断层线,断层的组成要素

破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。规模大小不等，大者沿走向延伸数百千米 ，常由许多断层组成，可称为断裂带；小者可见于手标本。几何要素断层由断层面和断盘构成。断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。断盘指断层面两侧的岩块，位于断层面之上的称为上盘，断层面之下的称为下盘，如断层面直立，则按岩块相对于断层走向的方位来描述。断层两侧错开的距离统称位移。按测量位移的参考物的不同，有真位移和视位移之分，真位移是断层两侧相当点错开的距离，即断层面上错断前的一点，错断后分成的两个对应点之间的距离，称为总滑距；视位移是断层两侧相当层错开的距离，即错动前的某一岩层，错断后分成两对应层之间的距离，统称断距。通常按断层的位移性质分为：①上盘相对下降的正断层。②上盘相对上升的逆断层。断层面倾角小于30°的逆断层又称冲断层。正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向，故又统称为倾向滑动断层。③两盘沿断层走向作相对水平运动的平移断层，又称走向滑动断层（简称走滑断层）。

断层 1.断层要素及断层位移 断层的基本组成部分称断层要素。它包括断层面和断盘。 断层面（faultsurface）被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面称断层面。断层面的产状用走向、倾向和倾角表示，其测量与记录方法同岩层产状。断层面可以是水平的、倾斜的或直立的，以倾斜的最多。其形状可以是平面，也可以为曲面或台阶状。有时断层两侧的运动并不是沿一个面发生，而是沿着由许多破裂面组成的破裂带发生，这个带称为断层破碎带或断裂带。断层面与地面的交线称断层线。它反映断层的延伸方向和断层的延伸规模。由于断层面的形状、产状的变化及地形的影响，断层线可以是直线，也可以是曲线。 断盘（fault wall）断层面两侧相对移动的岩块称作断盘。当断层面倾斜时，断盘有上、下之分，位于断层面以上的断块叫上盘，位于断层面以下的叫下盘。断层面为直立时，往往以方向来说明，如称为断层的东盘或西盘。如按两盘相对运动来分，相对上升的断块叫上升盘，相对下降的断块叫下降盘。上升盘与上盘不见得是一致的，上升盘可以是上盘，也可以是下盘；下盘可以是上升盘，也可以是下降盘。 断层两盘岩石沿断裂面的相对错动称为断层位移。断层位移的距离可以在断层两盘上选择一定的标志（对应点或对应层）来计算。断层面上相应点被错开的实际距离称为总滑距；总滑距在断层面走向上的投影长度称走向滑距；总滑距在断层面倾斜线上的投影长度称倾向滑距。由于在断层面上很难找到相互错开的对应点，因此常用断层两盘的对应层（标志性岩层或地层）错动来估算断层位移距离。被错断岩层在断层两盘上的对应层之间的相对距离称断距。其中，断层两盘上对应层之间的垂直距离称地层断距；对应层之间的铅直距离称铅直地层断距；对应层之间的水平距离称水平地层断距。 2.断层的基本类型 按断层两盘相对运动特点，断层可分为三种基本形态类型： 正断层（normal fault）上盘相对下降、下盘相对上升的断层称为正断层（图8.19A）。正断层的断层面常常较陡，倾角一般在45°以上，断层线也比较平直，它通常是在拉张和重力作用下形成的。 逆断层（reverse fault）上盘相对上升、下盘相对下降的断层称为逆断层。逆断层的倾角有陡有缓，如果断层面倾角小于45°，常称为逆掩断层或冲断层（thrust）。逆断层一般是在较强的水平挤压力的作用下形成的。 平移断层（strike-slip fault）两盘沿断层面走向相对水平错动的断层称平移断层或走向滑动断层。