断层是破裂面两侧岩块有显著位移的断裂构造。断层往往由节理进一步发展而成，就其力学性质来源，它们并无本质区别。断层的规模可大可小，小的可出现在手标本上，大的长达数百千米甚至上千千米，宽可达几千米，且切割深度可能深达上地幔，对工程岩体的稳定有显著影响。
1.断层的几何要素
断层的几何要素，包括断层的基本组成部分以及与阐明其空间位置和运动性质有关的具有几何意义的要素（图2.10）。
图2.10 断层要素图
AB—断层线；C—断层面；E—上盘；L—垂直断距；DE—总断距；F—下盘
断层面：被错开的两部分岩块发生相对滑动的破裂面。断层面有的平坦光滑，有的粗糙，有的略显波状起伏。断层面的走向、倾向、倾角等产状要素的测定与岩层产状一样。有时断层两侧的运动并非沿一个面发生，而是沿着由许多破裂面组成的破裂带发生的，这个带称为断层破碎带或断层带。破碎带两侧还可能有受断层影响、节理发育或发生牵引弯曲的部分，叫影响带。
断盘：断层面两侧相对移动的岩块。若断层面是倾斜的，则在断层面以上的断块叫上盘，在断层面以下的断块叫下盘。按两盘相对运动方向分，相对上升的一盘叫上升盘，相对下降的一盘叫下降盘。上盘既可以是上升盘，也可以是下降盘，下盘亦如此。如果断层面直立，就分不出上、下盘。如果岩块沿水平方向移动，也就没有上升盘和下降盘之分。
断层线：断层面（或带）与地面的交线，即断层在地面的出露线。它可以是一条平直的线，也可以是一条曲线。断层线的形状取决于断层面的产状和地形条件。
断距：断层沿断裂面相对错开的距离，可以据两盘中相当点（在断层面上的点，未断裂前为同一点）或相当层（未断裂前为同一层）进行测量或计算求取，即为总断距。总断距的水平分量为水平断距，铅直分量为铅直断距。
2.断层分类
与构造节理一样，根据断层走向与两盘岩层产状的关系，可将断层分为走向断层、倾向断层和斜交断层。根据断层与伴生褶皱（或区域构造）的关系，将断层分为纵断层、横断层和斜断层。以下介绍按两盘相对移动特点划分的断层的基本形态类型。
正断层：上盘岩块沿断层面相对下移，下盘相对向上移动的断层［图 2.11（a）］。其断层面一般较陡，倾角多为 45°～90°。正断层一般是地壳处于与断层走向线垂直方向的水平拉伸状态的结果。
图2.11 断层类型示意图
逆断层：上盘沿断层面相对向上移动，下盘相对向下移动的断层［图2.11（b）］。它一般是因为受到两侧近于水平的挤压应力作用而形成的，故多与褶皱构造伴生。倾角大于 45° 的称为高角度逆断层；倾角小于 45° 的为低角度逆断层，或称为逆掩断层。规模巨大且上盘沿波状起伏的低角度断层面作远距离（数千米至数十千米）推移的逆掩断层称为推覆构造或辗掩构造。
平移断层：断层两盘基本上沿断层走向作相对水平移动的断层［图 2.11（c）］，也叫走向滑动断层或平推断层。平移断层可能是由于水平挤压，顺平面X 剪裂面发育而成；也可能是由于不均匀的侧向挤压，使不同部分的岩块在垂直于纵向逆断层和褶皱枢纽的方向上，作不同程度的向前推移而形成。平移断层有左旋和右旋之分。当沿垂直于断层走向观察时，对盘向左方移动（即逆时针方向旋转）的叫左旋平移断层，反之对盘向右方移动（即顺时针方向旋转）的称为右旋平移断层。
由于断层两盘相对移动有时并非单一的沿断层面作上、下或水平移动，而是沿断层面作斜向滑动，所以需将正断层、逆断层和平移断层结合起来给断层命名。例如：正-平移断层，表示上盘既有相对向下的移动，又有水平方向的相对移动，即斜向下移动，但以平移为主；而平移-正断层的上盘相对斜向下运动是以向下移动为主。参考上述两种断层，逆-平移断层和平移-逆断层的相对移动特点也很容易判定。
3.断层的组合类型
在一个地区，断层往往成群出现，并呈有规律的排列组合。常见的断层组合类型有下列几种。
阶梯状断层：由若干条产状大致相同的正断层平行排列组合而成，在剖面上各个断层的上盘呈阶梯状并相继向同一方向依次下滑（图 2.12）。
图2.12 阶梯状断层、地垒和地堑
地堑与地垒：由走向大致平行、倾向相反、性质相同的两条以上断层组成（图2.13）。如果两个或两组断层之间的岩块相对下降，两边岩块相对上升则叫地堑，反之中间上升两侧下降则称为地垒。两侧断层一般是正断层，有时也可以是逆断层。地堑比地垒发育更广泛，地质意义更重要。地堑在地貌上是狭长的谷地或成串展布的长条形盆地与湖泊，我国规模较大的地堑有汾渭地堑等。
