本文选自《普通地质学》（第三版·彩色版）舒良树 编
以下文字和图片均摘自第八章
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以下文字和图片均摘自第八章
断裂是岩石的破裂，是岩石的连续性受到破坏的表现。当作用力的强度超过岩石的强度时，岩石就要发生断裂。断裂是构造变形的另一直观反映。
断裂包括断层与节理两类：节理内容稍后介绍。岩石破裂，并且沿破裂面两侧的岩块有明显相对滑动移位者，称为断层。
断层的几何要素
包括断层面、断层盘、断层滑距等（图8-16）。
断层面 分隔两个岩块并使其发生相对滑动的面。断层面有的平坦光滑，有的粗糙，有的略呈波状起伏。断层面的走向、倾向与倾角，称为断层面的产状要素。
图8-16 断层的要素
ABCDE—断层面；1，2—断层盘：1 为下盘，2 为上盘（图中为下降盘）；AA′—滑距
断层盘 被断开的两部分岩块，其中位于断层面之上的，称为上盘岩块；位于断层面以下的，称为下盘岩块。相对上升者称为上升盘，相对下降者称为下降盘。上盘和下盘都可以是上升盘或下降盘。如果断层面直立，就分不出上、下盘。如果岩块做水平滑动，就分不了上升盘和下降盘。
断层滑距 断层两盘相对移动的距离。它有不同的度量方法。断层两盘相当的点（在断层面上的点，未断裂前为同一点），因断裂而移动，其两点的直线距离，称为滑距，代表真位移，如图8-16中的AA′。它可以分解为沿水平方向的真位移及沿垂直方向的真位移。断层两盘中相当层（未断裂前为同一层）因断裂而在剖面图或平面图中表现出来的移动距离，称为断距或断层落差，代表视位移。
断层产状与地层产状并不完全相同，断层形成后受外力侵蚀的状况比较复杂，所以视位移不一定等于真位移。
断 层 命 名
（1）按断层两盘相对滑动方向，可分为：
正断层上盘向下滑动，两侧相当的岩层相互分离（图8-17B，图8-18）。
逆断层上盘向上滑动，可掩覆于下盘之上（如图8-17C，图8-19）。若逆断层中断层面倾斜平缓，倾角<25°，则称为逆掩断层（图8-20）。
图8-17 三种断层示意图
走滑断层也称平移断层。被断的岩块沿陡立的断层面做水平滑动（图8-17D）。根据相对滑动方向，可分为左旋与右旋两类：观察者位于断层一侧，对侧向左滑动者称为左旋，对侧向右滑动者称为右旋。
断层如兼有两种滑动性质，可复合命名，如走滑－逆断层，逆－走滑断层。前者表示以逆断层为主兼有走滑断层性质，后者表示以走滑断层为主兼有逆断层性质。
（2）根据断层走向与被断岩层走向（或区域性岩层走向）的几何位置关系，可分为：
走向断层断层走向与岩层走向平行。若断层走向与区域性岩层走向平行，则称纵断层。
倾向断层 断层走向与岩层走向垂直。若断层走向与区域性岩层走向垂直，则称横断层。
斜向断层断层走向与岩层走向斜交。若断层走向与区域性岩层走向斜交，则称斜断层。
图8-18 正断层（南京大石碑）（舒良树摄）
图8-19 逆断层（新疆哈密三道岭）（舒良树摄）
（3）根据断层的组合形式，可分为地垒与地堑（图8-21）：
地垒是倾斜面相背的两个正断层所夹持的共同下盘（上升盘）岩块，常为山岭。地堑是倾斜面相向的两个正断层所夹持的共同上盘（下降盘）岩块，常为谷地。例如，江西的庐山是地垒；山西的汾河及渭河河谷是地堑，称汾渭地堑。国外著名的有东非地堑、莱茵河谷地堑等。
图8-20 逆掩断层
图8-21 地垒与地堑
（4）特殊类型的断层