平移断层根据两盘相对滑动方向分为左行（或左旋）和右行（或右旋）两类：观察者位于断层一盘，看对面另一盘向左侧滑动者称左行，向右侧滑动者称右行。平移断层的倾角通常很陡，甚至是直立的，断层线延伸较平直。这种断层多是在水平剪切力偶或水平挤压力的作用下形成的。 但是，自然界的断层并非总是沿着断面的倾向或走向滑动，断层经常为斜向滑动，即兼有两种滑动性质，这时可复合命名，如正平移断层、平移逆断层，前者表示以平移断层为主兼有正断层性质，后者表示以逆断层为主兼有平移断层性质。 断层有时在一个地区成群、成组出现，形成一定的组合形态，常见的断层组合类型有下列几种。 阶梯状断层（step fault）由许多产状大致平行的正断层沿着同一个方向呈阶梯状下滑而形成的断层组合，因其形如下降的台阶，故称阶梯状断层。这类断层多出现在断陷盆地的边缘。 地堑（graben）和地垒（horst）是由两条或两组走向大致平行但倾向相反的断层所形成的断层组合。如果两条或两组断层之间的岩块相对下降，两边岩块相对上升则称为地堑；反之中间上升两侧下降者则称为地垒。地堑和地垒多由正断层组合而成，但逆断层也可组成。现今的一些狭长形断陷盆地往往是地堑构造。 叠瓦状构造（imbricat structure）由一系列产状大致平行的逆断层所组成，其老岩层依次叠覆于新岩层之上，状如叠瓦，故称为叠瓦状构造。它常同强烈的褶皱作用伴生，由剧烈的水平挤压作用形成，多出现于褶皱山系的两侧边缘。 大规模的正断层及其组合常常造成地壳在水平方向上的长度伸展和在垂直方向上的厚度减薄，它一般是由相邻的地壳块体发生相背离的水平运动所造成的结果。大规模的逆断层及其组合常造成地壳在水平方向上的缩短和在垂直方向上的增厚，一般是由相邻的地壳块体发生相向的水平挤压运动所造成的结果。 3.断层的识别标志 在野外，可根据下述几方面的标志去识别断层及判断断层的运动： （1）构造线和地质体的不连续 岩层、含矿层、岩体、褶皱轴等地质体或地质界线等在平面和剖面上的突然中断、错开的现象，说明可能有断层存在。但要注意与不整合界面、岩体侵入接触界面等造成的不连续现象加以区别。 （2）地层的重复与缺失 在一区域内，按正常的地层层序，如果出现有某些地层的不对称重复，某些地层的突然缺失或加厚、变薄等现象，这都可能是断层存在的标志。 （3）擦痕、磨擦镜面、阶步及断层岩 断层面上平行而密集的沟纹称为擦痕，局部平滑而光亮的表面称为磨擦镜面。断层面上往往还有与擦痕方向垂直的小陡坎，其陡坡与缓坡呈连续过渡，称为阶步。它往往是断层间歇性活动或因断层运动受到某种阻力而形成的。擦痕、磨擦镜面及阶步均是断层滑动的直接证据。此外，擦痕的方向指示断层的相对运动方向，其中手摸擦痕面时感到光滑的方向即为对盘运动的方向；阶步的陡坡倾斜方向也指示断层对盘的运动方向。断层带中因断层而形成的动力变质岩类称断层岩或构造岩。如断层角砾岩、糜棱岩、断层泥等。断层岩不仅是断层存在的岩石标志，而且断层岩的特征还能反映断层的性质、运动方向及形成的物理环境等。 （4）地貌及水文标志 较大规模的断层，在山前往往形成平直的陡崖，称断层崖。断层崖如被沟谷切割，便形成一系列三角形的陡崖，称断层三角面。此外山脊、谷地的互相错开，洪积扇的错断与偏转，水系突然直角拐弯，泉水沿一定方向呈线状分布，湖泊、沼泽呈条带状断续分布等，都可能是存在断层的间接标志。 4.断层的形成时代 断层的形成时代主要根据断层与地层的切割关系来确定，如果断层切过了一套地层，则断层的形成时代应晚于这套地层中最新的地层时代；当断层又被另一套地层所覆盖时，则断层的形成时代要早于上覆地层中最老的地层时代。

