下列断层分类中,不是按断层上下盘相对移动的方向分类的是( )。
A 、正断层
B 、逆断层
C 、走向断层
D 、平行断层
【正确答案:C】
断层的分类是一个涉及因素较多的问题。它涉及地质背景、运动方式、力学机制和几何关系等因素,因此有不同的断层分类。现在只对目前常用的分类加以介绍。
(一)按断层与有关构造的几何关系分类
根据断层产状和所在岩层产状的关系,可将断层分为走向断层、倾向断层、斜向断层和顺层断层(图7-4)。
根据断层正向与褶皱轴向的关系,可将断层分为纵断层、横断层和斜断层(图7-5)。
(二)按断层两盘相对运动方向分类
◎正断层(normal fault):是上盘相对下盘向下滑动的断层。正断层一般较陡,其断层面倾角多在45°~90°之间。有一些正断层面的产状基本一致,呈板形另外一些正断层面上陡下缓,呈铲形(图7-6)。正断层带内岩石破碎相对不太剧烈,角砾岩多带棱角,通常没有强烈挤压形成的复杂小褶皱等现象。
◎逆断层(reverse fault):是上盘相对下盘向上滑动的断层。断层面倾角大于45°的逆断层称为高角度逆断层,断层面倾角小于45°的逆断层称为低角度逆断层,也称逆掩断层(overthrust fault)。
图7-4 根据断层产状和岩层产状关系的断层分类示意图
图7-5 地质图中的断层
图7-6 正断层的剖面形态
逆掩断层的断层面平缓,以30°左右常见。断层规模越大,推移距离越远,断面倾角也越平缓,有时断层面生波状起伏。逆掩断层常呈现出强烈的挤压破碎现象,形成角砾岩、破裂岩等构造岩。顺逆掩断层还常出现劈理化、节理化、剪切带和各种复杂揉皱。逆掩断层带两侧岩层常强烈褶皱变形。
推移距离在10km以上,倾角极其平缓的巨大逆掩断层称为推覆构造(nappe)(图7-7),也称推覆体或逆掩构造。推覆构造的上盘是由远处推移而来,称为外来岩块,下盘称为原地岩块。在剥蚀作用下,部分外来岩块可被剥蚀掉,局部地区露出原地岩块。这种由上盘岩块环绕、四周以断层线为界的下盘局部露头,称为构造窗(fenster)(图7-8)。在强烈的剥蚀作用下。外来岩块被大面积剥蚀,仅局部有残留。这种四周被断层环绕、孤立于大片下盘岩块之上的小片上盘岩块,称为飞来峰(klippe)(图7-8)。
◎平移断层(strike-slip fault):是两盘顺断层面走向相对移动的断层。根据两盘相对移动方向,平移断层有右行(右旋)和左行(左旋)之分。当顺断层走向观察时,若右盘向观察者移动,则是右行平移断层若左盘向观察者移动,则是左行平移断层(图7-9)。
图7-7 四川彭县逆冲推覆构造
图7-8 构造窗和飞来峰的形成发育过程(A→C)(据MattauerM.,1980)
图7-9 平移断层
断层两盘通常是不完全顺断层面倾斜或沿走向滑动,而是斜交断层面走向滑动,因此断层常同时具有正或逆和平移性质,故常对断层采用组合命名,即平移-正断层、平移-逆断层、逆-平移断层(图7-10)。
此外,还可以对断层作复合命名,如纵向逆断层、横向正断层等。
正、逆、平移断层的两盘相对运动都是直线运动,事实上许多断层常常有一定程度的旋转运动。断层的旋转有两种情况: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一种是旋转轴位于断层的中点,表现为旋转轴两侧的位移的方向不同。如一侧为上盘上升,而另一侧为上盘下降。对于旋转量较大的断层可称为枢纽断层(图7-11)。
根据断层两盘的相对运动,可将断层分为以下几类(图6-3)。
图6-3 按断层两盘相对运动划分的断层和组合性命名
(据M.Mattauer,1980)
1—正断层;
2、—逆断层;
3、—平移断层;
4、—正-平移断层;
5、—逆-平移断层
正断层 正断层的上盘沿断层面相对向下滑动;下盘则相对向上滑动。
逆断层 逆断层的上盘沿断层面相对向上滑动;下盘则相对向下滑动。
平移断层 平移断层的两盘顺断层面走向相对移动。规模巨大的平移断层通常称为走向滑动断层。
