当岩层发生断裂形成断层后,不仅改变了原有地层的分布规律,还常在断层带中形成各种伴生构造,影响了地形地貌特征。因此,在野外可以根据这些标志来识别断层。
(1)沿垂直于岩层走向的方向进行观察,若岩层存在不对称的重复或缺失,则说明有平行于岩层走向的断层存在，见图 1-1-39。
(2)沿岩层走向追索,若发现岩层突然中断,而和另一岩层相接触,则说明有横穿岩层走向的断层或与岩层走向斜交的断层存在,见图 1-1-40。
(3)断层面及其附近的特征,断层的伴生构造,是伴随断层在发生,发展过程中留下的形迹,常见的有构造岩、断层擦痕、岩层牵引弯曲及断层引起的节理等,
①构造岩:是指断层形成时、由于构造应力的作用,使断层带中岩石的矿物成分、结构构造发生强烈变化,甚至形成新的岩石,即构造岩。构造岩可分为断层泥、糜棱岩、断层角砾岩等。当断层错动时,在断层带中生成大小不一的断层角砾,角砾间充填着更细的岩屑和岩粉,胶结后形成断层角砾岩。其角砾成分与断层两侧岩石成分相同,但具有显著的棱角。若断层两侧岩石较软,而被研磨成微粒岩屑和矿物碎粉时称糜棱岩,成松软土状者称断层泥。大规模逆断层和平移断层的断层带中常形成棱岩。
②断层擦痕:在断层面上,由于岩块相互滑动和摩擦,常留下具有一定方向的密集微细刻槽的痕迹,称为擦痕。顺擦痕方向用手抚摸,感到光滑的方向表示另一盘移动的方向。有时在擦痕的滑动面上有许多小陡坎,称为阶步,其阶面一侧常指示另一盘移动的方向,如图 1-1-41 所示。
③岩层的牵引弯曲及伴生节理:岩层的牵引弯曲是指断层的两盘相对错动时,断层带两侧岩层受拖拉而形成的弧形小弯曲。弧形突出的方向指示本盘相对错动的方向,据此可判别断层的性质,见图 1-1-42。牵引弯曲一般在柔性岩层(页岩、片岩)和薄层岩层中易于形成,厚层岩石中则少见。
断层带两侧的岩层,因受断层构造应力的影响,节理比较发育,通常有两组交叉的剪节理和一组张节理。由于这些节理与断层为同一应力场形成,它们之间排列常常有一定规律。可根据它们之间的关系来分折断层的性质。在各类断层中,张节理都呈雁列状排列,它们和断层面所夹锐角的方向,都指向本盘运动方向。一组与断面交角较大的剪节理,其与断面所交锐角的指向系另一盘移动方向,如图 1-1-43 所示。
(4)地貌、水文和植被上的标志:大断层可使地貌形态发生突然改变,如高山突然出现陡崖,或在山前形成整齐而有规律的三角形坡面(图 1-1-44)。这是由于断层一盘向下滑动,另一盘上升,沿断层面形成陡崖,称作断层崖:断层崖被河流横穿侵蚀,可造成许多线状排列的三角面,称为断层三角面。在山区因断层带岩石破碎,容易被风化冲刷成为深沟峡谷。河谷常沿断层带发育,有些河流沿断层冲刷侵蚀而突然急剧转弯改变流向。地下水含水层遇到断层时,常沿断层带渗出地表,形成泉水。这些泉沿断层线成串出现,尤其是成线状分布的温泉,多反映了近代活动性断裂的存在。
植物分布的特点有时也可以作为分析断层存在的一种标志,如沿断层带两侧因岩性不同而生长着不同的植物:有时在断层带内因水分充足,常生长着喜湿植物。
断裂构造对水利工程建设的影响
节理和断层的存在,破坏了岩石的完整性和连续性,降低了岩石的强度,增强了岩石的透水性,给水利工程建设带来很大影响。如节理密集带和断层破碎带,往往是地下水的良好通道,有利于地下水的运动和富集。因此,断裂构造对于山区找水具有重要意义。另一方面,特别是尚未胶结的活动性断层破碎带,将导致水工建筑物的集中渗漏、不均匀沉降变形,甚至滑动破坏。因此,在水利工程建设中,选择坝址、确定渠道及隧洞线路时,要尽量避开大的断层和节理密集带。否则必须调整坝轴线位置,以减轻断层对大坝的不利影响。若断层平行坝轴线,则尽可能使断层位于坝址上游区,不宜放在应力集中的坝趾下游,以免基岩承受较大的压应力。对斜交坝轴线的断层,最好不使断层斜交在坝线应力集中的部位。
对土坝,主要是坝基渗漏和渗透稳定问题。因而在断裂构造中以顺河(垂直坝轴线)向的大断裂影响最大,平行坝轴线的断裂影响较小,并且容易避开。当渠道、隧洞线路通过与坡面倾向一致的断层面或较大的裂隙面时,往往构成损滑的滑动面,使斜坡、洞壁失稳,或形成集中渗漏的通道。
水库区如有大的断层切穿分水岭并延伸到较低邻谷,则有沿断层产生渗漏的可能。