断层 科技名词定义 中文名称：断层 英文名称：fault 定义1：岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生显著位移的断裂构造。 所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科） 定义2：岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。 所属学科：水利科技（一级学科）；水利勘测、工程地质（二级学科）；工程地质（水利）（三级学科）.构造形态　　 断层的形成断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。 　　是什么力量导致岩层断裂错位呢？原来是地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升，两边岩块相对下降时，相对上升的岩块叫地垒；常常形成块状山地，如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时，形成地堑，即狭长的凹陷地带。我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。 　　断层对地球科学家来说特别重要，因为地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因。科学家们相信：他们对断层机制研究越深入，就能越准确地预报地震，甚至控制地震。 编辑本段组成要素　　 特大断层——东非大裂谷破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。规模大小不等 ，大者沿走向延伸数百千米 ，常由许多断层组成，可称为断裂带；小者可见于手标本。几何要素 断层由断层面和断盘构成。断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。断盘指断层面两侧的岩块，位于断层面之上的称为上盘，断层面之下的称为下盘，如断层面直立，则按岩块相对于断层走向的方位来描述。断层两侧错开的距离统称位移。按测量位移的参考物的不同，有真位移和视位移之分，真位移是断层两侧相当点错开的距离，即断层面上错断前的一点，错断后分成的两个对应点之间的距离，称为总滑距；视位移是断层两侧相当层错开的距离，即错动前的某一岩层，错断后分成两对应层之间的距离，统称断距。 　　通常按断层的位移性质分为：①上盘相对下降的正断层。②上盘相对上升的逆断层。断层面倾角小于30°的逆断层又称冲断层。正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向，故又统称为倾向滑动断层。③两盘沿断层走向作相对水平运动的平移断层，又称走向滑动断层（简称走滑断层）。 编辑本段分类　　根据断层线上原来相邻接的两点在断层运动中的相对运动状况可以将断层分类。 　　 断层如果它们的运动只在水平方向上，并且平行于断层面，那么这断层叫走向滑动断层。走向滑动断层又进一步分为右滑和左滑断层。 　　如果一个观察者站在断层的一侧，面向断层，另一边的岩块向他左方滑动，那它就叫左滑断层。之所以如此称呼，因为要追索被移动了的地表特征时，该人需沿断层线转向左边，才能在那一边找到与这边相对应的特征。这种走向滑动断层也叫右旋或左旋、右行或左行断层，或统称走向断层。加利福尼亚圣安德列斯断层是一条右旋断层或滑动断层。 　　沿断层面作上升下降的相对运动，则是倾向滑动断层。上盘相对下盘向下运动的倾向滑动断层是正断层。 　　当断层面倾角小于或等于45°，上盘相对下盘作向上运动时，叫冲断层，而若断层面倾角大于45°，则称逆断层。 　　两盘相对运动方向界于走向滑动断层和倾向滑动断层之间的，叫斜向滑动断层。 　　断层两盘之间的相对位移常被叫作断层落差和平错。