学习任务区域性大断裂的识别与分析

在遥感图像上解译出的大量线性构造在研究时需要作进一步的统计和归纳分析,以便正确地认识一个地区的断裂、线性构造的发育特点和空间分布规律。
(一)线性构造的空间分布规律
同一应力场作用下形成的断裂线性构造,其空间展布的特点主要表现为:
1.平行等间距分布
在同一地区同一应力场作用下形成的同一规模、同一性质、同一方向的线性构造在空间上具有平行等间距分布的规律,这种分布规律具有区域性特点,与水平挤压地应力波动传递方式有关。线性构造的规模与其间距成正比,规模越大,间距越大。在一定范围内应用平行等间距分布规律可以预测隐伏断裂的存在位置,还可以作为推断线性构造规模大小的依据之一。
2.网格状分布规律
在小比例尺卫星图像或其镶嵌图上解译出的区域性或全球性的线性构造常常呈现为网格状的图形。有些学者认为,这是由于地球自转产生的南北向压应力而形成的具有全球性分布的北西和北东向展布的两组剪切构造及南北向的张性和东西向的压性线性软弱带。有些学者认为,不同陆块上北东向和北西向两组剪切线性构造角度的偏差,可能指示了不同陆块之间相对的漂移运动。
3.模式组合规律
一些局部的构造的解译,可能找到类型上一些线性构造组合模式。如果能把这种组合模式与大区域构造应力场所形成的线性构造区分开来,从而能帮助对局部构造的识别,这对隐伏构造解译尤为有用。如图8-12所示,小侵入体或火山管道上方常产生放射状模式;较大的侵入体或大盐丘顶部可能形成一种空心的环状-放射状模式;紧闭背斜轴部可以发育平行的张性断裂;开阔背斜轴部常产生张性断陷构造;盐丘褶皱上的断裂在其尾部常具有向外张开分叉的趋势;在时代较新的盐丘及穹窿构造的边缘常出现断续的环状-放射状断裂。

