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1、实习七实习七 断层地区地质读图并求断距断层地区地质读图并求断距 一、目的要求一、目的要求 (1)(1)在地质图上分析断层在地质图上分析断层 (2)(2)在地形地质图上求断层产状及断距。在地形地质图上求断层产状及断距。 二、说明二、说明 (一一) )断层发育区地质特征的概略分析断层发育区地质特征的概略分析 分析该区出露的地层,建立地层层序:分析该区出露的地层,建立地层层序: 判定不整合接触的时代;判定不整合接触的时代; 研究新、老地层分布及产状,确定区内褶皱形态和研究新、老地层分布及产状,确定区内褶皱形态和 轴向以及断层发育状况。轴向以及断层发育状况。 (二二)断层性质的分析断层性质的分析 1.
2、断层面产状的判定断层面产状的判定 断层线是断层面在地面的出露线。断层线是断层面在地面的出露线。 因此它和倾斜岩层的露头线一样,因此它和倾斜岩层的露头线一样, 可根据其在地形地质图上的可根据其在地形地质图上的“V字字 形,用作图法求出断层面的产状。形,用作图法求出断层面的产状。 图图4-37中断层线在河谷中成指向下中断层线在河谷中成指向下 游的游的“v”字形,说明断层倾向南西。字形,说明断层倾向南西。 通过作图求得断层产状是通过作图求得断层产状是2300 400。 2两盘相对位移的判定:两盘相对位移的判定:断层两盘相对升降、平移并经侵蚀夷平后,如两断层两盘相对升降、平移并经侵蚀夷平后,如两 盘处
3、于等高的平面上,则露头和地质图上一般表现出以下规律:盘处于等高的平面上,则露头和地质图上一般表现出以下规律: (3) (3)倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时,如倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时,如 果地质图上地层界线或褶皱轴迹发生错动,那么果地质图上地层界线或褶皱轴迹发生错动,那么 它既可以是正它既可以是正( (或逆或逆) )断层造成的也可以是平移断层造成的也可以是平移 断层造成的,这时应参考其它特征来确定其相对断层造成的,这时应参考其它特征来确定其相对 位移方向。若是由正位移方向。若是由正( (或逆或逆) )断层造成的地质界线断层造成的地质界线 错移,则岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘错移
4、,则岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘 为上升盘;若是褶皱,则向轴面倾斜方向移动的为上升盘;若是褶皱,则向轴面倾斜方向移动的 一盘为上升盘。一盘为上升盘。 3.断层性质确定:断层性质确定: 确定了断层面产状和确定了断层面产状和 断层相对位移方向,断层相对位移方向, 就可确定断层的性就可确定断层的性 质如图质如图4-37中,断中,断 层的走向与被断地层层的走向与被断地层 的走向一致,为走向的走向一致,为走向 断层,断层面倾向南断层,断层面倾向南 西,与被断地层倾向西,与被断地层倾向 相反,南西盘相反,南西盘(上盘上盘)地地 层相对较新,为下降层相对较新,为下降 盘,所以是一条上盘盘,所以是一条上
5、盘 下降的正断层。下降的正断层。 (三三)断距的测定断距的测定 在大比例尺地形地质图上,如果两盘岩层产状稳定,且两盘地层产状未变,在垂在大比例尺地形地质图上,如果两盘岩层产状稳定,且两盘地层产状未变,在垂 直岩层走向方向上可以求出以下各种断距:直岩层走向方向上可以求出以下各种断距: (1)测定铅直地层断距:测定铅直地层断距:断层两盘同一层面的铅直距离即铅直地层断距断层两盘同一层面的铅直距离即铅直地层断距(图图4-38的的hg)。 在地质图上求铅直地层断在地质图上求铅直地层断 距时,只要在断层任一盘距时,只要在断层任一盘 上作某一层面某一高程的上作某一层面某一高程的 走向线,延长穿过断层线走向线
6、,延长穿过断层线 与另一盘的同一层面相交,与另一盘的同一层面相交, 此交点的标高与该走向线此交点的标高与该走向线 之间的标高差即为铅直地之间的标高差即为铅直地 层断距。如图层断距。如图4-39,在断层,在断层 东南盘泥盆系顶面作东南盘泥盆系顶面作300m 高程走向线高程走向线AB,延长过断延长过断 层线,使之与另一盘同一层线,使之与另一盘同一 层面相交于层面相交于G点,点,G点标高点标高 为为250m,AG代表断层西盘代表断层西盘 泥盆系顶面泥盆系顶面250m高程的走高程的走 向线,与东盘向线,与东盘300m走向线走向线 AB间高差为间高差为50m,即为断即为断 层的铅直地层断距。层的铅直地层