落差反映垂直位移，而平错反映水平位移。以上所说的断层都有一个共同的运动特点，即在运动中两盘的构造保持着平行。 　　但也可以有这样的断层，相邻两盘块体之间发生了扭动、转动，这样的断层被称为旋转断层或剪状断层. 　　上面这张照片里山岳右边的线形结构，就是美国加州著名的圣安地列斯断层，它也是地球表面最长和最活跃的断层之一。 　　圣安地列斯断层的深度有15公里，存在的时间已经超过2000万年。照片是从奋进号航天飞机拍摄的雷达影像和测地卫星的真色影像所组合出来的。巨大的太平洋板块沿着圣安地列斯断层，相对于北美板块向北漂移，平均每年移动数厘米，按这种移动速率，经过数百万年后，地球表面的陆块分布和现在比起来，将会有很大的不同。 编辑本段知识分类　　自然科学篇＞地球科学（地理学家、地质学家） 　　地壳中岩石的断裂。地壳的挤压力或张力使断裂两侧的岩块发生相对位移。断层的长度可由几公分到数百公里，沿断裂面(断层面)的位移也可由不到1公分到数百公里。位移往往分布在由无数单个断层组成的断层带内，断层带可宽数百分尺。断层分布不均匀，在某些大区域内一个断层也没有；而一些地区则被各样大小的无数断层所切割。断层有直立的、水平的，或向任何角度倾斜的。断层面上部的岩块称为上盘；下部的称为下盘。 　　断层面能被磨得很光滑，留下摩擦的条痕称为断层擦痕；断层面两则岩石可能被压碎成细粒黏土状，称为断层泥；如压碎的岩粒较粗，则称为断层角砾。有时断层邻近的岩层，由于抵抗滑动也会发生褶皱或弯曲。有厚土层的地区断层面通常被覆盖。断层面两侧断块的位移一般根据沉积层或其他标志如矿脉和岩墙来测定(相对于某一平面如海平面的绝对位移一般是测不出的)。 　　沿断层的运动可以是旋转运动，两侧断块彼此相对旋转。断层的视运动可以是与实际运动完全不同的，侵蚀作用把实际运动形迹都消除了。运动可以是持续蠕动，或在数秒内发生几公尺数量级的跃动。大部分地震是沿断层的快速运动引起的。断层可根据其倾角和相对运动以及视运动来分类。正断层或重力断层是由于地壳受竖直挤压拉张而形成的。上盘向下滑动，倾角一般大于45°。这种断层在世界上到处可见到。在美国犹他州和内华达州，断层形成山脉一侧或两侧的边界。断裂时因上盘向下滑动数千公尺变为谷底而相对形成了这些山脉。 　　逆断层是由于地壳收缩，受水平挤压力造成的。由于向上最易减压，上盘往上移动覆盖在下盘之上，其倾角一般小于45°；大于45°的类似断层，称为冲断层。如逆断层的倾角很小，而位移总量却很大时，称为逆掩断层。大型逆断层是维吉尼亚州和田纳西州岭谷地区中阿帕拉契区域的特色。走向滑断层(或称平移断层)大体上也因水平挤压形成。其差别只在于，最易减压的是几乎平行于挤压力的水平方向。断层面基本上是直立的，沿侧向运动。这种断层分布广泛，往往导致大洋中脊发生断错。圣安德烈亚斯断层是这种类型断层著名的陆上例子，1906年旧金山大地震时其最大位移有6公尺(20呎)。在最近几百万年期间，沿这条大断层的总错距足有数十公里。 编辑本段认识标志　　野外认识断层及其性质的主要标志是：① 地层、岩脉、矿脉等地质体在平面或剖面上突然中断或错开。②地层的重复或缺失，这是断层走向与地层走向大致平行的正断层或逆断层常见的一种现象，在断层倾向与地层倾向相反，或二者倾向相同但断层倾角小于地层倾角的情况下，地层重复表明为正断层，地层缺失则为逆断层。③擦痕，断层面上两盘岩石相互摩擦留下的痕迹，可用来鉴别两盘运动方向进而确定断层性质。④牵引构造。断层运动时断层近旁岩层受到拖曳造成的局部弧形弯曲，其凸出的方向大体指示了所在盘的相对运动方向。⑤由断层两盘岩石碎块构成的断层角砾岩、断层运动碾磨成粉末状断层泥等的出现表明该处存在断层。此外还可根据地貌特征（如错断山脊、断层陡崖、水系突然改向）来识别断层的存在。 