_X。相應(yīng)

八，2,

_tan2。=——,cota=cosa+Y

的應(yīng)變橢球：剪應(yīng)變/二任夕，計(jì)算得：丫，其中，

e'是主應(yīng)變軸Xf與x軸夾角，之前的平面標(biāo)志體在xz面上的跡線與x周在變形前夾角

是a,變形后是a，。

4.應(yīng)變高度集中帶，應(yīng)變向兩側(cè)邊界逐漸減弱；

5.可分為緩傾斜的韌性推覆剪切帶、陡傾斜的韌性走滑剪切帶及垂直片理化帶。

6.常發(fā)育有礦物拉長或礦物集合體定向排列形成的S面理。亦可發(fā)育獄卒與剪切方

向平行的面理(糜棱面理或C面理)，常發(fā)育鞘褶皺。

鞘褶皺：形態(tài)與劍鞘相似的褶皺。常見于韌性剪切帶中。由于發(fā)育的程度不同，有

時(shí)也可呈餅狀、舌狀等。其基本特征是：在垂直于褶皺長軸(X軸)剖面上的形態(tài)以

封閉的同心圓狀或眼球狀為典型，也有呈半封閉的Q型；在平行X軸垂直中間應(yīng)變

軸(Y軸)的剖面上為不對稱的緊閉的倒轉(zhuǎn)或等斜褶皺，并發(fā)育軸面面理，其上發(fā)育

明顯的拉伸線理，線理長軸平行于褶皺的長軸方向，故為A型褶皺。鞘褶皺常成群

出現(xiàn)，以中小型為主，少數(shù)可長達(dá)數(shù)公里。

7.典型斷層巖是糜棱巖。

糜棱巖：韌性剪切帶中的典型斷層巖(>300℃)

(a)與原巖相比，粒度顯著漸小

(b)具有增強(qiáng)的面理、線理

(c)發(fā)育于較窄的強(qiáng)應(yīng)變帶內(nèi)

8.韌性剪切帶的動(dòng)向確定——尋找XZ面，判斷剪切動(dòng)向：

(1)S-C面理：銳交角指示鄰側(cè)運(yùn)動(dòng)方向。

(2)旋轉(zhuǎn)構(gòu)造中的。碎斑和6碎斑形成的拖尾構(gòu)造中尾尖指示鄰側(cè)動(dòng)向。

(3)云母魚中云母(001)解理與魚尾的拉長，前者相當(dāng)于S面理，后者相當(dāng)于C

面理，魚尾尖指示鄰側(cè)動(dòng)向。

(4)書斜構(gòu)造：與殘斑或碎斑中微型剪切面的動(dòng)向相同，與書斜式的正斷方式的

錯(cuò)動(dòng)旋向相反。

(5)壓力影：黃鐵礦壓力影中纖維狀晶體的非對稱式展布，壓力影尖指示鄰側(cè)動(dòng)

向。

(6)層內(nèi)緊閉小褶皺的不對稱發(fā)育。

面理、劈理和線理

面理：巖石整體中均勻分布的面狀構(gòu)造

線理：巖石中均勻分布的線狀構(gòu)造

劈理：按一定方向的平行裂面或潛裂面將巖石劈開成為大致平行的薄片或薄板的次生構(gòu)造。

巖石的構(gòu)造可以歸納為面狀構(gòu)造和線狀構(gòu)造,均有原生和次生之分。

原牛.構(gòu)造:沉積巖的層理、巖漿巖中的流面、流線

次生構(gòu)造:成巖以后經(jīng)過變形產(chǎn)生的，包括面理和線理

?透入性構(gòu)造:均勻地彌散于地質(zhì)體中的構(gòu)造，反映地質(zhì)體作為一個(gè)整體均勻地發(fā)生了變形。

?非透入性構(gòu)造：以一種不連續(xù)面分散于地質(zhì)體中，變形僅發(fā)生在不連續(xù)面及其附近，將均

勻連續(xù)的地質(zhì)體分成若干部分。

?片麻理：?成分層?先存沉積層?變質(zhì)作用/巖漿分異

?S面理：韌性剪切帶中由礦物拉長或礦物集合體定向排列而形成的剪切帶內(nèi)面理，面理上

可見礦物拉伸線理。

?糜棱面理或C面理：一組與剪切方向平行的面理。

?C面理：一系列與剪切帶邊界平行的次一級的強(qiáng)剪切應(yīng)變帶，可由S面理逐漸演變而成,

也可以由顯微尺度的微小剪破裂面表現(xiàn)出來，常由細(xì)小的石英或云母等礦物的拉長拖尾所組

成。

?劈理域：由云母等層狀礦物或不溶殘余物質(zhì)富集成的近平行或交織狀的薄條帶或薄膜。

其中原巖組分被強(qiáng)烈改造，礦物或其集合體定向排列，是強(qiáng)變形域。

?微劈石：夾在劈理域之間的巖片，其原巖的組分和結(jié)構(gòu)基本保留，由粒狀礦物組成，無優(yōu)

選方位，是弱變形域。

?劈理成因：與塑性變形有關(guān),主要變形機(jī)制為粒間運(yùn)動(dòng)、重結(jié)晶作用和壓溶作用。

（流劈理）山礦物平行排列，使巖石分裂成無數(shù)薄片，在固態(tài)流變過程中新生的面理。

（破劈理）巖石中密集、平行的剪切破裂面或壓溶劈理域。裂面的定向與礦物的排列無關(guān)

（滑