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技术支持中心 苏敏敏 整理
一、断层效应(一)走向断层效应
走向断层错开岩层后的效应主要表现在造成两盘断层的缺失和重复。缺失是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在夷平地面上断失的现象;重复是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在夷平地面上重复出现的现象。
1. 走向正断层效应
(1)地层重复——断层与地层倾向相反。
(2)地层缺失——断层与岩层倾向相同、断层倾角>岩层倾角。
(3)地层重复——断层与岩层倾向相同、断层倾角<岩层倾角。如图一所示。
A、地层重复(断层与地层倾角相反) B、地层缺失 C、地层重复(断层与倾向相同)
图一 走向断层效应示意图
(1)地层缺失——断层与地层倾向相反。
(2)地层重复——断层与岩层倾向相同、断层倾角>岩层倾角。
(3)地层缺失——断层与岩层倾向相同、断层倾角<岩层倾角。如图二所示。
D、地层缺失(断层与地层倾角相反) E、地层重复 F、地层缺失(断层与倾向相同)
图二 走向逆断层效应示意图
表一 走向断层造成的地层重复和缺失
1. 倾向平移断层效应
平面上仍表现为平错;在剖面上顺岩层倾向滑动的断盘表现为上升盘——究竟是“正断层”或“逆断层”视断层倾向而定。如图三所示。
图三 倾向平移断层效应示意图
剖面上表现为正(逆)错动;平面上表现上升盘面状地质体界线向倾向方向错(移)动效应。如图四所示。
图四 倾向正(逆)断层效应
当倾向断层的上盘在断层面上斜向滑动时，出现三种效应：
(1) 滑移线与岩层在断面上的迹线平行，平面和剖面上岩层好像无位移，如图五所示;
图五 滑移线与岩层在断面上的迹线平行
图六 滑移线位于岩层在断层面上迹线的下侧
图七 滑移线位于岩层在断层面上迹线的上侧
当褶皱被横断层切断后，平面上表现为：
①断层两盘中褶皱核部宽度变化;
②褶皱轴迹的错移之效应。
图八 横断层错断褶皱效应
2.当横断层以正(逆)断层性质错断褶皱时，褶皱核部宽度产生变化错断正常背斜——上升盘核部变宽;下降盘变窄。错断正常向斜——上升盘核部变窄;下降盘变宽，如图九所示。
图九 横断层以正(逆)断层性质错断褶皱示意图
断层形成从表面来看是一种地质现象，而其本质上应属力学现象(即物体破裂问题)，但它又是一个远比一般的力学问题要复杂得多课题。涉及破裂的发生和断层的形成、断层作用与应力状态、岩石力学性质，以及断层作用与断层形成环境的物理状态等等。
(一)断层形成的应力状态—安德森模式
根据自然界绝大多数断层存在相互滑动这一特点，断层面应属剪切面，它是岩石(块)受力超过其抗剪强度，沿最大剪应力作用面产生破裂。
1. 正断层应力状态
图十 正断层应力状态示意图
图十一 逆断层应力状态示意图
图十二 平移断层应力状态示意图
哈弗莱( W. Hafner )以安德森模式为基本依据，结合自然界复杂的地质条件来加以考虑断层作用。根据地球内部可能存在的边界条件所引起的应力条系统，假定一个标准应力状态并附加以类似实际构造状况的边界条件，从而推算各种边界应力场下势断层的可能产状和性质。
标准应力状态边界条件：
1)岩块表面为地表，无剪应力作用，仅受一个大气压的压力;
2)岩块底部的应力等于上覆岩块重量，应力方向指向上方;
3)边界上无剪应力作用。
第一种附加应力状态：
在这种应力场中形成的共轭剪切(逆)断层倾角约30º，并在这个构造应力场中形成一个势断层分布区和一个应力不足以产生断层的稳定区，如图十三所示。
图十三 第一种附加应力状态示意图
在这种应力场中形成的共轭剪切(逆)断层倾角一组平缓、而另一组陡峭，平缓一组自地表向下呈反倾。在这个构造应力场中形成应力不足以产生断层的稳定区远远大于个势断层分布区，如图十四所示。
图十四 第二种附加应力状态示意图
在这个构造应力场中形成应力不足以产生断层的中央稳定区和边缘稳定区。在这种应力场中形成的共轭剪切(逆)断层倾角中央部位较陡，两侧较平缓，如图十五所示。
图十五 第三种附加应力状态示意图
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