图8-12 构造模式图

利用线性构造的平面组合模式可以作应力场分析及断裂性质、类型、构造形成序次等研究。把线性构造平面组合形态与构造力学结合起来,按照一定的应力模型对线性构造作必要的分类、筛选和赋予相对时代的含义,对正确认识区域构造特征具有重要意义。
(二)线性构造统计分析方法简介
为半定量或定量地研究线性构造的空间分布规律,通常基于概率论并应用数理统计的方法来研究线性构造的长度、密度、频率、方位等特征。这些统计分析资料,有利于降低目视解译中主观任意性带来的影响,还便于和物化探资料对比分析和进行多源地学数据的综合处理。线性构造统计分析的基础资料是遥感图像线性构造解译图或计算机自动检测提取的线性构造图,分析所用的基本数据是线性构造的长度、方位和数量等。在分析中一般把线性构造都作为直线段看待。随着计算机技术的引入,线性构造统计分析的速度和效率得到大大的提高,并且统计方法也越来越多,如方位分析、密度分析、偏差指数分析、方位异常度分析、优益度分析、空间距离测度分析、趋势面分析等等(庄培仁等,1986;王润生等,1992)。下面介绍两种常用的方法:
1.方位分析
方位分析的目的是了解区域或局部线性构造展布方向的特征。全区方位分析是在全区线性构造解译图上统计各方位(角度)区间内线性构造的条数或总长度,根据线性构造数量的多少,角度间距一般以5或10°为宜;局部方位分析是将全区线性构造解译图按一定的网格划分出统计单元,统计每个网格中的上述数据。一般将统计数据用玫瑰花图或直方图表示。
玫瑰花图是在半圆内(180°空间)或圆内(360°空间)按角度区间,以半径表示线性构造的条数或总长度,从而作出方位-长度玫瑰花图或方位-频数(条数)玫瑰花图。在作玫瑰花图时,可以按一定间距的规则网格作出规则分区的玫瑰花图,也可以按地质单元、构造单元或自然地理单元作出不规则分区的玫瑰花图,用来对比不同单元中构造特征的差异。直方图多用来作全区方位分析,其作法是以线性构造方位角为横坐标,各方位区间内线性构造的频数(条数)或长度和为纵坐标,可作出方位一频数直方图和方位-长度直方图。上述图件可以用以确定线性构造方位分组,了解区内线性构造优势方位,作区域构造应力场分析的辅助资料,区分区域构造和局部构造的关系等。
在方位分析时应注意,在不同比例尺的图像上或不同尺寸的采样网格上取得的统计分析结果会有差异的,这可能反映了区域线性构造(大型断裂构造)和局部线性构造(断层、节理)之间的序次关系;也可能是不同比例尺遥感图像对线性构造抽象能力不同有关。
2.密度分析
密度是指每一统计网格单元内线性构造的总长度或总条数或线性构造结点数等,这些统计数据常用等密度图(密度等值线图)来表示,还可以借助图像处理技术变换成灰度图像或彩色图像。线性构造等密度图反映了线性构造空间密度分布的数字特征和结构特征,这些特征可以提供隐伏构造、深部构造信息和提供找矿线索。
等密度图的基本作法是以一定的采样网格(一般采用正方形网格)对线性构造图采样,计算每个网格(即单位面积)内线性构造的总长度或总条数或不同方位线性构造交点数,将这些数据置于各网格的中心,然后以这些数据选择合适的密度间隔插值作出相应的平面等值线图。如线性构造长度(或条数)等密度图,线性构造结点(交叉点)等密度图。在实际工作中既可作全方位线性构造等密度图,也可以作某一方位线性构造等密度图(如南北向、东西向、北东向、北西向),用来研究这一方向线性构造的发育规律、分带特征等。此外,还可以在同一张线性构造图上采用不同大小的采样网格作出一系列等密度图以分析不同规模的线性构造特征,一般所划分的采样网格的尺寸应与所要研究的线性构造的规模大体相当,如研究断层、节理等分布特征时可采用较小的网格,研究区域大型断裂构造分布特征时宜采用较大的网格。有时在统计过程中常对大型线性构造赋以一定的加权值,以达到突出区域大型线性构造的目的。
对线性构造统计资料的解释和分析应用,是遥感构造工作重要内容。解释和分析一定要:第一,根据地质实际来进行正确解释;第二,在紧密围绕研究工作的目的来进行。
线性构造的方位统计资料,通常可以回答研究区的线性构造优势方位、分组特点。与地面地质配合,有时还可以有助于对区域构造应力场的分析。对密度统计资料的分析应用,随具体情况而异。通常高密度异常区常代表断裂或褶皱的发育部位,低密度异常区可能代表构造相对稳定的地块或第四系覆盖区,呈面状分布的高、中、低密度区常与一定的岩性分区有一定的对应关系。其次是进行密度异常区的形态结构分析。按高密度及低密度圈闭区等值线的形态、延伸方向、密度梯度带的延伸方位等可以确定区内主要线性构造的发育部位及分带性等。如单向延伸的高密度区或密度梯度带可能代表着大型断裂构造或隐伏断裂构造的分布位置及延伸方向;外围为低密度区、中间为高密度区或外围为高密度区、中间为低密度区的环形闭合等值线可能表明隐伏的穹窿构造或等轴状侵入体、火山机构等环形构造的存在;单向延伸的高密度异常区的相间分布代表了线性构造的分带性等。此外,对线性构造等密度图的解释还应结合所掌握的地质资料和物化探等资料,特别是与相应比例尺的航磁图、重力资料进行对比,以揭示深部构造特征,与相应比例尺的化探资料对比,来分析控矿构造和容矿构造的特征等。

