斷層構(gòu)造簡介

斷層兩側(cè)巖體的相對運動通常被簡稱為斷層活動。斷層常錯斷礦層與有經(jīng)濟價值的巖層，斷層又常是地下水、油氣、甚至巖漿人侵的通道，斷層的延伸或斷層兩側(cè)的錯動還常伴發(fā)地震，斷層兩側(cè)巖性的差異或高低起伏會在載荷下產(chǎn)生不等量的壓實沉降等，這些都會對工程與建筑產(chǎn)生不良影響，甚至造成重大災害。所以，許多工程部門都十分重視活動斷層的研究與斷層構(gòu)造的監(jiān)測。

正斷層多為張性斷層，順斷層走向延伸不太穩(wěn)定，斷面參差不齊，斷層破碎帶比較寬，其中夾有斷層角礫巖，兩側(cè)伴有張節(jié)理，并造成地層的重復。

逆斷層多為壓性斷層，斷層走向延伸比較穩(wěn)定或呈弧形彎曲，斷面比較平滑，發(fā)育斷層泥，兩側(cè)伴有與主斷層斜交的破裂(有稱人字型構(gòu)造)，并造成地層缺失。

平移斷層系斷層兩側(cè)在水平方向上發(fā)生了相對錯移運動。面向斷層的延伸方向，其右側(cè)相對向身后運動，稱其為右平移斷層;反之稱其為左平移斷層。

巖層或巖體在構(gòu)造應力作用下，發(fā)生破裂，并沿破裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。斷層在地殼中廣泛發(fā)育，常常構(gòu)成一定地區(qū)的構(gòu)造格架，區(qū)域性的大斷層不僅控制或影響區(qū)域地質(zhì)的結(jié)構(gòu)和發(fā)展，而且以其為背景形成區(qū)域成礦帶;礦區(qū)內(nèi)的斷層，有的控制著礦床分布、礦體的形態(tài)產(chǎn)狀和礦石品位的貧富，有的則對礦體起破壞作用，使礦床開采復雜化。對斷層的調(diào)查、觀察、測定其產(chǎn)狀要素、確定其類型、分析它與成礦的關系，對指導開采十分重要。

斷層要素：指斷層的幾何要素，包括斷層面、斷層線、斷盤、滑距、斷距等。(1)斷層面：即巖層或巖體的破裂和錯位面，其產(chǎn)出狀態(tài)由該面的走向、傾向、傾角確定。(2)斷層線：指斷層面與地面的交線，即斷層在地表的出露線。(3)斷盤：指斷層面兩側(cè)的巖塊。斷層面傾斜時，面的上側(cè)巖塊叫上盤；下側(cè)巖塊稱下盤；斷層面垂直時，則兩盤以方位命名，如東盤、西盤、南盤、北盤等。(4)滑距：指斷層面上同一地質(zhì)現(xiàn)象點錯斷后的實際距離稱總滑距；總滑距在斷層面走向線上的分量叫走向滑距；總滑距在斷層面傾斜線上的分量為傾斜滑距；總滑距在水平面上的投影長度稱水平滑距。(5)斷距：斷層面上對應層之間的垂直斷距；對應層間的水平距離稱水平斷距。

斷層的工程地質(zhì)性質(zhì)：①逆斷層面呈舒緩波狀，有時有鏡面，擠壓面常集中出現(xiàn)構(gòu)成擠壓帶，斷層面礦物定向排列，抗剪強度低，常具有隔水性能。②正斷層面粗糙，有時呈鋸齒狀，抗剪強度較逆斷層高，透水排水性能好，常為地下水的通道，在石灰?guī)r地區(qū)容易沿其形成喀斯特洞穴。③平移斷層面平直光滑，有鏡面，產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾角一般較陡，延伸長，在平面上常成X形分布，抗剪強度亦較低。

以斷層為遮擋條件而形成的油氣藏稱為斷層油氣藏。斷層油氣藏是另一類重要的構(gòu)造油氣藏。就圈閉的形成和油氣聚集而言，斷層油氣藏比背斜油氣藏復雜得多。斷層對油氣藏的形成具有雙重作用，既可以起封閉遮擋作用，也可以起通道和破壞作用，這要從斷層的發(fā)育史與沉積及聚油期關系來研究。同一斷層在深處和淺處的作用不同，在不同的地質(zhì)時間其作用也不同。

斷層油氣藏能否形成，主要取決于斷層的封閉性，從構(gòu)造平面圖上看，斷層線必須位于儲集層的上傾方向，且與構(gòu)造等高線或巖性尖滅線相閉合；從剖面上看，斷層與儲集層要有恰當?shù)呐渲藐P系。

有時，儲集層上傾方向相接觸的巖層，雖然不是非滲透的巖層，但由于斷層本身具有封閉性，也可形成斷層油氣藏。當斷開的地層巖性較軟時，在斷裂過程中。就可以產(chǎn)生大量的斷層泥，使斷層具有封閉性。儲集層上方的粘土巖，沿斷面向下塑性流動，也可使斷層具有封閉性

此外，在斷裂帶內(nèi)，由于地下水作用，水中溶解物質(zhì)沉淀，將破碎帶膠結(jié)起來，可起封閉作用。如果斷裂帶內(nèi)運聚有石油，由于原油被氧化形成的固體瀝青等物質(zhì)也可起封閉作用。

斷層油氣藏的分布是有規(guī)律性的，廣泛分布在深部膏鹽沉積發(fā)育地區(qū)、褶皺作用強烈的地區(qū)，以及裂陷作用強烈的裂谷帶。渤海灣盆地中的斷層油氣藏就非常發(fā)育，且常成組成帶出現(xiàn)。