低角度正断层原先认为正断层必须沿高角度倾斜面（>60°）才能形成。然而，在北美西部科迪勒拉山东侧的盆岭省，发现广泛存在大型低角度正断层（Wernicke, 1981）。随后又在欧洲、亚洲许多地区的岩层中发现大型低角度正断层。后来研究证明这是一种普遍的地质构造现象。但是，低角度正断层的形成无法用经典的破裂理论来解释。国际上曾发表过不少专家的研究成果，试图解释其成因机制，但都存在明显缺陷，因此成为全球构造地质学界的一大困惑。我国学者郑亚东经过十多年研究，提出了最大有效力矩准则的成因解释，定义其最大力矩位于主压应力轴的55°方向上，即最大压应力对着共轭剪切夹角的钝角方向（Zheng et al., 2004）。该准则可以解释大型低角度正断层和高角度逆断层的形成，并得到野外证据和实验结果的检验。
断层的规模
断层的规模或以其切割的深度，或以其延展的长度，或以其两侧岩块位移的距离为量度标准。三者之间常有密切关系。一般来说，断层切割愈深者，其延展愈长，并且位移量愈大。
断层的切割深度一般由几米到几千米，最深可切割到地幔顶部。断层长度一般由几米到数万米，最长达千余千米，甚至更长。岩块位移幅度一般由几米到数万米，最大可大于数十万米。如美国西部圣安德烈斯断层右旋走滑量达800km。切割深（达地壳底层或更深）、延伸远（达数万米以上）的断层，称为深断裂。
在逆掩断层中，其上盘位移距离达数千米以上者，称为推覆体（nappe）。发育大规模逆掩断层的构造类型，称为推覆构造。
判识断层的存在及其形成年代
（1）擦痕、镜面和阶步断层面上平行而密集的沟纹，称为擦痕（图8-22）；平滑而光亮的表面，称为镜面。它们都是断层两侧岩块滑动摩擦所留下的痕迹。断层面上往往还有垂直于擦痕方向的小陡坎，其陡坡与缓坡连续过渡者，称为阶步（图8-23）。如果陡坡与缓坡不连续，其间有与缓坡方向大致平行的裂缝（图8-24A），或有呈较大交角的裂缝隔开者（图8-24B），称为反阶步。它们都是岩块运动时受到阻力而产生的。擦痕、镜面、阶步、反阶步均是断层滑动的证据。
图8-22 擦痕
图8-23 阶步及其指示的断层动向
图8-24 反阶步的两种类型及其指示的断层动向
擦痕的方向平行于岩块的运动方向。阶步中从缓坡到陡坡的方向（陡坡的倾向）指示上盘岩块的运动方向，反阶步中陡坡的倾斜方向指示本盘岩块的运动方向。
（2）拖曳褶皱断层两侧岩层受断层错动影响所发生的变薄和变弯曲。因断层性质和滑动方向不同，拖曳褶皱具有不同形态，根据其形态能判断断层的运动方向（图8-25）
图8-25 拖曳褶皱的形态与断层滑动的关系（剖面）
（3）断层角砾岩与磨砾岩断层两侧的岩石在断裂时被破碎，碎块经胶结而成的岩石称为断层角砾岩与磨砾岩。前者碎块为棱角状（图8-26A），其大小不一，常见于正断层中；后者碎块圆滑（图8-26B），常呈拉长状、透镜状，乃至浑圆状，显示它们遭受过旋转摩擦与滚动，常见于逆断层或平移断层。因碎块来自断层两侧岩石，故仔细追索其中某种成分碎块的分布，有助于推断断层的动向。
图8-26 断层角砾岩（A）与断层磨砾岩（B）
（4）断层泥断层两侧岩石因断裂作用，先破碎后研磨而形成的泥状物质。常与断层磨砾岩共生。
（5）密集节理断层面的发育常受先成节理的控制，所以断层面两侧往往有先存节理。它在近断层处密集，离开断层逐渐变稀以致消失。这种节理的方向大致与断层面平行。
（6）地质体错断岩层、矿层等地质体沿走向突然错断，以致不同地质体或同一地质体的不同部分相互接触。此种错动关系可用以辨认倾滑断层或走滑断层的相对滑动方向。
（7）地层的重复与缺失走向断层能破坏地层的层序，造成地面上某些地层重复出现或缺失（表8-1）。走向断层造成的地层重复是非对称式重复，其表现形式很多。
表8-1 由断层作用引起的地层重复与缺失
图8-27 是正断层引起地层重复与缺失的两种形式。
图8-27 正断层引起的地层重复和缺失的两种情况
