断层
| 断层 |
|
中文名: 断层 外文名: fault 拼 音: duàn céng 属 性: 地质构造类型 主要成因: 构造运动 基本类型: 正断层、逆断层、平推断层 |
断层是地壳受力发生断裂，沿断裂面两侧岩块发生的显著相对位移的构造。断层规模大小不等，大者可沿走向延伸数百千米，常由许多断层组成，可称为断裂带；小者只有几十厘米。断层在地壳中广泛发育，是地壳的最重要构造之一。在地貌上，大的断层常常形成裂谷和陡崖，如著名的东非大裂谷。[1]
目录
基本情况
断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。
地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度，对岩石产生破坏作用导致岩层断裂错位。断层对地球科学家来说特别重要，因为地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因。科学家们相信：他们对断层机制研究越深入，就能越准确地预报地震，甚至控制地震。
断层要素
断层面：构成断层的破裂面，也就是断层两侧岩体沿之产生显著滑动位移的面。断层一般不是单个的面，而是由一系列的破裂面或次级断层所组成的带，即断层带或断裂带。
断层线：是指断层面与地面的交线，即断层面在地表的出露线，断层线延伸方向即是断层走向，延伸的消失点，称为断层的端点。
断盘：断层面两侧发生相对位移的岩体，称为断（层）盘。当断层面倾斜时，位于断层面上方的称为上盘，下方的称为下盘；当断层面近于直立时，则以方位相称，如东盘、西盘等；也可根据两盘相对移动的关系，把相对上升的称为上升盘，把相对下降的称为下降盘。
断距：断层两盘岩体沿断层面发生相对滑动的距离。断距的大小常常是衡量断层规模的重要标志，断距又分为总断距、水平断距及垂直断距。
断层分类
（1）按断层力学性质分类：①压性断层，由压应力作用形成，其走向垂直于主压应力方向，多呈逆断层形式，断面为舒缓波状，断裂带 宽大，常有断层角砾岩。②张性断层，在张应力作用下形成，其走向垂直于张应力方向，常为正断层，断层面粗糙，多呈锯齿状。③扭性断层，在剪应力作用下形成，与主压应力方向交角小于45°，常成对出现。断层面平直光滑，常有擦痕出现。
（2）按断层两盘相对运动关系分类：①正断层，上盘相对下降，下盘相对上升的断层。②逆断层，下盘相对下降，上盘相对上升的断层 。③平移断层，两盘岩体沿断层面走向作水平相对运动的断层。④枢纽断层，正、逆、平移断层的两盘相对运动都是直移运动。事实上，有许多断层常常有一定程度的旋转。
断盘的旋转有两种情况：一种是旋转轴位于断层的一端，表现为横过断层走向的各个剖面上的位移量不等；另一种是旋转轴部位于断层的端点，表现为旋转轴两侧的相对位移的方向不同，如一侧为上盘上升，而另一侧为上盘下降。
两种旋转均使两盘中岩层原来一致的产状不再平行一致。旋转量比较大的断层，可称为枢纽断层。
组合类型
断层可以单个孤立出现，但在一定范围内，往往成群出现。根据断层的组合方式，主要有下列类型：
（1）阶梯状断层和叠瓦状断层
若干条断层走向大致平行，倾向大体相同，上盘向同一方向呈阶梯状依次下降的断层组合类型，称阶梯状断层；若干条断层大致平行排列，逆冲方向大体一致，上盘依次上推，覆盖成叠瓦状的断层组合类型，称叠瓦状断层。
（2）地垒和地堑
地垒是指两侧断盘相对下降，中间断盘相对上升的断层组合形式；地堑是指两侧断盘相对上升，中间断盘相对下降的断层组合形式。在地 形上地垒常成为块状山地，如庐山以及天山山脉、阿尔泰山脉中的许多块状山地。地堑常成为盆地、谷地，如陕西省渭河谷地，欧洲的莱茵谷地。地垒和地堑有下列共同点：断层往往有两条以上，走向大体平行，大部分为正断层，但也有逆断层。地垒和地堑常常相伴出现。
（3）环状断层和放射状断层
若干个在平面上呈断续环状或放射状分布的断层组合形式称为环状断层或放射状断层。它由张应力作用形成，多为正断层。常见于穹窿构造、中心式火山、岩株的上覆岩层顶部。
认识标志
野外认识断层及其性质的主要标志是：①地层、岩脉、矿脉等地质体在平面或剖面上突然中断或错开。②地层的重复或缺失，这是断层走向与地层走向大致平行的正断层或逆断层常见的一种现象，在断层倾向与地层倾向相反，或二者倾向相同但断层倾角小于地层倾角的情况下，地层重复表明为正断层，地层缺失则为逆断层。③擦痕，断层面上两盘岩石相互摩擦留下的痕迹，可用来鉴别两盘运动方向进而确定断层性质。④牵引构造。断层运动时断层近旁岩层受到拖曳造成的局部弧形弯曲，其凸出的方向大体指示了所在盘的相对运动方向。⑤由断层两盘岩石碎块构成的断层角砾岩、断层运动碾磨成粉末状断层泥等的出现表明该处存在断层。此外还可根据地貌特征（如错断山脊、断层陡崖、水系突然改向）来识别断层的存在。
断层是常见的断裂构造，在寻找固体矿床，分析石油、天然气和地下水的运移和储集，评价大型工程地基稳定性以及监测和分析预报地震等方面，断层的研究具有重要的实际意义。
形成时代的确定
角度不整合法。在存在地层角度不整合区，可利用断层与同期变形的地层、褶皱的相互关系确定断层形成时期。断层形成于卷入同期变形地层（下伏地层）中最新地层之后、上覆未卷入同期变形地层中最老地层形成时代之前。
穿插法。利用断层和侵入体（岩体、岩脉）、矿脉穿插关系确定断层形成时期。若断层形成于侵入体之前，则可能被侵入体穿切；若断层形成于侵入体之后则可能穿切侵入体。通过确定侵入体和矿脉形成的时间，可以确定断层是形成于侵入体或矿脉之前还是之后。
组合法。利用断层和褶皱或者其他地质构造的组合关系确定断层形成时期。在同一构造应力场控制的构造活动期间所形成的褶皱、断裂之间存在有规律的几何关系和成因联系。确定了这些构造作用时期也可以推断断层的形成时间。
断层与地震
地壳中的断层密如织网。断层从较小的破裂一直到上千公里的断裂带，有各种不同的尺度和深度，缝合带是多条断层的聚合带。
晚第四纪以来有活动的断层称为活动断层。活动断层的活动常常是缓慢的，突然快速变动时便可产生地震。
1989年丁国瑜等将活断层的发展分为初始期、生长期、活跃期和衰亡期。
据中国地震信息网：地震是地球内部物质运动的结果。这种运动反映在地壳上，使得地壳产生破裂，促成了断层的生成、发育和活动。“有地震必有断层，有断层必有地震”，断层活动诱发了地震，地震发生又促成了断层的生成与发育，因此地震与断层有密切联系。
据甘肃省地震局：地震带与活动断层相辅相成、密不可分。①绝大多数强震震中分布于活动断层带内；②世界上破坏性地震所产生的地表新断层与原来存在的断层走向一致或完全重合；③在许多活动断层上都发现了古地震及其重要现象，重复的时间在几百年至上千年；④大多数强震的极震区和等震线的延长方向与当地断层走向一致；⑤震源力学分析得出，震源错动面产生状态大部分和地表断层一致。总之，地震带与活动断层有着成因上的密切联系，活动断层的作用又是产生地震和地震带分布的根本因素。