叠瓦状构造：一系列产状大致相同呈平行排列的逆断层的组合形式，各断层的上盘岩块依次上冲，在剖面上呈屋顶瓦片状依次叠覆（图 2.14）。
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图2.13 地堑和地垒
图2.14 叠瓦状断层
4.断层的野外识别标志
在自然界，大部分断层由于后期遭受剥蚀破坏和覆盖，在地表上暴露得不清楚。因此，需根据地层、构造等直接证据和地貌、水文等方面的间接证据来判断断层的存在与否及断层类型。
（1）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一个重要标志。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变化，背斜核部相对变窄的为下降盘，而向斜核部相对变窄的为上升盘（图 2.15）。
图2.15 断层横切褶皱核部立体示意图
（2）地层的重复与缺失。在层状岩石分布地区，沿岩层的倾向，原来层序连续的地层发生不对称的重复现象或者是某些层位的缺失现象，一般是走向正（或逆）断层造成的。地层重复与缺失的几种形式见图 2.16。断层造成的地层重复和褶皱造成的地层重复的区别是前者是单向重复，后者为对称重复。断层造成的缺失与不整合造成的缺失也不同，断层造成的地层缺失只限于断层两侧，而不整合造成的缺失有区域性特征。
图2.16 纵向断层造成部分地层的重复和缺失
（3）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。
擦痕和阶步：两者都是断层两盘岩块相对错动时在断层面因摩擦和碎屑刻画而留下的痕迹。擦痕常表现为一组彼此平行而且比较均匀细密的相间排列的脊和槽，有时可见擦痕一端粗而深，另一端细而浅，则由粗的一端向细的一端的指向即为对盘运动方向。在硬而脆的岩石中，有的摩擦面光滑如镜，称为摩擦镜面。阶步是指断层面上与擦痕垂直的微小陡坡，在平行运动方向的剖面上其形状特征呈不对称波状，陡坡倾斜方向指示对盘错动方向。
牵引构造：断层两盘沿断层面作相对滑动时，断层附近的岩层因受断层面摩擦力拖曳而产生的弧形弯曲现象。岩石弧形弯曲突出的方向大体指示本盘错动方向（图2.17）。
图2.17 断层带中的牵引褶皱及指示两盘的运动方向
伴生节理：在断层剪切错动产生的应力作用下，在断层的一侧或两侧岩层常相伴产生规律排列的节理或劈理，多呈羽状排列。其中，伴生张节理（T）与断层面斜交，其锐角指示本盘错动方向。伴生剪切节理可有两组，一组与断层面呈锐角相交（SL），锐角指向对盘滑动方向；另一组与断层面近于平行（S）。
断层岩：断层带中因断层动力作用被搓碎、研磨，有时伴有重结晶作用而形成的一种岩石。根据研磨程度以及重结晶作用所反映的结构构造特征，可分为断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等类型。
断层泥：在断层破碎带中常可见到厚度不等的泥状物质，脱水干燥后呈硬块状，它们是糜棱岩、碎裂岩或岩粉等经浸水风化而成，大多由亲水性较强的黏土矿物及石英等组成。断层泥压缩变形大、强度低，常给工程带来很大的危害。
（4）地貌及其他标志。较大的断层由于断层面直接出露，在地貌上形成陡立的峭壁，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，叫作断层三角面。断层的存在常常控制和影响水系的发育，并可引起河流遇断层面而急剧改向，甚至发生河谷错断现象。湖泊、洼地呈串珠状排列，往往意味着大断层的存在；温泉和冷泉呈带状分布往往也是断层存在的标志；线状分布的小型侵入体也常反映断层的存在。
5.断裂构造的工程评价
断裂构造的存在，破坏了岩体的完整性，加速了风化作用、地下水的活动及岩溶发育，可能在以下几方面对工程建筑产生影响。
（1）降低地基岩体的强度及稳定性。断层破碎带力学强度低、压缩性大，建于其上的建筑物由于地基的较大沉陷，易造成断裂或倾斜。断裂面对岩质边坡、坝基及桥基稳定常有重要影响。
（2）跨越断裂构造带的建筑物，由于断裂带及其两侧上下移动而产生不均匀沉降。
（3）隧道工程通过断裂破碎带时会发生坍塌。
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