断层的类型及研究现状

刘浩　刘瑞

摘 要：断层在我们工程应用中有着重大的影响，对断层进行分类，并对研究现状进行总结分析。可为今后断层的研究，以及活断层引发的地质现象的研究提供了可靠地理论依据。

关键词：断层；活断层； 现状

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.114

1 引言

由于我国是一个地质灾害多发的国家，海啸，地震，泥石流，矿难等等频繁的发生严重威胁人们的生命财产安全，这些灾害产生不仅是动力地质条件的原因，还有人为的影响，所以我们必须研究并了解断层及其形成机制。对那些在地质方面有浓厚感情的学者或科学家而言断层的研究是任重而道远的，由于地震是因为地下岩层受力达到一定程度后产生断层并且顺着断层突然的运动，所以研究断层的形成机制对发现地震的产生有重大意义。在地质学家眼里：地震和断层间的联系是密不可分的，两者大多数同时出现。并且他们有信心：随着科学技术的不断前进，仪器越来越先进，对于断层的了解及其形成机制不断加深，在地震造成的损失会极大的降低，更有甚者相信有一天我们能阻止地震的发生。近些年来我们对于断层的认识已经取得了很大的前进。有学者认为地下不断出现的一些对我们生活生产没有造成危害的较小型地震，比如火山地震，陷落地震等。通过对他们的研究，发现大地震产生所必需的条件，并且像拆解炸弹一样解除这些潜在威胁，进一步实现对有威胁的大地震的控制和不能控制的大地震的预报[1]。

当然这只是一方面，在采矿过程中研究断层，可以确定采掘方向，降低风险。对于汽液能源，比如天然气、瓦斯、石油等对于石 油和天然气来说，断层为其提供了很好的运输巷道[2]。断层构造与地下水运移和存储也密切相关，它的研究对于我们开采地下水源有重要作用。一句话，学习地质研究地质构造，都必须在断层方面作大手笔，只有这样我们才能学好地质，更好的造福人类。

2 断层的分类

断层的定义——两盘出现一定位移的裂隙，可是现实是，大自然中有相对位移的裂隙是一定不存在的，同时断层的数量比节理的数量要少很多。它反应了从裂隙发展至断层还要一定的力学条件。说明了地质体出现了破裂或者在后来由于裂隙的出现，地质体所受应力情况也会出现变化，裂隙附近的两盘也会由应力的改变发生了一定位移从而引导了断层的出现。

当地下岩石的上覆压力达到一定程度后岩石会出现断裂，断裂在产生之后，并且两盘沿断裂面出现了相对位移，这种地质现象称为断层。下面我们着重介绍断层的类型。

（1）由断层两盘的相对位移方式断层有如下三种分类方法：

① 正断层：断层的上盘部分沿断裂面有明显的相对下降、下盘相对上升情况的断层。

② 逆断层：断层的上盘部分沿断裂面有明显的相对上升、下盘相对下降情况的断层。

③ 平推断层：当岩土体在水平方向受到钮应力影响时，断裂面附件的两盘出现相对水 平位移的断层。

（2）由断层走向和所切割的岩层走向间的情况断层可以分为如下三种：

①走向断层：断层的走向与其所切割岩层走向大概相同的断层。

②倾向断层：断层的走向与其所切割岩层倾向大概相同的断层。

③斜交断层：断层的走向与其所切割岩层走向出现斜向相交的断层。

（3）根据断层组合分类

常见的断层的组合有地堑、地垒、阶梯状构造和叠瓦状构造。

①地堑：由两条或两条以上走向平行、倾向相对的正断层组成，致使中间岩块相对下降，两侧岩块相对上升的组合类型。

②地垒：由两条或两条以上定向平行、倾向相背的正断层组成，致使中间岩块相对上升，两侧岩块相对下降的组合类型。

③ 阶梯状构造：由两条或两条以上产状基本一致的正断层组成，在剖面上呈阶梯状向同一方向依次下降的组合类型。

④ 叠瓦状构造：由两条或两条以上产状基本一致的逆断层组成，在剖面上呈叠瓦状向同一方向依次上推的组合类型。

各种规模不同的断层的组合，较大者往往控制着区域地貌形态，较小者对矿产资源的赋存状态起着一定的控制和影响作用。一般情况下，被断层抬高了的煤层易于遭受剥蚀，断到深处的煤层易于保存；对于埋藏较深的煤层，相对上升的一盘可以将深部煤层抬高，扩大了煤层的可采范围，相对下降的部分使煤层埋藏更深，从而缩小了当前技术条件下的可采范围。

