断层的判定经验
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。
1.正断层上盘相对下降,下盘相对上升的断层叫正断层。断层面的倾角一般较
陡,多在45°以上。正断层后相当层间出现拉开的一段水平断距,正断层是在
张力或重力作用下形成的。正断层的规模有大有小,断距从小于1m到数百米;
断层线从数米到数百千米以上,一般比较平直。
2.逆断层上盘相对上升,下盘相对下降的断层叫逆断层。逆断层后相当层
间出现一段掩覆现象,即上盘掩盖下盘的现象,逆断层主要是在水平挤压力作用
下形成的。逆断层又可根据断层面的倾角分为:
(1)冲断层指高角度的(倾角大于45°)的逆断层,层线比较平直。
(2)覆构造如果规模巨大、断层面倾角平缓(一般小于30°)并呈波状起
伏、上盘沿断层面远距离推移(数千米至数万米),这样的逆掩断层称为推覆构
造,又称逆冲推覆构造或辗掩构造。大规模的逆掩断层或推覆构造所表现的突出
特征是:老岩层推覆在新岩层之上。这些盖在较新岩层之上的来自远处的老岩层,
称为外来岩块或推覆体;相对地停留在原地的岩层岩块,称为原地岩块或下伏岩
块。如果在推覆构造的上盘岩块中,由于差异侵蚀局部露出下盘的较新的原地岩
块,这种构造称为构造窗。相反,如果由于强烈侵蚀,上盘的外来岩块只局部残
留于较新的原地岩块之上,这种构造称为飞来峰。构造窗和飞来峰,在平面图上
都表现为和周围的岩层呈断层接触,构造窗表现为新岩层的周围都是老岩层,而
飞来峰则是老岩层的周围都是新岩层。
构造窗可以暴露下伏岩块的信息,可提供探矿和开采的有利条件。飞来峰则
常形成老岩层压在新岩层之上的孤立或峻拔山峰,如河北下花园鸡鸣山海拔
1200多米,就是中元古界白云质灰岩推覆在中生代侏罗纪煤系地层之上的一个
飞来峰。河南登封石门村附近也有一个飞来峰构造。
逆断层特别是逆掩断层及推覆构造,其形成与强烈的水平挤压作用有关。这
种断层的特点是:断层常与倒转褶皱、平卧褶皱等伴生;岩层受水平压力褶皱,
由倾斜、倒转、平卧到翼部(倒转翼)变薄而断裂,断层一般发生在倒转翼上;
推覆体盖在新岩层上,上下盘的相当层有很长一段距离的掩覆。如果在平面图上
看,断层线与褶曲轴的走向大体一致,故多为纵断层或走向断层。由于推覆构造
是因褶皱受侧压发展而来,故又称褶皱推覆构造。近年对于推覆构造的成因,又
提出另外新的认识,后面还要讲到。
3.平推断层指断层两盘沿着断层面在水平方向发生相对位移的断层,又叫
平移断层。实际上无论是正断层或逆断层,很多是斜向滑动的,如果其走向断距
大于倾斜断距,皆可归入平推断层一类。平推断层往往是在褶曲形成过程中在水
平剪切应力作用下产生的,断层走向常与褶曲轴垂直或斜交,断层面多近于直立。
4.枢纽断层前述各种断层,其两盘位移都是直线运动的,但有些断层运动
具有旋转性质,好像上盘围绕着一个轴作旋转运动,这样的断层叫枢纽断层或旋
转断层。两盘运动方式有两种情况,转轴位于断层的一端,其特点是在同一条断
层的不同地段其位移量不等;旋转轴位于断层的中间,其特点是除了位移量随断
层不同地段而变化外,还表现为在旋转轴的两侧,一侧为正断层,一侧为逆断层。
在自然界这种带有枢纽旋转性质的断层是屡见不鲜的。
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