斷層

斷層（英語：fault），指巖石斷裂時，兩側(cè)巖石顯著的相對位移。斷層大小不一大斷層可以貫穿整個巖石圈，而水平斷層可以綿延數(shù)千公里。

斷層是巖石或巖體受應(yīng)力變形時，斷層兩側(cè)的巖塊沿破裂面顯著移動的斷層構(gòu)造。在地貌上，大斷層往往形成裂谷和陡峭的懸崖，如著名的東非大裂谷、中國華山北坡的大懸崖。斷層一側(cè)上升的巖塊，往往成為快速生長的山脈或高地，比如中國的華山、廬山、泰山；另一側(cè)相對下沉的巖石往往形成山谷或低地，如中國的渭河平原、汾河谷地。在斷層構(gòu)造帶，由于巖石破碎，容易風(fēng)化侵蝕，往往發(fā)展成溝谷、河流。

斷層的形成

斷層在構(gòu)造運動中廣泛發(fā)育。它大小不一、規(guī)模從不足一米到數(shù)百米不等、上至千米。但都破壞了巖層的連續(xù)性和完整性。巖石通常在斷層帶破碎，容易被風(fēng)化侵蝕。溝壑通常沿著斷層線發(fā)展，有時會出現(xiàn)泉水或湖泊。

導(dǎo)致巖層斷裂錯動的力是什么？原來，地殼運動中產(chǎn)生的強大壓力和張力超過了巖石本身的強度，對巖石造成了破壞。巖石斷裂的交錯平面稱為斷層面。當兩條斷層中間的巖石相對上升，兩邊的巖石相對下降時，相對上升的巖石稱為地壘；經(jīng)常形成塊狀的山脈，比如中國的廬山、泰山等。而兩條斷層之間的巖體相對下降、當兩邊的巖石相對上升時，就形成了地塹，即狹長的坳陷帶。中國的汾河平原和渭河流域是地塹。

斷層對地球科學(xué)家特別重要，因為地殼塊體沿斷層的突然運動是地震的主要原因?？茖W(xué)家們相信：他們對斷層機制研究得越深入，就能越準確地預(yù)測甚至控制地震。

特大型斷層——圣安德烈亞斯斷層

斷層面：斷層的破裂面，即斷層兩側(cè)巖體沿其產(chǎn)生顯著滑動位移的面。。

斷層線：指斷層面與地面的交點，即斷層面在地面上的出露線，斷層線的延伸方向為斷層走向和延伸的消失點，稱為斷層的端點。

斷盤：斷層面兩側(cè)有相對位移的巖體稱為斷層（層）盤。當斷層面傾斜時，斷層面上方的稱為上壁，下方的稱為下壁；當斷層面近垂直時，與方位成正比，如東板塊、西盤等；根據(jù)兩個盤的相對運動關(guān)系，相對上升的盤稱為上升盤，相對下降的盤稱為下降盤。

斷距：兩個巖體沿斷層面相對滑動的距離。斷層距離的大小往往是衡量斷層規(guī)模的重要標志，斷層距離分為總斷層距離、水平斷層距離和垂直斷層距離。

1）根據(jù)斷層的力學(xué)性質(zhì)：

①壓性斷層，由壓應(yīng)力作用形成，走向垂直于主壓應(yīng)力方向，多為逆斷層形式，斷面平緩呈波浪狀，斷層帶較寬，常有斷層角礫巖。

②張性斷層，在張應(yīng)力作用下形成，走向垂直于張應(yīng)力方向，常為正斷層，斷層面粗糙，斷層面鋸齒狀。

3扭性斷層，在剪應(yīng)力作用下形成，與主壓應(yīng)力方向夾角小于45°，常成對出現(xiàn)。斷層面平整光滑，經(jīng)常出現(xiàn)劃痕。 

2）根據(jù)斷層兩個板塊之間的相對運動關(guān)系：1正斷層，下盤相對較低和下盤相對較高的斷層。2逆斷層，下盤相對下降，下盤相對上升的斷層。③平移斷層，即兩個巖體沿斷層面走向相對水平移動的斷層。④樞紐斷層，正、逆、平移斷層兩個板塊的相對運動都是直接運動。其實很多斷層往往會有一定程度的旋轉(zhuǎn)。 