7、断距。 读图并求断距读图并求断距 (2)测定水平地层断距:测定水平地层断距: 如图如图4-38在垂直岩层走向的在垂直岩层走向的 剖面上,过断层两盘同一层剖面上,过断层两盘同一层 面上等高的面上等高的h、f两点间的水平两点间的水平 距离距离(hf)即为水平地层断距。即为水平地层断距。 在地质图的断层两盘分别绘在地质图的断层两盘分别绘 出同一层面等高的两条走向出同一层面等高的两条走向 线,两走向线间的垂直距离线,两走向线间的垂直距离 即为水平地层断距。如图即为水平地层断距。如图4-39 地形地质图上,断层上盘泥地形地质图上,断层上盘泥 盆系顶面盆系顶面300m走向线与下盘走向线与下盘 泥盆系顶面泥
8、盆系顶面300m高程走向线高程走向线 之间的垂直距离为之间的垂直距离为lcm,按该按该 图比例尺图比例尺(1:50000)计算出该断计算出该断 层的水平地层断距为层的水平地层断距为500m。 (3)求地层断距:求地层断距: 如图如图4-38地层断距地层断距ho=hg*cosa或或hohf*sina,用作图法求得用作图法求得hg或或hf之之 后,可按上式计算求出地层断距。后,可按上式计算求出地层断距。 必须注意!必须注意! 上述断距的测定,上述断距的测定, 是以岩层被错断是以岩层被错断 后两盘的岩层产后两盘的岩层产 状未变为前提条状未变为前提条 件,即以沿断层件,即以沿断层 面没有发生旋转面没有
9、发生旋转 为条件。为条件。 (四四)断层时代的确定断层时代的确定 (1)根据角度不整合接触关系确定断层时代:根据角度不整合接触关系确定断层时代: 断层一般发生在被其错断的最新地层之断层一般发生在被其错断的最新地层之 后,而在未被错断的上覆不整合面以上的最后,而在未被错断的上覆不整合面以上的最 老地层之前。老地层之前。 (2)根据与岩体或其它构造的切割关系确定根据与岩体或其它构造的切割关系确定 断层时代:断层时代: 被切割者的时代相对较老。被切割者的时代相对较老。 D D C C P P T T2 2 J J C C D D P P P P C C D D J J K K (五五)断层的描述:断
10、层的描述:断层描述内容一般包括断层描述内容一般包括 断层名称断层名称(地名地名+断层类型,或用断层编号断层类型,或用断层编号)、 位置、延伸方向、通过的主要地点、延伸长位置、延伸方向、通过的主要地点、延伸长 度、断层面产状、断层两盘出露的地层及其度、断层面产状、断层两盘出露的地层及其 产状、以及地层重复、缺失和地质界线错开产状、以及地层重复、缺失和地质界线错开 等特征;等特征;还包括两盘相对位移方向和断距的还包括两盘相对位移方向和断距的 大小;大小;断层与其它构造的关系;断层的形成断层与其它构造的关系;断层的形成 时代及力学成因等。时代及力学成因等。 以金山镇地区地质图西部的纵断层为例,描述如
11、下:以金山镇地区地质图西部的纵断层为例,描述如下: 奇峰奇峰-雨峰纵向逆冲断层位于奇蜂和雨峰之东侧近山脊雨峰纵向逆冲断层位于奇蜂和雨峰之东侧近山脊 处,断层走向北东一南西,两端分别延出图外,图内全长约处,断层走向北东一南西,两端分别延出图外,图内全长约 18km。断层面倾向北西,倾角断层面倾向北西,倾角20-30,上盘,上盘(即上升盘即上升盘)为组为组 成奇峰成奇峰-雨峰背斜的石炭系各统地层,下盘雨峰背斜的石炭系各统地层,下盘(即下降盘即下降盘)为下二为下二 叠统和上石炭统地层构成不完整向斜。上升盘的石炭系各统叠统和上石炭统地层构成不完整向斜。上升盘的石炭系各统 地层逆冲于下二叠统和上石炭统地
12、层之上,地层断距约地层逆冲于下二叠统和上石炭统地层之上,地层断距约 800m。断层走向与褶皱轴向一致,为一纵向断层。断层中断层走向与褶皱轴向一致,为一纵向断层。断层中 部为两个较晚期的横断层所错断,断层形成时代与同方向、部为两个较晚期的横断层所错断,断层形成时代与同方向、 同性质的桑园同性质的桑园-五里河逆冲断层等相同,即在晚三叠世五里河逆冲断层等相同,即在晚三叠世(T3)之之 后,早白垩世后,早白垩世(K1)之前。两条断层构成叠瓦式。之前。两条断层构成叠瓦式。 三、作业三、作业 (1)分析望洋岗地形地质图分析望洋岗地形地质图(附图附图10),并判,并判 别断层性质;别断层性质; (2)求断层