反射波资料的解释包括构造解释、地层解释和岩性解释三方面的内容。其主要任务是 将处理后的时间剖面，结合地质、钻探、测井等有关资料，推断地下构造和岩性，绘制相 应地质成果图件。这里主要介绍地震资料的构造解释。
地震资料的构造解释是以水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要资料，进行波的对 比和追踪，解释剖面上的各种地质构造现象，确定其性质、产状和位置，绘制深度剖面 图、地震构造图、等厚图等相关图件。
（一）时间剖面的对比
时间剖面是地震资料解释所依据的基础资料，是经过动校正后的t0时间剖面——沿 测线任意一点向下读取的时间，相当于在该点自激自收得到的反射界面t0时间。因此时 间剖面上反射波同相轴的形态与反射界面的形态是一致的。一般说来，在时间剖面上可以 定性地了解沿测线的地质构造概貌。但由于时间剖面还不是深度剖面，更不是地质剖面。因而除地层水平及构造简单地区外，它所反映的一些地质现象不论在深度上还是在水平位 置上都有偏移，并且在构造复杂地区还会出现假象。进行时间剖面解释时，须充分考虑这 些情况。
时间剖面的对比，实际上就是利用地震波的动力学和运动学特点，识别和追踪某一界 面有效波的过程，是地震资料解释中的一项最重要的基础性工作。波对比的正确与否关系 到最终成果的可靠程度。
1.波的对比标志
（1）振幅标志——显著增强
地震波记录经过一系列提高信噪比处理以后，有效波振幅一般都大于干扰波振幅，并 且沿测线的衰减是逐渐的。
（2）相位标志——同相性
因同一界面的反射波到达相邻检波点的射线路径是接近的，故记录相同相位的时间也 相近（形象地说就是可以互相套起来），所以同相轴应有一定长度且是平滑的。另外，同 一反射波各相位的同相轴应彼此平行。
（3）波形标志——相似性
由于相邻道所记录的同一界面反射波的形成条件、传播路径及通过的介质等都是相近 的，因此当激发和接收条件及方式一定时，反射波的视周期、相位个数、包络线形状和各 极值间的振幅比等都应相似。
除以上基本标志外，时差（包括正常时差和倾角时差）特征也是波对比中的重要 标志。
2.实际对比方法
（1）统观全局，做到心中有数
对比工作开始之前，首先要收集并分析工区的地质、测井及有关物探资料，了解野外 采集和室内处理的方法，做到心中有数。
（2）从主测线开始对比
在一个工区有多条地震剖面，应先从主测线开始对比，然后从主测线的反射层引到其 他测线上去。所谓主测线是指垂直主要构造走向，有一定的长度且信噪比高、同相轴连续 性好的测线。
（3）重点对比标准层
对某条测线而言，可能有几个反射层，应重点对比标准层。所谓标准层是指具有较强 振幅、同相轴连续、可在整个工区内追踪的目的层。它往往是主要地层或岩性的分界面。
（4）相位对比
一个反射界面的地震记录往往有几个强度不等的同相轴，选其振幅最强、连续性最好 的同相轴进行追踪，这称强相位对比。若无明显的强相位，可对比全部相位，此称多相位 对比。
（5）波组和波系对比
波组是指由三、四个数目不等的同相轴组合而成的，或指比较靠近的若干界面所产生 的反射波组合。由两个或两个以上波组组成的反射波系列，称为波系。利用这些组合关系 进行波的对比，可以更全面地考虑反射层之间的关系。因为从地质的观点来说，相邻地层 的厚度、几何形态是有一定联系的；反映在时间剖面上，在时间间隔、波形特征等方面也 是有一定规律的。有时在剖面的某段长度内，因某种原因有的同相轴较差（振幅弱、连续 性差），可以根据反射波在剖面上相互之间总的趋势，确定是等时间间隔的还是逐渐减小 的，抑或是增大的，以好的波组控制差的波组进行连续追踪。
（6）沿测线闭合圈对比
两条测线交点处同一层面的法线深度相同，称为闭合。在时间剖面上进行波对比时，则是根据剖面交点处同一层面的法线反射时间（即t0）相等来闭合的。剖面闭合是检查波 对比正确与否的有效方法。在实际对比中，允许存在一定的误差范围，一般规定闭合差不 能超过半个相位。否则，追踪对比的就可能不是同一相位。若闭合圈中有断层，应把断距 考虑在内。导致剖面出现闭合差的原因可能是各测线完成的时间不同、地形测量误差、采 集和处理参数不一致等。
（7）利用偏移剖面进行对比
当地质构造比较复杂时，在水平叠加时间剖面上同相轴形态会比较复杂，这时可利用 叠加偏移剖面进行对比。但剖面间的闭合不能用二维偏移剖面，因为对于沿地层倾向的剖 面，反射波可以归位，而对于沿地层走向的水平时间剖面，倾角为零，偏移后反射波位置 没有变化，这样在测线交点处反射层就不能闭合。只有利用三维地震资料，才能使其 闭合。
（8）剖面间的对比
时间剖面初步对比之后，可以把沿地层倾向或走向的各个剖面按次序排列起来——纵 观各反射波的特征，了解地层及断裂等在纵、横向的变化，以有助于地质解释和绘制构造 图等。
（二）时间剖面的地质解释
时间剖面的地质解释包括：划分构造层；确定反射层的地质属性；了解地层厚度的变 化及接触关系；对断层等地质构造形迹作出解释。
1.断层的识别
断层是常见的构造形迹之一，断层识别是时间剖面解释的重要内容。
（1）断层在时间剖面上的主要特征
⊙反射波同相轴对比中断。这是断层在时间剖面上的基本特征。断层规模不同，反 射层位被错断的程度也不同：反射层位错断多的是大断层，同相轴数目错断少的为小 断层。
⊙反射同相轴数目突然增多、减少或消失，波组间隔骤然变化，断层下降盘地层变 厚，上升盘地层变薄甚至缺失。
⊙ 同相轴形状突变、零乱或出现三角空白带。这是由于断层错动使断层面两侧地层 产状发生变化，出现破碎带，以及断层面对下盘屏蔽所致。
⊙出现绕射波或断面波。在断层上盘反射层错断处一般可见清晰的绕射波，深大断 裂的断层面上常会产生断面波，如图1-42所示。它们的出现虽然使剖面记录复杂化，但 却是确定断层的重要依据。
⊙反射波同相轴发生分叉、合并或扭曲，这通常是小断层的特点。
（2）断层要素的确定
⊙断层面的确定。一个断层面的确定，最理想的是浅、中、深层都有断点控制，这 些点的连线就是断层面。
有时可利用特殊波来确定断层面。当浅、中、深层都有绕射波出现时，则各层绕射波 极小点的连线就是断层面。如果有断面波出现，在偏移剖面上它能正确归位，从而反映出 断层面的位置。
⊙断层升降盘及落差的确定。升降盘依据反射层在断层两盘的升降关系确定——反 射层较深的一侧为下降盘，较浅的一侧为上升盘。两盘的垂直深度差就是断层的落差。
⊙断层面倾角的确定。当测线与断层走向垂直时，时间剖面上断层的倾角为真倾角；当测线与断层走向斜交时，则为断层面视倾角。

