岩石的变形与地质构造之三

作者:  发布时间:2022-06-21  点击数:-

    “华山自古一条道”,华山作为五岳的第一打卡名山,山高路陡、岭脊窄险、危峰兀立、怪石嶙峋,是无数攀登爱好者的“圣地”。华山西峰,《宝莲灯》里沉香劈山救母;华山北峰,《射雕英雄传》中华山论剑,争夺《九阴真经》……华山壮丽的自然景观,以及丰富的历史人文底蕴,就不必一一赘述。今天重点介绍的是地质学概念上,作为地垒式断块山的华山,以及科普断层相关知识。

地垒式断块山,是断块沿两条或多条断裂隆起而成的山地。两侧山坡较为对称,为陡立的断层崖,山坡线较平直,与相邻的谷地或盆地间有明显的转折,往往这样的山,风景绝佳,如江西庐山、山东泰山、陕西华山等,都是地垒式断块山。接下来,我们来系统介绍断层。

(仰观绝壁)

  一、断层的概念

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。断裂包括断层和节理两类:其中,岩石破裂,并且沿破裂面两侧的岩块有明显相对滑动位移者,称为断层。

    二、断层的几何要素

断层的几何要素包括断层面、断层盘、断层滑距等。

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,称为断层面的产状因素。

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。断层滑距代表真位移,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。

三、地层的命名

(一)按断层两盘相对滑动方向

        正断层:上盘向下滑动,两侧相当的岩层相互分离。

逆断层:上盘向上滑动,可掩覆于下盘之上。若逆断层中断层面倾斜平缓,倾角<45°,则称之为逆掩断层。

滑断层:也称为平移断层。被断的岩块沿陡立的断层面做水平滑动。根据相对滑动方向,可分为左旋和右旋两类: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。

(二)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

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,则称为纵断层。

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。则称为横断层。

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。则称为斜断层。

        (三)根据断层的组合形式

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,称为汾渭地堑。国外著名的有东非地堑,莱茵河谷地堑等。

        (四)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。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。


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