断层两盘往往不是完全顺断层面倾斜或走向相对滑动,而是沿与其呈斜交的方向滑动,于是断层常兼具正、逆和平移的过渡性质。这类断层一般采用组合命名,称之为平移-逆断层、逆-平移断层、平移正断层和正-平移断层。根据习惯,组合命名的后者表示该断层的主要运动分量。
图6-4是一条断层的下盘,两条虚线分别代表断层的走向线和倾斜线,MM和NN分别代表与断层走向线和倾斜线成45°的斜线,箭头示上盘滑动方向,凡断层滑动线的侧伏角在80°以上的断层,属正(或逆)断层,如图中OA至OB范围内的断层。凡侧伏角在10°以下的断层,属平移断层,如图中OE至OF范围的断层。凡侧伏角在45°~80°之间的断层,属平移-正(或逆)断层,如图中OB至OM或OA至ON范围的断层。凡侧伏角在10°~45°之间的断层,属正(或逆)平移断层,如图中OE至OM或OF至ON范围的断层。
此外,还可有其他的复合命名,如纵向逆断层、横向正断层等。
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运动。断盘的旋转有两种,一种是旋转轴位于断层的一端(消失端),表现为横过断层走向的各个剖面上的位移量不等;一种是旋转轴不位于断层的端点,表现为旋转轴两侧的相对位移的方向不同,如一侧为上盘相对上升,而另一侧则为上盘相对下降。
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,称为枢纽断层(图6-5)。
图6-4 根据断层两盘滑动线的侧伏角的断层命名
图6-5 两种旋转的枢纽断层
断层分类涉及地质背景、运动方式、力学成因以及各种几何关系等因素。下面叙述常见的断层分类。
一、断层与有关构造的几何关系分类
(一)根据断层走向与岩层走向的关系划分(图6-6)
(1)走向断层(F1):断层走向与岩层走向基本平行。
(2)倾向断层(F2):断层走向与岩层走向基本垂直。
(3)斜向断层(F3):断层走向与岩层走向斜交。
图6-6 断层走向与岩层走向关系块段图
(二)按断层走向与褶皱轴向或区域构造线之间的几何关系划分(图6-7)
(1)纵断层(F1):断层走向与褶皱轴向或区域构造线基本平行。
(2)横断层(F2):断层走向与褶皱轴向或区域构造线基本垂直。
(3)斜断层(F3):断层走向与褶皱轴向或区域构造线斜交。
图6-7 断层走向与褶皱轴向关系图
二、断层两盘按相对运动的关系分类
(1)正断层:断上盘沿断层面向下相对位移的断层(图6-8A)。
(2)逆断层:断上盘沿断层面向上相对位移的断层(图6-8B)。
根据断层面倾角大小,分为高角度(倾角>60°)逆断层,称为冲断层;低角度(倾角<45°)逆断层,称为逆掩断层;若倾角<20°的逆断层则称为辗掩断层。
(3)平移断层:断层两盘沿断层面走向相对移动的断层(图6-8C)。其中规模巨大的平移断层称为走向滑动断层,简称走滑断层。
图6-8 根据断层两盘相对运动划分及组合模式示意图
自然界中大多数断层不是完全顺断层面倾斜或走向相对滑动,而是沿断层面斜交的方向滑动,产生众多的其他各类断层,如正-平移断层、逆-平移断层、平移-正断层、平移-逆断层。
如图6-9是一断层的断下盘,其MM和NN分别代表断层滑动线的侧伏角为45°,AB区间代表断层滑动线的侧伏角在80°~90°之间,在该区间运动的断层称为正断层和逆断层,EF区间代表断层滑动线的侧伏角在0°~10°之间,在该区间运动的断层称为平移断层;图中AN与BM区间其断层滑动线的侧伏角在45°~80°之间,该区间运动的的断层称为平移-正(或逆)断层,图中FN和EM区域,其断层滑动线侧伏角在10°~45°之间,该断层称为正(或逆)-平移断层。
图6-9 断层复合命名示意图
(4)枢纽断层:是指以断层面上任意一点为中心做旋转运动(位移)的断层。该断层的特点是断盘上任意点的位移量均是不同的,且与旋转中心距离成正比。当旋转中心(轴)位于断层一端时,表现为横过断层走向的各个剖面的位移量不等(图6-10A);当旋转中心(轴)位于断层中心时,表现为旋转中心(轴)两侧的相对位移不同,且一侧的断上盘上升表现为逆断层,另一侧断上盘下降表现为正断层(图6-10B)。
图6-10 枢纽断层块段示意图