图1-42 水平叠加剖面上的断面波和绕射波

2.几种地质现象在时间剖面上的特征
（1）地层不整合
地层不整合反映了区域性的地壳运动和沉积间断前后地层间的接触关系，是划分构造 层的标志。不整合分为平行不整合与角度不整合两种。
在地质上，平行不整合是指老地层经以上升为主的构造运动，呈水平状态出露于地 表，沉积间断并遭受较长时期的外动力地质作用，之后又垂直下降接受新的沉积，新老地 层产状一致，其间存在风化剥蚀面的地质形迹。平行不整合在时间剖面上较难识别，但可 根据剥蚀面凸凹不平，易产生绕射波和波阻抗不稳定致使反射波强度和波形变化较大等特 点加以识别。当剥蚀面上的凸凹点较密集时，绕射波沿水平方向排列呈波状，如图1-43 所示。

图1-43 侵蚀面上的绕射波

角度不整合是由于老地层经构造运动发生倾斜或褶皱，遭受一段时期的风化剥蚀后再 下降接受沉积，结果新地层覆于倾斜的老地层之上。角度不整合在时间剖面上的主要特点 是：不整合面上、下反射波同相轴以一定角度相交，不整合面下方的反射波相位依次被不 整合面上方的反射波代替。图1-44中的T1层与下伏地层即为角度不整合接触关系。不 整合面上也会有绕射波出现，但不像平行不整合那样突出明显。

