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断裂构造(二)--断层(5)

时间:2010-07-03 06:00 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  3.断层两侧的伴生构造标志 在断层面的一侧或两侧,常形成一些伴生的褶皱、节理等构造,作为断层存在的证据,并可用以判断断层的力学性质和两盘的移动方向。

  (1)拖拉褶皱 又名牵引褶皱。柔性较大的岩层断开时,断层面一侧或两侧常发生一些拖拉而成的小褶皱,这种小褶皱的特点是:①多为倾斜或倒转褶皱;②离开褶皱面一定距离,这种小褶皱即渐消失;③拖拉褶皱的形成过程,正断层和逆断层的拖拉褶皱形态不同。根据拖拉褶皱的形态可判断两盘的运动方向,从而进一步确定断层的性质。其方法是:拖拉褶皱的弧顶所指的方向指示其所在盘的移动方向。拖拉褶皱的弧顶指向和箭头方向是一致的。

  (2)伴生节理在断层面的一侧或两侧,常因上下盘错动产生若干组有规律的节理。

  4.断层的间接(地貌、水文、植被等)标志

  (1)断层崖和断层三角面 断层面(一般是上升盘)露出地表形成悬崖,叫断层崖。有时沿着断层线,由于两侧岩石性质不同,在差异侵蚀作用下亦可形成陡坡或悬崖,叫断层线崖。

  多数断层崖形成后,受到流水的侵蚀切割,形成V形谷,谷与谷间形成一系列三角形面,称断层三角面。这种面有时也可呈梯形面。山西太谷、内蒙大青山麓、关中华山北麓等都有明显的断层崖或三角面。但必须注意,三角面、悬崖等并不完全与断层有关。

  (2)山脉错开或中断 山脉的山脊或山峰一般顺着岩层的走向延伸,如果突然错开、中断或呈大角度拐弯,或截然与平原相接触,则可考虑有断层的可能性。

  (3)断层谷、断陷湖、断层泉 顺断层线或地堑常形成断层谷,或形成一系列断陷湖盆。有时沿断层线出现一系列泉水。如内蒙古凉城县岱海,就是一个断陷湖。如果水系突然呈直角转折也可能与断层(或节理)有关。

  (4)火山分布 第四纪火山锥常沿着断层线或断层的交叉点分布,因此有规律分布的火山锥或侵入体,可能与断层有关。

  (5)植被变化 断层线两侧因岩性不同、土壤性质不同,可以有规律地生长着各异的植被;有时断层带为地下水富水带,生长着茂盛的或喜湿的植被。

  (二)怎样确定断层的性质

在可能条件下,首先应该测量断层面的产状(走向,倾向,倾角)。其次,要确定断层两盘相对位移的方向。如是,断层的性质(正、逆等)便可判断了。确定两盘相对位移方向的方法主要如下:

  1.根据断层面上的擦痕、阶步和断层两侧的拖拉褶皱判断(前已述及)。

  2.根据断层两盘岩层的新老对比判断:

  对于走向断层或纵断层来说,在断层线上同一点,其较老岩层一侧为上升盘,较新岩层一侧为下降盘。但当断层面倾向与岩层倾向一致,而断层面倾角小于岩层倾角时,则较老岩层一侧为下降盘,较新岩层一侧为上升盘。

  对于倾向断层或等斜褶曲中的横断层来说,不论是在平面或剖面上,都不易判断升降盘,必须借助其他小构造等来判断。

  3.根据褶曲核部或两翼的宽窄变化判继:

  (1)如果是发育在背斜或向斜中的走向断层或纵断层,其一翼岩层经常出现重复或缺失。

  (2)如果是发生在背斜或向斜中的倾向断层或横断层,则在断层线两侧常表现为核部宽窄不同,即在背斜中,核部或两侧相当翼变宽的一盘为上升盘,变窄的一盘为下降盘在向斜中正好相反,核部或两侧相当翼变窄的一盘为上升盘,变宽的一盘为下降盘。

  (3)如果是切过背斜或向斜的平推断层,则核部及两盘相当翼只有水平错开,而无宽窄的变化,即两侧岩层或褶曲轴各向一个方向错开。

  (三)怎样确定断层的时代

  1.利用断层和岩体、岩脉等的关系若断层切断岩体,则断层形成于岩体侵入之后;若断层被岩体、岩脉所填充,则断层形成于岩体侵入之前。如果测出岩体的同位素年龄,则可较确切地推断断层的时代。

  2.利用断层互相错断的关系,在许多相交的断层中,被切断的断层时代较老,切断其他断层者较新。

  五、研究断层的意义

  研究断层,搞清楚断层的存在、性质和产状等,无论在实际应用或理论方面,都有重要的意义。

  (一)断层与矿床

  矿床的形成、矿体产状及其分布等,常常受断层构造的控制。岩浆、热水溶液、含矿溶液最容易循断裂带侵入或充填,形成重要成矿带。特别是在两条断裂的交叉处;断层产状(走向或倾向)突然变化的地方,层切穿多孔隙的或化学活动性较强的岩层(如碳酸盐岩)部位等,更是成矿的良好场所。

  在采矿过程中遇到断层,矿层或矿体便会突然中断,只有搞清断层的产状、性质和断距,才能求出矿层等的去向,然后决定下一步开采步骤和生产施工方案。

  对于石油和天然气来说,断层是其运移的通道,例如,在一套单斜岩层中夹有厚层多孔隙含油气砂岩,油气可以通过地表逸散;若其中有断层存在,含油气层被错断,不能直接通到地表,使油气保存下来,从而构成储油气的有利条件。

  (二)断层与工程建设

  进行工程建筑、水利建设等,必须考虑断层构造。例如水库、水坝不能位于断层带上,以免漏水和引起其他不良后果;大型桥梁、隧道、铁道、大型厂房等如果通过或坐落在断层上,必须考虑相应的工程措施。因此凡是重大工程项目都必须据有所在地区的断裂构造等地质资料,以供设计者参考。

  (三)断层与地下水

  断层构造与地下水的运移和储集具有密切关系。特别是在山区的基岩找水工作中,调查是否有断层存在,断层的性质和规模如何,十分重要。如张性断层带往往构成良好的地下水通道;而压性断层带由于挤压密实,其中反倒常常无水,形成隔水墙,但断层的一盘或两盘的破碎带和裂隙带却常形成地下水的带状通道,再加上有压紧密实的断层带起到隔水作用,因而容易形成地下水的富水地带。

  (四)断层与地震

  断层,特别是活动性断层是导致地震活动的重要地质背景。如汾渭地堑是历史上地震的多发地带,我国东部的郯庐大断裂,美国西部圣安德列斯大断层等也都是地震活动频繁地带。断层构造是地震地质和地震预报研究的主要内容之一。

  (五)断层与地貌

  断层和地貌发育的关系至为密切。如块状山地、掀斜地块、断陷盆地、断层谷、飞来峰、大裂谷以及某些水文现象(如湖泊的形成,河流的发育等)都与断层有关。

  研究大型断裂构造的空间展布和时间演化规律,对于认识区域构造的发育历史和进行大地构造单元的划分以及探讨全球构造的演化规律,都具有重要理论意义。如大洋中脊上的阶梯式地堑断裂、东非大断裂等,都关系到地壳和岩石圈演化以及海洋成因等重大理论问题。


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