（8）地形证据 由断层两侧岩块的差异性升降而形成的陡崖，称为断层崖（图8-28）。如正断层横切一系列平行的山脊，其上升盘的山脊便展现出三角形的横切面，称为断层三角面（图8-29）。两个断层三角面之间的沟谷谷底常明显高出上盘断块所构成的地面，该沟谷称为断层悬谷。断层崖、断层三角面以及断层悬谷是断层在晚近时期活动的证据，属于新构造运动的产物。
（9）泉水出露及矿化现象 断层是地下水或矿液的通道，故沿断层延伸地带常能见到一系列泉水出露或矿化现象。
图8-28 断层崖
图8-29 断层三角面山（新疆库鲁克塔格）（舒良树摄）
断层发生年代的确定
其基本原则是：断层发生的年代晚于被断层切割的最新地层的年代，早于覆盖在断层之上未受其切割的最老地层的年代。如图8-30 所示，断层的形成年代应为二叠纪与三叠纪之间。
图8-30 断层与地层的切割关系
指示断层形成年代在二叠纪（P）与三叠纪(T) 之交
研究断层的意义
研究断层对找矿、找地下水、找油气以及水利工程建设都非常重要。因为断层是矿液的通道，控制了矿体的形成和赋存部位；断层也可以破坏已形成的矿体，只有根据断层性质才能推断矿体的延续情况。断层也是地下水循环的通道，在断层带中常常有丰富的地下水赋存。在许多地区找水的成败就取决于是否能够找到晚近时期活动的断层。断层是油气运移富集的重要通道，勘探油气必须查明断裂构造。进行工程建设时，必须对地基的断层情况进行详细了解，以确定较优的工程基地，保证工程的稳固性。
节 理
1. 节理的分布
在地质作用下，岩块发生一系列规则的破裂, 但破裂面两侧岩块没有发生明显的位移，此破裂称为节理。节理的裂开面称为节理面。其走向与岩层走向可以平行、垂直或斜交，节理面的倾向与岩层的倾向可以一致或相反。节理的缝隙可以是空的，也可以被矿脉或岩脉（如方解石脉）所充填。
除了构造作用之外，岩浆或熔岩冷凝收缩、沉积作用、风化作用、块体运动都能产生节理。因此，节理是比断层更为普遍、更加发育的变形构造。
节理对岩石的风化及剥蚀有重要的控制作用。节理密集的岩石易于风化，在适宜的条件下可形成奇特的地形，造就优美的风景。如我国著名风景区黄山，不少奇观丽景就是通过花岗岩中密集且多方向的节理构造演化而来的。密集的节理加速了花岗岩的风化、剥蚀、崩落进程，形成了千姿百态的地貌景观。很多河谷是沿着密集的节理带发展起来的。山区河谷的两侧，常沿节理面崩落而形成峭壁。节理也是地下水循环的通道和矿体赋存的空间。节理的切割削弱了岩石的整体性和坚固性，对工程和水利建设会有重要影响。
2. 节理的分类
（1）按成因可分为原生节理和次生节理。
原生节理 是产生在成岩过程中的节理。如沉积成岩过程中因失水收缩而生成的节理；岩浆冷凝收缩而生成的节理（如玄武岩的柱状节理），等等。
次生节理 包括构造节理和非构造节理。构造节理由内动力作用所形成，分布极为广泛。非构造节理由外动力作用所形成，如释重节理、塌陷节理等。次生节理多分布在地表或浅部，对地下水和工程建设影响较大。
（2）按力学性质，可分为张节理、剪节理。
张节理 是在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的。张节理面一般不平直，裂面较粗糙，裂缝较宽，常被岩石或矿物脉充填（图8-31）。
剪节理 是由剪切作用而形成的。剪节理面一般平直光滑，裂缝细小，延伸稳定（图8-32）。剪节理多成群出现，构成平行排列或雁行排列的节理组。
图8-31 张节理（安徽黄山，莲花峰）（舒良树摄）
图8-32 剪节理（江苏苏州，虎丘公园）（舒良树摄）
在应力作用下，沿着共轭剪切面的方向会形成两组交叉的剪节理，称共轭节理或称“X”节理。两组剪节理互相交切，常将岩石切割成一系列的菱形方块。追踪两组共轭剪节理而呈锯齿状，图8-31显示的就是一追踪张节理。苏州虎丘公园内一条小溪就是沿追踪张节理发育的。