图1-44 断层、角度不整合及超覆在时间剖面上的表现

（2）超覆和退覆
超覆和退覆是由于水体进侵与撤退造成的一种沉积类型，其往往存在于原始盆地的边 缘。当海侵发生时，新地层超越下面较老地层的覆盖范围，直接覆盖于古老的剥蚀面上，形成超覆现象；海退时，沉积范围变小。虽然新地层在老地层之上，但覆盖面积却逐渐缩 小，新地层不直接与剥蚀面相接触，形成退覆现象。
在时间剖面上，超覆表现为一组互不平行的反射层沿超覆方向逐渐靠拢，直至合 并——合并点就是超覆地层的对比终点。它和角度不整合的区别在于，超覆是不整合面之 上各地层的反射波依次被不整合面上的反射波所替换，即新地层依次被超覆的老地层反射 波所替换，图1-44中的T4层就超覆在T5层之上。
退覆现象在时间剖面上表现为上覆较新地层的反射波依次被下伏较老地层的反射波所 代替。
（3）古潜山
古潜山是指不整合面以下的古地形隆起，主要由碳酸盐岩地层组成。在一定条件下能 形成圈闭，如我国的华北油田就是以古潜山为主体的油气藏。
在时间剖面上，古潜山表现为相位强、频率低、相位数目多、相邻道时差大（地层倾 角大所致），常伴有绕射波和断面波等。情况比较复杂，解释时应参考叠加偏移剖面。
（三）地震勘探成果图件的绘制
1.深度剖面的绘制
深度剖面可以在前述的时深转换过程中绘出，亦可由人工方法绘制。虽然具体实现过 程不同，但其原理是一样的。这里主要介绍人工绘制深度剖面的原理和方法。
经过动校正和叠加处理的水平叠加剖面，每一记录道上的反射时间，可以看成是自激 自收的法向时间。假设反射界面的上覆介质均匀，或者上覆层系可以用平均速度为v的均 匀介质代替。那么，来自界面上任一点的反射时间t0i对应的法向深度为

勘探地球物理教程

在倾斜界面情况下，反射点位置应在以观测点为圆心，以法向深度为半径的圆弧上。选取若干个观测点，分别以各点为圆心，以各点的法向深度为半径画圆弧，圆弧的公切线 就是地震反射界面（图1-45）。此方法称t0法，亦称切线法。
实际上，这种作图方法与数字处理中的叠加偏移方法在原理上是一样的，只不过叠加 偏移是反射界面在时间域归位，而切线法是在深度域归位。

图1-45 t0法绘深度剖面


图1-46 交点法绘深度剖面

根据反射波时距曲线资料也可以绘制深度剖面。依虚震源原理，反射面是震源与虚震 源的对称面。反射波从震源到观测点的路径等于虚震源到观测点的距离。设图1-46所示 的测线上S1、S2、S3三个观测点接收到R界面上反射波的时间分别为t1、t2、t3；上覆层系的平均速度为 ，则波自虚震源O′至三观测点的路径长度分别为 。于是，分别以S1、S2、S3为圆心，以r1、r2、r3为半径画圆弧，各圆弧的交点即为 虚震源O′。连接O和O′，则OO′的中垂线即为反射界面。此方法称为交点法，亦称镜 像法。
在当前的资料解释中，一般只对联井测线、区域剖面、有油气显示或出油的典型剖面 作深度剖面，并进行地质解释。
2.地震构造图的绘制
地震构造图，就是用等深线（或等时线）及有关地质符号表示地下某一地震层面形态 的平面图。它反映某一地质时期地层的现今构造特征，是地震勘探的最终图件。因此，绘 制地震构造图是一项十分重要的工作。
依等值线参数不同，地震构造图分为等深度构造图和等t0构造图两大类。前者由深 度剖面的h数据直接绘制，后者由时间剖面的t0数据绘制。
（1）地震构造图绘制的步骤和方法
不论是等深度构造图，还是等t0构造图，绘制步骤基本相同，包括：选择作图层位 和比例尺；绘制测线平面分布图；沿测线读取数据（h或t0）；断裂系统的平面组合；勾 绘等值线。
一幅构造图只能反映地下某一层位的地质构造特征，但地震剖面上的反射层很多，不 可能也没有必要将所有的反射界面都绘出构造图。在一个工区作多少层构造图，一般依据 构造分层、质量情况以及勘探任务来定。如果工区内有几套不整合的沉积，就应在不整合 面上、下各选一个层位作图。
绘制构造图中最重要的工作是断裂系统的平面组合，即把属于同一断层的断点在平面 上组合起来，它是构造图的骨架，是绘制构造图的关键。断裂系统组合的原则如下：
⊙首先组合规模大、延伸长的主干断层；
⊙注意同一断层的特征在相邻测线上的相似性和渐变性（包括断层性质、产状、断 距等）；
⊙ 区域性大断裂一般平行区域构造走向，断层两侧的波组应有明显的差异；
⊙经断点组合后，剩下的孤立断点应是断距小、延伸较短的小断层；
⊙一些断点很清晰的断层，在平面连接时不能穿过无断点显示的剖面。
断裂系统平面组合之后，便可勾绘等值线。在勾绘中一般是从易到难，先勾出大致的 轮廓，然后再逐步完善。勾绘时将相同的高点或低点连接起来，组成背斜或向斜的轴 线——利用轴线位置勾绘等值线不但简便，而且勾出的图更为合理。在复杂的断块区，应 分断块勾绘。在勾绘中既要从所取的数据出发，又不应受个别数据的约束，重要的是绘制 的构造图应符合如下地质规律：
⊙单斜层上的等值线间隔应均匀变化，不能多线或缺线；
⊙两个正向（或负向）构造之间不能存在单线；
⊙正、负构造在无断层影响时，应相间出现，构造轴向大体一致；
⊙断层上升盘某点等值线的数值加该点的落差，应等于下降盘等值线数值；
⊙ 同一断层，在上、下层构造图上不能相交，而应重合或平行（深层则沿断层倾斜 方向偏移）；
⊙背斜构造被错断后，下降盘等值线范围比同深度上升盘的小，对于正断层，上、 下盘断点投影到地面上，水平位置错开；逆断层上、下盘断点投影到地面上，水平位置叠 掩，如图1-47所示。