编辑本段危害　　根据断层面（即岩石的裂缝和两块岩石运动过程中产生的裂缝）位置的不同特征，科学家将断层分为四种类型： 　　 正断层在正断层中（查看下面的动画），断层面几乎是垂直的。上盘（位于平面上方的岩石块）推动下盘（位于平面下方的岩石块），使之向下移动。反过来，下盘推动上盘使之向上移动。由于分离板块边界的拉力，地壳被分成两半，从而产生断层。 　　正断层：逆断层的断层面也几乎垂直，但上盘向上移动，而下盘向下移动。这种类型的断层是由于板块挤压形成的。 冲断层与逆断层的移动方式相同，但断层带几乎是水平的。在这类同样是由挤压形成的断层中，上盘的岩石实际被向上推移至下盘的顶部。这是在聚合板块边界中产生的断层类型。 　　逆断层：在平移断层中，岩石块沿相反的水平方向移动。正如转换板块边界中所述，地壳块相互滑动时形成这些断层。 　　平移断层：在所有类型的断层中，不同的岩石块紧密地相互挤压，在移动过程中形成很大摩擦力。如果这种摩擦足够大，这两块岩石将咬合，因为摩擦力使它们无法相互滑动。在这种情况下，来自板块的力量继续推动岩石，从而增大施加在断层上的压力。 　　如果这种压力大到可以克服摩擦力，岩石块将突然向前运动。换句话说，当构造作用力推动“咬合”岩石块移动时，积聚了潜在的能量。在这些板块最终移动时，这些积聚起来的能量变成了动能。一些断层的变动在地球表面形成了明显变化，但也有一些岩石的变动发生在地表以下的岩石中，因此无法形成地表断裂。 　　产生断层的最初震动，以及沿已经形成的断层产生的突如其来的剧烈变动称为主要震源。多数地震发生在板块边界，因为这是板块运动张力最强的部分。地震会形成断层带，即相互交织的断层组。在断层带，由一个断层释放的动能可以增大周边断层的压力（潜在能量），导致发生其他地震。这就是短时间内一个区域可能发生多次地震的原因之一。 　　地震也常常发生在板块中央。事实上，美国有记载的一系列强力地震就发生在北美大陆板块的中央。1811年和1812年这些地震袭击了几个州，其震源位于密苏里州。在二十世纪七十年代，科学家发现了该地震的可能来源：一条深藏于多层岩石层下面的断层带，它已经存在了6亿年之久。

近代大地震造成的具有一定规模和连续分布的地表破裂带。又称地震断裂。通常具有如下特点：沿控制地震的先存断层上产生错动；其展布、产状和位移性质与活动断裂带相一致，成为活动断裂带的直接表现；一般7级以上地震都伴有明显的地震断层，个别6级以上(或震源较浅)的地震也出现有地震断层；其长度与错动量(水平和垂直分量)，除与震级大小有关外，并与震源深度、活动断裂带的规模和区域构造背景密切相关。
在纵向上，沿地震断层带分布的明显的地质地貌标志有地震断层陡坎(断层崖)、槽沟、鼓包、水塘、堰塞湖、山脊及水系(冲沟)错开、滑坡、崖崩、古树错开及倾斜，以及构筑物的错开等。如1739年宁夏平罗8级地震造成的明代石砌长城右旋错开，水平错距1.45米，垂直错距0.9米。
在垂向上，沿地震断层剖面或开挖的探槽，可揭示出多次地震断层活动的叠置现象，即古地震事件记录。最常见的现象是崩积楔，即当地震断层形成后，断层陡坎上部破碎岩块受重力作用快速堆积在断层陡坎之下，形成的楔形碎屑岩块堆积。再次或多次地震断层活动的结果，常造成一系列崩积楔叠压在断层面之下(逆断层)，或沿断层一侧形成与沉积物交错叠置的崩积楔(正断层)。
根据对地震断层造成的陡坎、切割的地层、断层泥和崩积楔等的地貌和地质分析，以及采集样品，利用考古资料、碳－14法、热释光等年代测定方法，进一步确定古地震事件的年代，可以恢复和重建古地震年代表，进而对大地震的重复间隔或重复率作出判断。
中国最长的地震断层是1920年宁夏海原 8.5级大地震所形成的，长度达230公里，水平位移量达5米，垂直位移量为1米。1976年唐山7.8级地震的地震断层长 8公里，水平位移1.53米，垂直位移为0.7米。