[科普中国]-断裂构造

简介

岩石受地应力作用，当作用力超过岩石本身的抗压强度时就会在岩石的薄弱地带发生破裂。断裂构造是岩石破裂的总称，它包括断层、节理、裂隙等构造，有时成组出现断裂带。断裂构造是控制矿产分布的主要构造之一，常常是成矿溶液上升、运移的通道和储矿、储水(地下水)、储油(石油)的场所。断裂构造按其走向与区域构造总走向的关系可分为纵断裂(两者走向 一致)、横断裂(两者走向正交)、斜断裂(两者走向斜交)；按其产生断裂的作用力的性质可分为压性断裂、张性断裂和扭性(或剪性)断裂。断裂带规模大的，一般长几百千米到几千千米、宽几千米至几十千米、切割深可达几十千米到成百千米时，称深断裂或深大断裂。研究断裂构造对找矿勘探、水文地质与工程地质以及了解区域构造特点均有实际意义。

基本类型裂隙（节理）：断裂两侧的岩石仅因开裂而分离，并未发生明显相对位移的断裂构造；其成因有原生（成岩）裂隙、次生裂隙、构造裂隙（节理）。

构造裂隙（节理）：张裂隙，岩石受张应力形成，多见于脆性岩石中，其特点是具有张开的裂口，裂隙面粗糙不平，沿走向的倾向方向延伸不远；剪应力，岩石受剪应力形成，岩石中常成对出现呈X型交叉，其特点是细密而闭合，裂隙面平直光滑，延伸较远，有时可见擦痕。

断层：岩石受力发生破裂，断裂面两侧岩石发生明显相对位移的断裂构。

断层面和断层破碎带：宽度一般为数厘米至数十米。

断层线：断层面与地面的交线。

上盘和下盘：位于断层面以上的称上盘，反之称下盘。

断距：断层两盘相对位移的距离，总断距，水平和铅直断距。

正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层。

逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层。

平推断层：断层两盘沿断层面走向在水平方向上发生相对位移。

根据力学性质分：

压性断层：多呈逆断层，断裂带宽大，断层面为舒缓波状，常有断层角砾岩。

张性断层：常为正断层，断层面粗糙，多呈锯齿状。

扭性断层：断层面平直光滑，常有大量擦痕。

断层的识别：

1、沿岩层走向追索，若发现岩层突然中断，而和另一岩层相接触，则说明有横穿岩层走向的断层或与岩层走向斜交的断层存在。

2、沿垂直于岩层走向的方向进行观察，若岩层存在不对称的重复式缺失，则说明有平行于岩层走向的断层存在。

3、由于构造应力的作用，沿断层面或断层破碎带及其两侧，常常出现一些伴生的构造变动现象，如断层两盘相对错动时，在断层面上留下的擦痕，有时在断层面上存在有垂直于擦痕方向的小台阶称为阶步；断层角砾岩、断层泥、縻棱岩等构造岩的分布；断层两盘相对错动时，沿断层面产生的巨大的摩擦力，邻近断层两侧地层发生塑性的拖曳和拉伸面形成的弧形弯曲现象称断层牵引褶皱。

4、在地貌上，断层常形成断层崖、三角面山，山脉的中断或错开，以及山地突然与平原相接触等现象。

5、沿断层带常形成沟谷、洼地或出现线状分布的湖泊、泉水。

6、某些喜湿性植物呈带状分布。

断裂构造对建筑工程场地的影响断裂构造对建筑工程场地影响评价不同于抗震设防。断裂构造对建筑工程场地影响是指地震时老断裂重新错动直通地表，在地面产生位错，对建在位错带上的工程建筑，其破坏是不易用工程措施加以避免的，因此规范将位错带划为危险地段应予避开。多年来，有关诸多行业对位错产生条件进行了大量调查研究，取得了较为一致意见，对指导工程实践具有重要意义；抗震设防是依据地震烈度进行抗震设计，其主要方面是选择适宜的上部结构形式及基础类型，并依据抗震规范上有关规定对建筑物进行抗震强度和稳定性进行验算。

建筑工程基础设计应考虑断裂构造地基不均匀。断裂构造多因挤压破碎或蚀度，以及诸多断裂构造胶结差且富水性强等因素，则其工程性质差，岩土工程设计参数远低于围岩正常岩体，地基不均匀，基础设计应注意断裂构造的工程特性。场地内存在发震断裂构造时，应对断裂构造的工程影响进行评价，并应符合下列要求：①对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响:抗震设防烈度应小于Ⅷ 度，在地震烈度小于Ⅷ度的地区，可不考虑断裂对工程的错动影响。因为多次国内外地震中的破坏现象均证明在小于 Ⅷ 度的地震区，地面一般不产生断裂错动；非全新活动断裂： 在活动断裂时间下限方面，对一般的建筑工程只考虑 1万年( 全新世) 以来活动过断裂， 在此地质时期以前的活动断裂可不予考虑。对于核电、水电等工程则应考虑 10万年以来( 晚更新世) 活动过的断裂，晚更新世以前活动过的断裂可不予考虑；抗震设防烈度为 Ⅷ 度和Ⅸ 度时， 前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于 60m 和 90m：根据我国近年来地震位错考察，强震时产生的地裂缝不是沿地下岩石错动直通地表构造断裂形成的，而是由于地面振动，表面应力形成的表层地裂。这种地裂缝仅分布在地面以下 3m 左右，下部土层，并未断开( 挖探井中证实)，在采煤巷道中也未发现错动，对有一定深度基础的建筑物影响不大1。

断裂构造岩断裂构造岩是指在构造应力作用下，岩体断裂带及其两侧影响带产生变形，压碎和重结晶等动力变质作用而形成具有一定组织结构的岩石。断裂构造岩的分类工程地质研究中常按岩石受挤压破碎或动力变质的程度将断裂构造岩分为压碎岩、断层角砾岩、糜棱岩、断层泥等4类。

压碎岩

指初始发生破裂，尚无显著位移的岩石。常分布在断裂破碎带与完整岩石的过渡带，在裂隙中可充填松散的碎屑或不同成分的岩脉。

断层角砾岩

原岩经压碎、拉裂或剪切形成的棱角状碎屑经胶结而成的一种角砾岩，又称构造角砾岩。根据受力的不同又分为：张性角砾岩，角砾大小悬殊、棱角尖锐、分布凌乱、胶结疏松;压性及剪性角砾岩，角砾较细，略有磨圆，故又叫磨砾岩，或称构造砾岩。磨砾岩微具定向，胶结紧密。断层角砾岩的工程地质性质取决于胶结物质及胶结程度。硅质、钙质胶结的力学强度高，泥质胶结的力学强度低2。

糜棱岩

原岩经强烈挤压、碾磨形成粒度极细的糜棱物质胶结而成。原岩的组织结构已全部破坏，粒径一般

断层泥

岩石受强烈挤压、剪切、碾磨而形成的松软状物质，主要成分为黏土矿物。断层泥多呈条带状及透镜状，连续或断续分布于断层面附近或成为断层角砾的胶结物，多呈塑性状态，遇水有软化、崩解或膨胀特性，抗剪强度极低。