淺談斷層特征及識別方法

2024年3月28日發(作者：塞下曲其四)

淺談斷層特征及識別方法

摘 要

斷層廣泛的發育于不同的構造環境中，類型很多，形成機制各異，大小差別

極大，因此，研究的內容、方法和手段各不相同，其中首要的環節就是識別、判

斷斷層的存在并且給斷層分類。其中斷層相對運動方向的判別又是重中之重。

關鍵字：斷層位移 相對運動 斷層面 識別方法

1.

引言

在進行斷層識別的過程中，方法是多樣的，在確定地質整體情況的基礎上確

定采用何種方法是當前比較集中的一種手段，采用綜合方法識別斷層非常重要，

本文主重點介紹斷層相對運動方向的判別方法。

2.斷層的相關概念

巖層受地應力作用后發生破裂，在力的繼續作用下沿破裂面兩側巖塊發生顯

著相對位移的斷裂構造，稱為斷層。它是構造運動中廣泛發育的構造形態，大小

不一、規模不等，小的不足一米，大到數百、上千千米，破壞了巖層的連續性和

完整性。

2.1斷層面和斷盤

斷層面是巖塊沿之發生相對位移的破裂面。 斷盤指斷層面兩側的巖塊，位

于斷層面之上的稱為上盤，斷層面之下的稱為下盤，如斷層面直立，則按巖塊相

對于斷層走向的方位來描述。 斷層兩側錯開的距離統稱位移，按參考物的不同，

有真位移和視位移之分，真位移是指斷層兩側相當點錯開的距離，即斷層面上錯

斷前的一點，錯斷后分成的兩個對應點之間的距離，稱為總滑距；視位移是斷層

兩側相當層錯開的距離，即錯動前的某一巖層，錯斷后分成兩對應層之間的距離，

統稱斷距。

2.2斷層的分類

通常按斷層的兩盤相對運動分為： ① 正斷層，是斷層上盤相對下盤沿斷

層面向下滑動的斷層。 ② 上盤相對上升的稱為逆斷層。根據斷層傾角大小進

而分為高角度逆斷層和低角度逆斷層，他們之間以45°角為分界。 ③ 兩盤沿

斷層走向作相對水平運動的是平移斷層，又稱走向滑動斷層（簡稱走滑斷

層）。

另外還有如下的兩種常見分類方式： 按照斷層走向與所切巖層的走向方位

的關系，斷層可分為：走向斷層、傾向斷層、斜向斷層、順層斷層，依據斷層走

向與褶皺軸向或區域構造線之間的幾何關系，斷層可分為：縱斷層、橫斷層、斜

斷層。

3.斷層的識別

斷層識別主要從 地貌標志、構造標志、巖漿活動和礦化作用標志、巖相和

厚度標志以及地層標志這幾方面來敘述。

3.1地貌標志

斷層活動及其存在，通常在地貌上有明顯的表現，這些由斷層引起的地貌現

象就成為了識別斷層的各種直接標志。例如，斷層崖、斷層三角面、錯斷的山脊、

串胡狀湖泊洼地、泉水的帶狀分布、水系特點。

3.2構造標志

任何線狀或面狀地質體，如地層和礦層等均順其走向延伸。如果這些線狀或

面狀地質體在平面或剖面上突然中斷、錯開，不再連續，則說明了又斷層的存在。

構造活動引起的構造強化是斷層可能存在的重要依據，構造強化有：①巖層產狀

的急變和變陡；②節理化和劈理化窄帶的突然出現；③小褶皺的數目大幅增加，

以及擠壓破碎和各種擦橫等現象。

3.3巖漿活動和礦化作用標志

大斷層尤其是切割深度較大的大斷裂常常是熱液和巖漿運移的通道和聚集場

所，因此，如果巖體礦化或者硅化等熱液蝕變帶沿一條線斷續分布，則常指示了

大斷層或者大斷裂的存在。

3.4巖相和厚度標志

某一地區的沉積層和厚度沿一條線兩側發生急劇變化，可能是斷層活動的結

果。

4.斷層相對位移方向的確定

斷層位移是斷層多次滑動的累積產物，包括著斷層成核、擴展和連接的信息,

因此，在分析并確定斷層兩盤相對運動時，應充分考慮其多變性。不過一條斷層

的活動性質或一定階段的活動性質常常又具有穩定性。這些運動總會在斷層面上

或其兩盤留下一定的痕跡，如擦痕等。這些擦痕或伴生現象又成為分析判斷斷層

兩盤運動的主要依據。常見的用于判別斷層兩盤相對運動方向的方法有：

4.1根據兩盤地層的新老關系

