工程地質

斷層兩盤運動方向的確定方法

  斷層在一定階段的活動性質常常具有相對穩定性,這種運動總會在斷層面上或其兩盤留下一定的痕跡,這些遺跡或伴生現象就成為分析判斷斷層兩盤相對運動的主要依據。但同時斷層運動是復雜的,一條斷層常常經歷了多次脈沖式滑動,因此,在分析并確定兩盤相對運動時,應充分考慮其復雜多變性。
 
  l、根據兩盤地層的新老關系
 
  分析兩盤中地層的相對新老,有助于判斷兩盤的相對運動。對于走向斷層,上升盤一般出露老巖層,或老巖層出露盤常為上升盤。但是,如果地層倒轉,或斷層傾角小于巖層傾角,則老巖層出露盤是下降盤。如果兩盤中地層變形復雜,為一套強烈壓緊的褶皺,那么,就不能簡單地根據兩盤直接接觸的地層新老而判定相對運動。如果橫斷層切過褶皺,對背斜來說,上升盤核部變寬,下降盤核部變窄,對于向斜,情況剛好相反。
 
  2、牽引構造
 
  斷層兩盤緊鄰斷層的巖層,常常發生明顯的弧形彎曲而形成牽引褶皺,并且以褶皺的弧形彎曲的突出方向指示本盤的運動方向。一般說來,變形越強烈,牽引褶皺越緊閉。為了準確進行判斷,應在平面上和剖面上同時進行觀察,并結合斷層兩盤相對運動的其他特征,做出斷層兩盤相對運動向的適當結論。
 
  3、擦痕和階步
 
  擦痕和階步是斷層兩盤相對錯動在斷層面上因磨擦等作用而留下的痕跡。擦痕表現為一組比較均勻的平行細紋。在硬而脆的巖石中,擦面常被磨光和重結晶,有時附以鐵質、硅質或碳酸鹽質等薄膜,以致光滑如鏡稱為磨擦鏡面。
 
  擦痕有時表現為一端粗而深,一端細而淺。由粗而深端向細而淺端一般指示對盤運動方向。如用手指順擦痕輕輕撫摸,可以感覺到順一個方向比較光滑,相反方向比較粗糙,感覺光滑的方向指示對盤運動方向。
 
  在斷層滑面上帶有與擦痕直交的微細陡坎,這種微細陡坎稱為階步,階步的陡坎一般面向對盤的運動方向。在斷層滑動面上有時可看到一片片纖維狀礦物晶體,如纖維狀石英、纖維狀方解石以及綠簾石、葉臘石等等。它們是在兩盤錯動過程中,在相鄰兩盤逐漸分開時生長的纖維狀晶體,這類纖維狀結晶稱為擦抹晶體,許多擦痕實質上就是十分細微的擦抹晶體。當斷層面暴露時,各纖維晶體常被橫向張裂隙拉斷而形成一系列微小階梯狀斷口,陡坎指示對盤運動方向。
 
  階步有正階步和反階步之分。一般說,在野外區分正階步和反階步可依據以下兩點判別:第一,正階步的眉峰帶常成弧形彎轉,而反階步的眉峰常常成棱角直切;笫二,如果階步有擦抹礦物或在眉峰部位有壓碎現象則常是正階步。
 
  4、羽狀節理
 
  在斷層兩盤相對運動過程中,在斷層一盤或兩盤的巖石中常常產生羽狀排列的張節理和剪節理。這些派生節理與主斷層斜交,交角的大小因派生節理的力學性質不同而有差異。羽狀張節理與主斷層常成45°相交,羽狀張節理與主斷層所交銳角指示節理所在盤的運動方向。
 
  斷層派生的節理除羽狀張節理外,還可能有兩組剪節理,一組與斷層面成小角度相交,交角一般在15°以下,即內摩擦角的一半;另一組與斷層成大角度相交或直交。小角度相交的一組節理,與斷層所交銳角指示本盤運動方向。斷層派生的兩組剪節理產狀較不穩定,或枝斷層兩盤錯動而破壞,所以不易用來判斷斷層兩盤的相對運動。
 
  5、斷層兩側小褶皺
 
  由于斷層兩盤的相對錯動,斷層兩側巖層有時形成復雜的緊閉小褶皺。這些小褶皺軸面與主斷層常成小角度相交,所交銳角指示對盤運動方向。
 
  6、斷層角礫巖
 
  如果斷層切割并挫碎某一標志性巖層或礦層,根據該層角礫在斷層面上的分布可以推斷斷層兩盤相對位移方向。
 
  有時斷層角礫成規律性排列,這些角礫變形的XY面與斷層所夾銳角指示對盤運動方向。
 
  根據斷層面產狀和兩盤相對滑動;可以確定斷層的性質。