图1-47 断层错开的背斜构造

（2）地震构造图的解释
地震资料的构造解释是在等深度构造图上进行的。由于直接绘制等深度构造图，在作 图前需要花费大量时间绘制深度剖面。另外作图中的传递误差也影响构造图的精度，所以 一般是先作出等时间构造图，然后对其进行空间校正转换为等深度构造图。这样既方便快 捷，效果又好。
在等深度构造图上，等深线的延伸方向就是界面的走向，垂直走向由浅到深的方向则 是界面的倾向。等深线间的距离反映地层界面的倾角；等深线密集处地层陡倾，等深线稀 疏处地层平缓；等深线近于平行均匀分布的地带为单斜构造。
环状圈闭的等深线代表倾没的背斜或向斜：深度值小的等深线居中为背斜构造，深度 值大的等深线居中为向斜构造，最外一条等深线圈出构造的闭合面积；三面下倾一面敞开 的等深线是鼻状构造的反映。
构造等深线不连续的地方是断层的反映，可从构造等深线间的关系和断层两盘投影线 之间的关系来讨论断层的性质：
⊙断层面倾角大小取决于断层落差和两盘投影距离：落差一定时，投影距离越大，断层面倾角越小；投影距离越小，断层面倾角越大。因此，直立断层在构造上为一条断层 线，倾斜断层显示为两条互相平行的断层线。
⊙上、下盘断层线间出现空白的为正断层，两盘断层线间等深线重叠的为逆断层。
⊙构造图上如出现两组以上不同方向的断层时，可根据断层的切割关系判断断层形 成的先后次序：其中被切割的断层为早期形成的断层，被限制的断层往往为晚期新断层。若两条断层同时形成，则被限制的一般为小断层。
3.等厚图的绘制
表示两个地震层位之间沉积厚度的图，称为等厚图。
在作等厚图时，要把画在透明纸上的两个层位的真深度构造图叠合在一起，在一系列 等值线交点上计算它们的深度差值，然后把差值标在另一张平面图的相应位置上，再对它 们绘等值线，结果就是等厚图。
在等厚图上，如果发现在某个方向厚度有明显增大的趋势，则可推断在沉积期间，这 个地区是向该方向倾斜的，或者说该方向为沉积物来源方向；如果褶曲的地层厚度一致，说明褶曲发生于沉积之后；而顶薄翼厚的沉积，可能是与构造同期发育的，在沉积期间伴 随构造活动。
等厚图是根据不同地质时期地层沉积的厚度变化来研究工区构造发育演化史的一种重 要资料。

一、区域性大断裂的识别与分析

区域性大断裂规模大，空间延伸可达数百、数千千米，向下切割可达硅镁层，甚至切穿地壳岩石圈终止于软流圈，它是地球的巨大“伤疤”。它常构成区域断裂系乃至全球断裂系。具体识别标志有：