分析兩盤中地層的相對新老，有助于判斷兩盤的相對運動。對于走向斷層，

上升盤一般出露老巖層，或老巖層出露盤為上升盤。但，如果地層倒轉，那么老

巖層出路盤則是下降盤。若兩盤中地層形變復雜，為一套強烈的擠壓褶皺，那么

就不能簡單地根據兩盤直接接觸的地層新老而判定相對運動。如果橫斷層切過褶

皺，對于背斜，上升盤核部變寬，下降盤核部變窄，對于向斜則剛好相反。

4.2牽引構造

牽引構造是斷層兩盤沿斷層面作相對滑動時，斷層附近的巖層因受斷層面摩

擦力拖曳而產生的弧形彎曲現象，又稱為牽引褶皺。通常情況認為，這是兩盤相

對錯動巖層拖曳的結果，并且以褶皺弧形彎曲的突出方向指示本盤的運動方向如

下圖

近些年來許多學者對牽引構造詳細研究后提出，假設“牽引”褶皺是兩盤相

對運動過程引起的，則意味著斷層發生時的脆性形變過程在先而塑性彎曲在后，

這與一般變形發育的過程是矛盾的。所以有人提出了可能是先繞曲而后發生斷層

的觀點。 一般來說，變形越強烈牽引褶皺愈閉合。為了準確的利用牽引褶皺，

應該在平面上和剖面上同時觀察，并且結合兩盤運動的其他特征，以做出斷層兩

盤相對滑動的相對較準確結論。 除正常的牽引構造以外，還有一種逆牽引構造，

或稱為反牽引構造。這種構造牽引的彎曲形態與正常的恰好相反，即弧形彎曲突

出方向指示對盤方向。

4.3擦痕和階步

擦痕和階步是斷層兩盤相對錯動在斷層面上因摩擦等作用留下的痕跡。擦痕

是一組比較均勻的平行細紋。在硬而脆的巖石中，擦痕面被磨光和重結晶，有時

候附有硅質、鐵質或碳酸鹽質等薄膜，以至光滑如鏡面而叫做摩擦鏡面。擦

痕 斷層兩盤巖石被磨碎的巖屑和巖粉在斷層面上刻劃的一組比較均勻的平行

細紋。有時表現為一端粗而深，另一端細而淺。由粗而深端向細而淺端一般指示

對盤運動方向。如果用手指順擦痕輕輕撫摸，可以感覺到順一個方向比較光滑，

反向比較粗糙，感覺光滑的方向指示了對盤的運動方向。

階步在斷層滑動面上常有與擦痕直交的微細陡坎，這種微細的陡坎稱為階步。

坎高不足一毫米或幾毫米。階步延長方向與斷層兩盤相對錯動方向垂直，順下坎

面方向撫摸，手感光滑，這時手動的方向代表另一巖盤相對運動的方向。在斷層

滑動面上有時可以看到一片片纖維狀礦物晶體，如纖維狀石英、纖維狀方解石以

及綠簾石、葉臘石等。它們是在兩盤錯動過程中，在相鄰兩盤逐漸分開時生長的

纖維狀晶體，這類纖維狀晶體稱為擦抹晶體，許多擦痕實際上就是十分細微的擦

抹晶體。斷層滑動過程中，各種纖維狀晶體通常被橫向張裂隙拉斷而形成一系列

微小階梯狀斷口和微細陡坎（即階步），陡坎指示對盤運動方向，階步一直作為

判斷斷層兩盤運動的標志。

4.4斷層兩側小褶皺

由于斷層兩盤的相對錯動，斷層兩側巖層有時形成復雜緊閉的小褶皺，這些

小褶皺軸面與主斷層常成小角度相交，所交銳角指示對盤運動方向。

4.5斷層角礫巖

斷層運動時,使兩盤巖石發生壓碎、破裂、剪切等變化,產生一類由棱角狀碎

屑組成的構造角礫巖。根據它的交切關系和斷層泥的出現或有擦痕的斷塊等可對

其做出判斷。斷層切割并銼碎某一標志性巖層或礦層，根據該層角礫在斷層帶內

的分布可以推斷斷層兩盤的相對位移方向。

結語

以上主要討論了斷層兩盤相對運動的各種標志，需要指出的是，斷層運動是

復雜多變的，常常是多期次的，先期活動留下的各種現象，常被后期活動所破壞、

疊加、改造、磨失，最后只留下最后一次或改造過的遺跡。因此，在利用以上的

各種標志對斷層相對運動方向的判別的時候，需要進行綜合考慮、統計分析并相

互印證從而得出最終結論。再根據斷層面產狀和兩盤相對滑動，來確定目標斷層

是正斷層、逆斷層或是平移斷層。

作者簡介：張榮利，1970年5月出生，工程師，1995年7月畢業于黑龍江

礦業學院煤田地質專業，現工作于龍煤鶴崗礦業公司技術中心，主要從事地質技

術及管理工作。