3 断层形成机制的研究现状

安德森等人通过研究，将断层根据所受力的不同分为正断层、逆断层、平移断层这三种性质不同且应力状态也不一样的断层。并由此提出来安德森断裂模式。它主要揭示了断层空间受应力中的主应力近似与陆地平面呈直角，造成此现象的主要原因是陆地平面与大气之间没有剪应力。

杨磊[3]等地质学者在正断层研究方面取得了很大的成就。他们经过将正断层进行形成机理研究，得到了正断层断层面左右的受力特点。并且通过更加深入的研究成功的发现了断层泥[4]的一些特性。比如其在控制断层的封闭性断层中起着重要的作用。

由于断层为油气等提供了良好储存空间，所以深入的研究了解断层的特征对于寻找，发现地下油气的流动特点，有极其重要的作用[5]。世界上很多对地质有深刻见解的学者以及科学家都对断层的封闭性研究充满兴趣，不过由于研究的难度有些大，没能彻底揭露封闭断层的面纱，不过在对其研究的道路上已经迈出了坚实的步伐。相信在不久的将来这一难题必将会被不断努力的学者们攻下。

在中国地质界就有这样的一群正在进行封闭断层研究的学者；陈世佳[6]等，通过长期不懈的努力，发现了断层在各个地史时期对油气有不同的影响。侯读杰等人[7]在不断的研究中得出了小断层同样也拥有封闭性。

彭苏平等人在对正断层周围煤岩的显微裂隙，孔隙的观测、和力学实验以及数值模拟分析研究后，表明中国煤的力学性质以及矿压分布受正断层的作用。成果揭示了：正断层周围煤岩体破碎，伴随着距断层面距离的不断减小煤岩体内部的裂隙发育情况逐渐增强，靠近断层的岩体硬度较低。

活断层[8]我们都不陌生，它是大型地震产生的根本原因。早在上个世纪初，他就被人们提出，起初大家对于他没有太多的重视。半个世纪之后，伴随着多次破坏型地震的发生，他再次成为了我们研究的重点；比如著名的唐山大地震受灾最严重的地段就在活断层之上。美国原子能委员会在20世纪70年代对活断层作了定义，并且之后又加以完善。如今在工程地质中，大型建筑的兴建都将活断层的影响纳入选址条件。在中国，近20年来，活断层的研究现状和研究的方法得到了极大地进步。例如李启彤[9]在1991对活断层的活动度以及危险度作了定义。

断层的研究随着时间的推移。科技的进步，研究的方向会更加广阔，比如11在断层的封闭性方面，早在20世纪60年代就被国外地质学者Smith D A{1966}提出，经过半个世纪几代地质人的努力，我们在封闭断层研究方面取得了长足的发展。只要我们不断努力，不惧艰险，勇往直前，我相信在不久的将来我们会对断层有更多的了解，从而更好的造福地球保护人类财产生命安全。

参考文献：

[1]黄醒春，卢海星.复杂断层扰动下的原岩应力场的数值分析与评价[J].岩土工程学报，2000，22（03）：327-331.

[2].Muller W，Wutele M.Gebirgmechanische Modelltechniken zur Simulierung streckenartiger Hohlratume unter Berucksichtigung hoher Konvergenzen[J] Berghau，1994（09）：394—01.

[3]杨磊，綦耀光，任旭虎，刘新福，孙志信.正断层形成机理及其对断层泥的控制作用[J].新疆石油地质，2011（02）.

[4]刘静，芦淑萍，孟祥超等.泥岩涂抹效应及对断层封闭性的控制作用[J].新疆石油地质，2010，31（06）：579-581.

[5]断裂结构面对回采工作面矿压及顶板稳定性的影响[J].煤田地质与勘探，2006，34（03）：24-27.

[6]陈世加，冉乙钧，路俊刚等.红车断裂带断层封闭性的地球化学研究[J].西南石油大学学报：自然科学版，2008，30（01）：21—24.

[7]侯读杰，朱俊章，唐友军等.应用地球化学方法评价断层的封闭性[J].地球科学--中国地质大学学报，2005，30（01）：97—101.

[8]谭周地.活动断层的工程地质评定[M].工程地质环境，长春：长春出版社，1999.

[9]李起彤.断层活动性定量评定之现状与展望[J].国际地震动态， 1994（05）.

作者简介：刘浩（1992-），男，安徽寿县人，硕士，从事矿井地质研究。