能动断层地理概念

这一概念是为核动力厂址地壳稳定性评价工作而提出的,与活动断层的区别在于强调地表或近地表可能引起的错动。

能产生大震和具有以下至少一点特征的活断层是能动断层：

在3.5万年以来至少产生过一次近地表或在地表发生的运动。

发生过地震运动（3.5级或者更高），并且有仪器测定的记录其精确度能够证明地震运动与断层有直接关系。

对于能动断层来说，断层一边发生地震运动，另一边也会受到影响。

仪器记录到历史上有小震活动产生，且跟断层有关。

能动断层（capable fault）

可能引起地表或近地表明显错动的断层。2100433B

岩层或岩体在构造应力作用下，发生破裂，并沿破裂面两侧岩块发生明显位移的构造。断层在地壳中广泛发育，常常构成一定地区的构造格架，区域性的大断层不仅控制或影响区域地质的结构和发展，而且以其为背景形成区域成矿带;矿区内的断层，有的控制着矿床分布、矿体的形态产状和矿石品位的贫富，有的则对矿体起破坏作用，使矿床开采复杂化。对断层的调查、观察、测定其产状要素、确定其类型、分析它与成矿的关系，对指导开采十分重要。

断层要素：指断层的几何要素，包括断层面、断层线、断盘、滑距、断距等。(1)断层面：即岩层或岩体的破裂和错位面，其产出状态由该面的走向、倾向、倾角确定。(2)断层线：指断层面与地面的交线，即断层在地表的出露线。(3)断盘：指断层面两侧的岩块。断层面倾斜时，面的上侧岩块叫上盘；下侧岩块称下盘；断层面垂直时，则两盘以方位命名，如东盘、西盘、南盘、北盘等。(4)滑距：指断层面上同一地质现象点错断后的实际距离称总滑距；总滑距在断层面走向线上的分量叫走向滑距；总滑距在断层面倾斜线上的分量为倾斜滑距；总滑距在水平面上的投影长度称水平滑距。(5)断距：断层面上对应层之间的垂直断距；对应层间的水平距离称水平断距。

断层的工程地质性质：①逆断层面呈舒缓波状，有时有镜面，挤压面常集中出现构成挤压带，断层面矿物定向排列，抗剪强度低，常具有隔水性能。②正断层面粗糙，有时呈锯齿状，抗剪强度较逆断层高，透水排水性能好，常为地下水的通道，在石灰岩地区容易沿其形成喀斯特洞穴。③平移断层面平直光滑，有镜面，产状稳定，倾角一般较陡，延伸长，在平面上常成X形分布，抗剪强度亦较低。

断层发育的 3 个阶段:

阶段1：初始发育阶段。断距较小，沉积和成岩作用控制的垂直各向异性产生顺层间断面， 断层垂向具分段特点，泥岩层中发育大量的向下变形的张性缓冲区(Releasing dip relay)，泥岩层厚度越大，缓冲区越宽。

阶段2：过渡形变阶段。断层沿间断面剪切，产生次生裂缝或与顺断层滑动的斜裂纹。断层形成时伴生的微小裂缝具有定向性， 其方位与 Riedel 剪切一致，在富泥地层中，断距增大形成泥岩涂抹的概率很高 。

阶段3：断层形成阶段。随着断距的进一步增大，断层下降盘的泥岩源层变形，可能使涂抹的泥岩层厚度变薄，从而失去连续性。岩石块状发生破裂、旋转，破碎的块体沿断层向下混杂。断裂带由构造变形拉长的断层核和两侧的破坏区域复合组成。断层发育阶段的识别是研究断层封闭性评价的基础，通常用泥质源岩层厚度和断距的比值来区分不同阶段：断层在初始—过渡阶段，断距为60～80 m时， 泥岩层厚度与断距比值0.007；在断层形成阶段，断距为 600 m 时 这一比值约为0.0009。泥岩涂抹层在断层发育时已形成，后期厚度不再增加。在断层位移较小时，涂抹的泥岩能保持连续，随着断距的增大，泥质沿断层分布变分散、涂抹厚度逐渐减少，至这一距离约为泥质源岩层厚度的6～8 倍时，单个或互层的涂抹层将存在缺口，出现封闭上的泄漏点，可以推测，泄漏点与SGR、SSF等比值上的临界值具有对应关系。2100433B

环状断层断层研究的内容

断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来，形成了所谓的断层标志，这些标志是识别断层的主要依据。

环状断层地貌标志

断层崖　由于断层两盘的相对滑动，断层的上升盘常常形成陡崖，这种陡崖称为断层崖。盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。

断层三角面　断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，即断层三角面。

环状断层地貌标志

错断的山脊　往往是断层两盘相对平移的结果。

横切山岭走向的平原与山岭的接触带 往往是规模较大的断裂。

串珠状湖泊洼地 往往是大断层存在的标志。这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。

泉水的带状分布　往往也是断层存在的标志。

念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉，是现代活动断层直接控制的结果。

水系特点　断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错断河谷。

环状断层构造标志

如果线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。右下图示断层造成的构造线不连续现象。为了确定断层的存在和测定错开的距离，在野外应尽可能查明错断的对应部分。

构造强化是断层可能存在的重要依据。构造强化现象包括有：岩层产状的急变和变陡；突然出现狭窄的节理化、劈理化带；小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。　构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体，长径一般为数十厘米至二、三米。构造透镜体有时单个出现，有时成群产出。构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后，其楞角又被磨去形成的。包含透镜体长轴和中轴的平面，或与断层面平行，或与断层面成小角度相交。 在断层带中或断层两侧，有时见到一系列复杂紧闭的等斜小褶皱组成的揉褶带。揉褶带一般产于较弱薄层中，小褶皱轴面有时向一方倾斜，有时陡立，但总的产状常常与断层面斜交，所交锐角一般指示对盘运动方向。

断层岩的发育和较广泛产出也是断层存在的良好判据。

环状断层地层标志

地层的重复和缺失是识别断层的主要依据。

环状断层岩浆活动与矿化标志

大断层尤其是切割很深的大断裂常常是岩浆和热液运移的通道和储聚场所，因此，如果岩体、矿化带或硅化等热液蚀变带沿一条线或带断续分布，常常指示有大断层或断裂带存在。一些放射状或环状岩墙也指示放射状断裂或环状断裂的存在。

环状断层岩相和厚度标志

如果一个地区的沉积岩相和厚度沿一条线发生急剧变化，可能是断层活动的结果。断层引起岩相和厚度的急变有两种情况：一种情况是控制沉积盆地和沉积作用的同沉积断层的活动，引起沉积环境沿着断层发生明显变化，岩相和厚度因而发生显著差异；另一种情况是，断层的远距离推移，使相隔甚远的岩相带直接接触。 查明和确定断层是研究断层的基础和前提。在地质调查中，应注意观察、发现和收集指示断层存在的各种标志和迹象，同时结合其他地质条件和背景加以综合分析。2100433B