一、断层要素

断层的各个组成部分称为断层要素,断层要素包括断层面、断层盘、断距等()。

1、断层面:指两侧岩块发生相对位移的断裂面。断层面可以是直立的,但大多数的断层是倾斜的,断层的产状,就是指断层面的产状。有的断层,经常不是沿着一个简单的面发生的,而往往是沿着一个错动带发生,形成一定宽度的破碎岩块密集带,称为断层带,也称为破碎带。断层面与地面的交线称为断层线()。

2、断层盘:断层面两侧发生相对位移的岩块,即称为断层盘(),简称断盘。当断层面倾斜时,位于断层面上部的断盘称为上盘,位于断层面下部的断盘称为下盘。当断层面直立时,常用断块所在方位表示,如东盘、西盘等,如果以断盘位移的相对关系来划分的话,就把相对上升的一盘称为上升盘,相对下降的一盘称为下降盘。要注意的是:上升盘和上盘、下降盘和下盘并不完全一致,上升盘可以是上盘,也可以是下盘。同样,下降盘可以是上盘,也可以是下盘。

3、断距:断距是指断层两盘沿断层面相对移动的距离(ab)。

二、断层的类型

1、断层的基本类型

断层的基本类型是按断层两盘的相对位移来分类的,这种分类把断层分为:

(1)正断层(a):上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断层。

正断层一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用,使上盘沿断层面向下错动所形成的。这种断层属张性断层,断层面较陡,常大于45°。

(2)逆断层(b):上盘沿断面相对上升,下盘相对下降的断层。逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断层面向上错动而成,属压性断层。

断层面的角从陡到缓都有,按其倾角大小,逆断层分为:(a)其中断层面倾角大于45°的称为冲断层,或称高角度断层;(b)介于25°~45°之间的称逆掩断层;(c)小于25°的称辗掩断层。

(3)平移断层(c):又称平推断层,由于岩体受到水平扭应力作用,使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。

2、断层的组合类型

断层的形成和分布,不是孤立的现象,常以一定的排列方式有规律地组合,常见的断层组合形式有以下几种:

(1)阶梯状断层:是由若干条产状大致相同的正断层平行排列而成。

(2)地堑与地垒:是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成。

(3)叠瓦式断层:是由一系列产状大致相同平行排列的逆断层的组合形成。

3、按断层活动发生的时代分类,可分为老断层、新断层和活断层三类。

老断层:是指侏罗纪至白垩纪(燕山期)及其更老时代产生的而近期无明显活动的断层。

新断层:新生代(喜山期)形成的,它是新构造运动的产物。

活断层:是指影响到全新世(Q4)的断层,又称为活动断裂。即指现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层。活断层对工程建设地区稳定性影响大,因此它是区域稳定性评价的核心问题。

三、断层存在的标志

1、地貌特征

当断层的断距较大时,上升盘的前缘在地貌上可能形成陡崖称为断层崖。当断层崖遭受与崖面垂直的水流侵蚀切割后,可形成一系列的三角形陡崖,叫做断层三角面。

断层的存在常常控制和影响水系的发育,河谷常沿断层带发育或突然转向。串珠状分布的湖泊、洼地和带状分布的泉点等往往也是断层存在的标志。

2、构造线和地质体的不连续

任何线状或面状的地质体,如地层、岩脉、岩体、变质岩的相带、不整合面、侵入体与围岩的接触界面、褶皱的枢纽及早期形成的断层等,在平面或剖面上的突然中断、错开等不连续现象是判断断层存在的—个重要标志。如,断层横切岩层走向时,岩层沿走向突然中断。又由于该断层横切褶皱,导致褶皱核部地层的宽度发生变化,背斜核部相对变窄者为下降盘,而向斜核部相对变窄的为上升盘。

3、地层的重复与缺失

地层发生不对称的重复现象(a)或是某些层位的缺失现象(b),一般是正(或逆)断层造成。

4、断层面(带)的构造特征

指由于断层面两侧岩块的相互滑动和摩擦,在断层面上及其附近留下的各种证据()。如擦痕、阶步、牵引构造、伴生节理、构造透镜体、断层角砾岩和断层泥等。

以上是野外识别断层的主要标志,但不能孤立地根据一种标志进行分析,应综合多种证据,才能得到可靠的结论。

四、断层的工程地质评价

由于断层的存在,破坏了岩体的完整性,加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育,对工程建筑主要产生如下影响:

1、断层是软弱结构面(带),应力集中,裂隙发育,岩石破碎,整体性差,岩石强度和承载力显著降低。

2、断层陡壁岩体不稳定,易崩塌,易滑动。

3、断层上下两盘岩性有差异,坐落于两盘的建筑物易产生不均匀沉降。

4、断层可能富水,施工中可能涌水,但富水性强的断层带是良好的供水地。

5、在新构造运动强烈地区,断层可能激活,并诱发断层地震。

因此,断层带对工程建设不利,影响地基稳定性,应尽量避开,必须修建时,应查清情况并采取适当工程措施。