区域性大断裂是一条巨大而复杂的构造变动带，可由几条次级断裂并包含破碎带、劈理-片理化带、复杂褶皱带、复式岩浆岩带和混合岩化带构成，是地质构造发展演化不同区域构造单元的分界线；其内岩浆活动和成矿作用常表现为多期次、多类型、多矿种；它也是一条区域地球物理异常带，以及现代火山地震带；区域性大断裂近地表表现为正断层型（地堑）、逆冲断层型（逆冲推覆和薄皮构造），平移断层型的区域走向滑动断裂系，以及顺层断裂，而向深部转为韧性剪切带。

二、裂谷的识别与分析

（一）裂谷的识别

裂谷是1894年由格雷戈里研究东非裂谷提出的，它是在区域伸展隆起背景下形成的狭长断陷、切割深、发育演化期长的大-特大型正断层地堑组合型式。它是全球板块构造的一种类型。裂谷主要分为大洋裂谷（洋中脊）（大西洋）、大陆裂谷（东非裂谷）和陆间裂谷（红海裂谷）。威尔逊按板块构造观点将裂谷划分为以下几个阶段：

（1）胚胎期：大陆裂谷发育阶段，如东非裂谷、我国的攀西裂谷。

（2）幼年期：陆间裂谷发育阶段，以红海为代表。

（3）成年期：以大西洋海底裂谷为代表。

（4）衰退期：以太平洋为代表。

（5）终了期：以地中海为代表。

（6）遗迹期：以喜马拉雅山的地缝合线为代表。

世界著名的大陆裂谷是东非大裂谷（含红海陆间裂谷）（图6-54）。它自赞比亚河口向北延伸到红海，顺红海北上直达小亚细亚地中海，长约6000km。沿线发育一系列深大断裂并伴有大量基性、超基性岩体（图6-55），在地形上呈现峡谷、洼地、湖泊和边缘陡崖等地貌形态，这条裂谷也是一条巨大的火山地震带。人们普遍共识认为，东非裂谷南端正处于即将发生新洋壳的孕育阶段，是红海的雏形。

图6-54 东非红海裂谷带平面图

（据徐开礼等，1989）

图6-55 红海陆间裂谷剖面图

（据徐开礼等，1989）

上图为红海中段；下图为红海南段

（二）裂谷特征的分析

裂谷是由一系列正断层为主的地堑、半地堑组成的复杂地堑系，表现为断陷谷、断陷盆地等构造地貌；裂谷内部沉积一套巨厚的磨拉石建造碎屑岩，并伴有蒸发岩和火山熔岩、火山碎屑岩沉积；裂谷中存在浅源地震带、巨型火山带，火山带中有大陆溢流玄武岩、双峰式系列火山岩，以及巨大的负布格重力异常、负磁异常带。

学习指导

内生成矿物质均来源于地下深处岩浆，断层是良好导矿、运矿、储矿的构造，断层对深处地下水形成、富集、排泄有着直接控制作用。活动断层对工程地质稳定性有重大影响，它也是孕育地震的场所。断层对矿体存与失、水资源的寻找与保护均是一把“双刃剑”，即它可将矿体推之于地表处，便于人们开采，也可将浅部的矿体推之深处，在采矿方面上的带来难题。

本学习情境重点为断层的概念与断层要素；断层的分类和常见组合类型（飞来峰、构造窗）；各类碎裂岩的特征。本学习情境难点为断层的识别标志和断层类型及断层形成时代的确定；阅读地质图，断层地质图和剖面图的编制方法与技巧；在地质图求断层产状和断距的方法。

练习与思考

1.解释下列名词：断层、断距、正断层、逆断层、平移断层、叠瓦式构造、侏罗山式构造、飞来峰、构造窗。

2.画图表示断层要素。

3.按断层走向与褶皱轴向的几何关系，断层分为哪几类？

4.试述正（逆）平移断层与平移正（逆）断层的区别。

5.正断层的组合型式有哪些？画图示之。

6.逆断层的组合型式有哪些？画图示之。

7.简述安德森断层模式的主要内容。

8.简述野外识别断层的主要标志与特征。

9.试述正断层与逆断层的角砾岩的异同点。

10.试述在野外可利用哪些标志确定断层类型（性质）。

11.简述如何利用派生构造来确定断层运动方向。并画图示之。

12.简述什么断层会造成地层的重复与缺失。它与褶皱的重复和不整合的缺失的区别点是什么？

13.试述断层的双层结构模式。其意义是什么？

14.试述同沉积断层的识别标志。

15.如何识别区域性大断裂的存在？

16.试述裂谷的基本特征。