破盤旋轉(zhuǎn)有兩種：一種是旋轉(zhuǎn)軸位于斷層的一端，這說明跨斷層走向的各剖面上的位移是不同的；另一種是轉(zhuǎn)軸位于斷層末端，說明轉(zhuǎn)軸兩側(cè)相對位移的方向不同，比如一邊是上盤上升，一邊是上盤下降。 

兩次旋轉(zhuǎn)都使得兩個板塊中原本一致的地層產(chǎn)狀不再平行一致。旋轉(zhuǎn)量大的故障可以稱為輪轂故障。

斷層可以孤立出現(xiàn)，但在一定范圍內(nèi)，往往是成群出現(xiàn)的。根據(jù)斷層的組合，主要有以下幾種類型：

階梯狀斷層和疊瓦狀斷層

幾條斷層大致平行走向，傾向大致相同，上盤沿同一方向逐級下降，稱為階梯式斷層；幾條斷層大致平行排列，沖斷方向相同，上盤依次上推，覆蓋一層疊瓦狀的斷層組合類型，稱為疊瓦狀斷層。

地壘和地塹

地壘是指兩邊的破盤相對向下，間歇盤相對向上的斷層組合形式；地塹是指兩側(cè)斷層盤相對上升，間歇盤相對下降的斷層組合形式。從地形上看，地壘往往成為巨大的山脈，如廬山和天山、阿爾泰山脈的許多大山。地塹常成為盆地、河谷，如陜西省的渭河河谷，歐洲的萊茵河谷。地壘和地塹有以下共同點：往往有兩條以上走向大致平行的斷層，大部分是正斷層，但也有逆斷層。3]地平線和地塹經(jīng)常一起出現(xiàn)。

環(huán)形斷層和徑向斷層

在平面上斷續(xù)呈環(huán)狀或放射狀分布的若干斷層組合稱為環(huán)狀斷層或放射狀斷層。是拉應(yīng)力形成的，多為正斷層。常見于穹窿構(gòu)造、中心式火山、巖石應(yīng)變覆蓋層頂部。

角度不整合法。在有地層角度不整合的地區(qū)，可以利用斷層和同時變形的地層、褶皺之間的關(guān)系決定了斷層的形成時期。斷層是在同時變形的地層中形成的（下伏地層）中最新地層之后、上覆地層不涉及同期變形地層中最老地層的形成年齡。 

穿插法。利用斷層和入侵（巖體、巖脈）利用脈體互穿關(guān)系確定斷層形成期。如果斷層是在侵入體之前形成的，就可能被侵入體切割；如果斷層是在侵入體后面形成的，它可能會穿過侵入體。通過確定侵入體和礦脈的形成時間，可以確定斷層是在侵入體或礦脈之前還是之后形成的。 

組合法。利用斷層與褶皺或其他地質(zhì)構(gòu)造的組合關(guān)系確定斷層的形成期。受同一構(gòu)造應(yīng)力場控制的構(gòu)造活動形成的褶皺、斷層之間存在有規(guī)律的幾何關(guān)系和成因關(guān)系。當這些構(gòu)造期確定后，還可以推斷斷層的形成時間。

在野外了解斷層及其性質(zhì)的主要標志是：

①地層、巖脈、礦脈等地質(zhì)體在平面或剖面上是突然中斷或交錯的。

2地層重復(fù)或缺失，這是斷層走向大致平行于地層走向的正斷層或逆斷層的常見現(xiàn)象當斷層傾角與地層傾角相反，或兩者傾角相同，但斷層傾角小于地層傾角時，地層重復(fù)表示為正斷層，地層缺失為逆斷層。

3擦痕，斷層面上兩塊巖石相互摩擦留下的痕跡，可以用來鑒別兩塊板塊的運動方向，進而確定斷層的性質(zhì)。

④牽引構(gòu)造。斷層運動時，由于斷層附近巖層的拖動而產(chǎn)生的局部弧形彎曲，其突出方向一般表示盤的相對運動方向。

⑤斷層角礫巖，由斷層的兩塊巖石碎塊組成、斷層泥被斷層運動碾成粉末的出現(xiàn)，說明這里有斷層。此外，根據(jù)地形特征（如錯斷山脊、斷層陡崖、水系突然改向）識別故障的存在。 

斷層是一種常見的斷層構(gòu)造，尋找固體沉積物，分析石油、斷層的研究在天然氣和地下水的運移和儲存大型工程的地基穩(wěn)定性評價以及地震的監(jiān)測分析和預(yù)測等方面具有重要的現(xiàn)實意義。