13、面产状;求断层面产状; (3)判别断层两盘相对运动方向判别断层两盘相对运动方向,求断距;求断距; (4)确定断层形成时代确定断层形成时代; (5)分析断层形成的应力方向。分析断层形成的应力方向。 求断层产状要素求断层产状要素 求两盘岩层产状要素求两盘岩层产状要素 求水平地层断距求水平地层断距 求地层断距求地层断距ho 根据根据hohfsin即得即得 hfhf 在望洋岗地形地质图上,白垩系底界以角度不整合覆盖在下伏地层之上,在望洋岗地形地质图上,白垩系底界以角度不整合覆盖在下伏地层之上, 以此角度不整合界面把图区分为下构造层和上构造层。下构造层由石炭系、以此角度不整合界面把图区分为下构造层和上构
14、造层。下构造层由石炭系、 二叠系和三叠系组成,上构造层由白垩系、下第三系和上第三系组成。二叠系和三叠系组成,上构造层由白垩系、下第三系和上第三系组成。 下构造层的石炭系、二叠系和三叠系组成一个下构造层的石炭系、二叠系和三叠系组成一个NE-SWNE-SW延伸的向斜构造,延伸的向斜构造, 向斜的核部是三叠系,向斜的枢纽近水平,向斜的核部是三叠系,向斜的枢纽近水平,SESE翼较陡,翼较陡,NWNW翼较缓,轴面向翼较缓,轴面向SESE 倾斜。倾斜。 上构造层的白垩系、下第三系和上第三系组成一个向上构造层的白垩系、下第三系和上第三系组成一个向NEENEE方向倾斜的单方向倾斜的单 斜构造,在单斜构造形成之
15、后,下构造层和上构造层均被一条斜构造,在单斜构造形成之后,下构造层和上构造层均被一条NW-SENW-SE向的逆向的逆 断层截切。断层截切。 望洋岗地形地质图反映的地质演化:从石炭纪至三叠纪,图区以稳定沉望洋岗地形地质图反映的地质演化:从石炭纪至三叠纪,图区以稳定沉 降为主,沉积了一套页岩降为主,沉积了一套页岩- -碳酸盐岩建造。三叠纪末(或侏罗纪初),图区碳酸盐岩建造。三叠纪末(或侏罗纪初),图区 受到从受到从SESE向向NWNW方向的挤压作用,导致石炭系、二叠系和三叠系被褶皱,形成方向的挤压作用,导致石炭系、二叠系和三叠系被褶皱,形成 NE-SWNE-SW向的向斜。三叠纪末(或侏罗纪初)的挤
16、压作用还使图区褶皱抬升,向的向斜。三叠纪末(或侏罗纪初)的挤压作用还使图区褶皱抬升, 使图区在侏罗纪期间处于不利于沉积的环境,图区因此缺失侏罗系。白垩纪使图区在侏罗纪期间处于不利于沉积的环境,图区因此缺失侏罗系。白垩纪 初,图区的东部开始沉降,并依次接受了白垩系、下第三系和上第三系碎屑初,图区的东部开始沉降,并依次接受了白垩系、下第三系和上第三系碎屑 岩建造。新第三纪末,图区受到从岩建造。新第三纪末,图区受到从NENE向向SWSW方向的挤压作用,导致白垩系、下方向的挤压作用,导致白垩系、下 第三系和上第三系被掀斜,形成向第三系和上第三系被掀斜,形成向NEENEE方向倾斜的单斜构造,同时还导致图
17、方向倾斜的单斜构造,同时还导致图 区发育区发育NE-SWNE-SW向的逆断层,该逆断层截切了下构造层中的向斜构造和上构造向的逆断层,该逆断层截切了下构造层中的向斜构造和上构造 层中的单斜构造。层中的单斜构造。 引导引导分析望洋岗地形地质图分析望洋岗地形地质图 提示:提示:在望洋岗地形地质图上判断断层的性质在望洋岗地形地质图上判断断层的性质 可以分三步进行可以分三步进行: 1. 1. 判断该断层是倾滑断层,不是走滑断层。在图的西北判断该断层是倾滑断层,不是走滑断层。在图的西北 角,由石炭系、二叠系和三叠系组成了一个角,由石炭系、二叠系和三叠系组成了一个NE-SWNE-SW走向的向斜。走向的向斜。 现在用排除法确定该断层不是走滑断层。假定该断层是走滑现在用排除法确定该断层不是走滑断层。假定该断层是走滑 断层,那么很容易根据向斜两翼被错断情况判断出该断层既断层,那么很容易根据向斜两翼被错断情况判断出该断层既 是左行走滑断层,又是右行走滑断层,这是不可能的,所以是左行走滑断层,又是右行走滑断层,这是不可能的,所以 该断层不是走滑断层,是一条倾滑断层。该断层不是走滑断层,是一条倾滑断层。 2.2.根据根据“V V”字形法则判断断面倾向。在望洋岗一带,根字形法则判断断面倾向。在望洋岗一带,根 据地形等高线与断层线的弯曲
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