根據(jù)斷層、地層、巖性三者的組合關系，可把斷層油氣藏分成如下4種基本類型：

1.斷層與鼻狀構(gòu)造組成的油氣藏

在區(qū)域單斜背景上，常發(fā)育有鼻狀構(gòu)造。如果鼻狀構(gòu)造的上傾方向被斷層所封閉，其中又聚集了油氣，即為斷層與鼻狀構(gòu)造組成的油氣藏。濟陽坳陷永安鎮(zhèn)油田永12斷塊油藏即屬該類油氣藏。

2.彎曲或交叉的斷層與傾斜地層所組成的油氣藏

在單斜地層的上傾方向，被一個向上傾方向凸出的彎曲或交叉斷層所封閉，其中聚集了油氣，即形成這種類型的油氣藏。濟陽坳陷東辛油田有很多這種類型的油氣藏。

3.兩個彎曲斷層兩側(cè)相交組成的油氣藏

由兩個彎曲斷層兩側(cè)相交，將儲集層包圍在其中，即儲集層的四面都為斷層所封閉，如有油氣聚集，即形成此種類型的油氣藏，我國濟陽坳陷東辛油田中的一些油氣藏屬此類斷層油氣藏。

4.由斷層、巖性尖滅和傾斜地層所組成的油氣藏

單斜地層的上傾方向為非滲透層和斷層所封閉（非滲透層和斷層都起部分封閉作用，缺一不可），所形成的圈閉中聚集了油氣，即成為此種類型油氣藏。青海柴達木盆地冷湖油田一些斷塊油藏屬此類斷層油氣藏。

逆沖斷層系統(tǒng)是指幾何學、運動學和動力學機制上密切相關的·由兩個以上的逆沖斷層及相關的沖斷席組成的沖斷層帶，包括雙重逆沖構(gòu)造、疊瓦狀障斷系和三角帶等構(gòu)造樣式。

逆沖斷層雙重逆沖構(gòu)造

雙重逆沖構(gòu)造是由底部的底板逆沖斷層和頂部的頂板逆沖斷層及此于其問的次級疊瓦式直沖斷層和斷片組合而成的逆沖斷層系統(tǒng)，簡稱雙重構(gòu)造(duplex).頂板逆沖斷層和底板逆沖斷層在前鋒和后緣匯合·構(gòu)成一個封閉體系。如果各處瓦狀次級斷層在上部沒有連成頂板逆沖斷層，則構(gòu)成疊瓦扇。雙重構(gòu)造的疊瓦斷片形態(tài)可以呈膝折式撓曲，也可形成拉長的背斜一向斜對。根據(jù)斷片產(chǎn)狀、次級差沖斷層傾向及其排列關系，可將雙重構(gòu)造分為傾向眼陸式(后傾式)、傾向前陸式(前ffi式)和背形勢發(fā)式(疊瓦堆垛)了種型式。三種類型中以傾向腹陸式最常見、在走向上雙重構(gòu)造斷交塊可以變成分支斷層或者是疊瓦扇。雙重構(gòu)造的成因模式一般假定為一前展式或背馱式逆沖斷層發(fā)育序列，每條較早的斷層疊置在較晚的斷層之上·每個沖斷席(斷交石)內(nèi)的地層呈寬的S或Z字型，首尾均被斷層切斷，形成一個小型的斷彎褶皺。

逆沖斷層疊瓦狀沖斷系和疊瓦扇

疊瓦狀沖斷系由一系列形狀、大小相近和傾向一致的直沖斷層組成，逆障斷層之間的沖斷席體呈疊瓦狀。如果一系列傾向一致的逆沖斷層向下產(chǎn)狀逐漸變緩并歸并于底部的逆沖斷層，向上呈扇狀發(fā)散·則稱之為疊瓦扇(imbricatethrust fan).最大位移量位于前端的疊瓦扇稱為鋒緣逆沖斷層系(leading thrustsystem)，最大位移量位于尾端的疊瓦扇稱為尾絳逆沖斷層系(trailing thrust system），

疊瓦狀障斷系可以是由一疊加的斷展褶皺系統(tǒng)構(gòu)成，也可以由具有前緣分叉線的雙重構(gòu)造經(jīng)剝蝕而形成，疊瓦狀沖斷系內(nèi)的斷層一般有一個發(fā)育的時網(wǎng)序列，若逆沖斷層的活動時間沿沖斷方向變新，則稱為前腿式或背馱式逆沖斷層，反之則稱為后展式逆沖斷裂。此外在疊瓦狀沖斷系的發(fā)育過程中，常常形成與主逆沖斷層逆沖方向相反的次級斷層，稱為反沖斷層或者后沖斷層。逆沖斷層與相鄰的逆沖斷層相背逆沖，其間的斷夾塊則形成所渭的沖起構(gòu)造。若相對逆沖，其間的斷夾塊則構(gòu)成直沖三角帶構(gòu)造。

逆沖斷層三角帶或構(gòu)造楔

三角帶(triangle zone)或構(gòu)造楔(tectonic wedge)由兩個相互連接的、逆沖方向相反的逆沖斷層區(qū)段川限的一個楔形區(qū)構(gòu)成。這兩個斷層區(qū)段可以是兩個斷坡段、也可以是分別是斷坡和斷坪，兩者的交點即楔端點。沿兩個斷層段的滑動調(diào)節(jié)著慌端點傳播引起的變形，形成褶皺。三角帶或構(gòu)造楔的基本特點是在三角帶沖斷系中前沖斷層和后沖斷層同時發(fā)育，地層在座形體端點限制的活動相面之內(nèi)發(fā)生褶皺變形；后沖斷層的下盤發(fā)生褶皺，同時前降斷層向前陸方向的滑移致使上盤地層抬升，此類背斜具有指示意義，可作為判斷深部構(gòu)造鍥形體存在的直接依據(jù)。