一、断层概述
图6-1 断层双层结构的模式
固体岩石在受力超过强度极限时发生断裂，其破裂面两侧的岩块发生明显位移的构造，称为断层。断层具双层结构（图6-1）。断层可分为两大类，即脆性断层和韧性断层（韧性剪切带）。岩石在地壳表层表现为脆性性状，形成的断层多为脆性断层；随深度的增加，围压、温度增高，岩石逐渐由脆性转变为韧性性状，形成韧性断层或称韧性剪切带。本学习情境仅对脆性断层加以阐述和讨论，关于韧性断层、韧性剪切带的内容见学习情境9。
断层是地壳（岩石圈）中广泛发育极其重要的一种构造形迹。断层规模大小不一，小的延伸仅数米至数十米，大的可达数千米甚至上千千米。大的不仅能切割地壳层上部的硅铝层，还能够切穿整个地壳直到上地幔，深达数百千米。延伸长、切割深的巨型断层，称为深断裂，它常和一些大型断层一起构成区域构造格架。
二、断层的研究意义
（一）控制和影响矿产的形成和分布
断层决定矿体形态（内生矿），深大断裂是运矿（导矿）构造，分支断裂是散矿或布矿、容矿、储矿、配矿构造（图6-2）。逆断层缓角处矿体变厚；断层交叉处常形成矿柱等。
图6-2 断裂构造控矿模式
（二）控制和影响地下水的活动与分布
断层控制和影响地下水的活动与分布，断层破碎带具有导水性和富水性。因此，找地下水时要寻找断层破碎带（富水性）的存在，而对已有水资源保护则要避开相关的活动断裂构造。
（三）断层的活动性与破坏性
工程地质首要注意的问题是地基的稳固性和寻找安全岛，而断层的活动性与断层破碎带中的断层泥是工程地质最忌讳之处，也是工程地质稳定的最大隐患。对此工程施工时，要加以防范。
（四）地震的产生与预报
地壳中活动断裂的拐点、端点、交叉点是应力集中的闭锁段，此处极易孕育和发生地震。因此，要密切监视和测量活动断裂的应力变化，为地震预报提供基础分析资料。
三、断层要素
为了描述与研究断层的形态与空间方位，将断层各个组成部分规定的名称统称为断层要素。它有以下组成要素：
（一）断层面和断层破碎带
图6-3 断层要素块段图
①断层面；②断盘；③断层线；④断距
岩石破裂后相邻两侧的岩块沿之滑动的破裂面，称为断层面（图6-3之①）。它是一种面状构造，可以是平直的，也可是弯曲的。真正在野外对一较大断层而言，是由一系列破裂面或次级断层组成的带（域），断裂带或断层域内夹杂伴生错碎的岩块、岩片和各种断层岩，两盘就沿此带错动，该带称为断层破碎带。在野外要对断层面或断层破碎带产状要素进行测定。
（二）断层线
断层面与地面的交线称为断层线。它是重要地质界线，反映了断层在地表的延伸情况。在地形起伏，断面倾斜时，可适用“V”字形法则来绘制其空间分布情况。断层线可为直线（图6-3之③）、曲线，甚至为封闭的曲线。
（三）断盘
断层面两侧的岩块称为断盘（图6-3之②）。描述断盘的方法是：
（1）按断面倾斜上下关系描述：断上盘、断下盘。
（2）按两盘相对运动关系描述：上升盘、下降盘。
（3）若断面直立时，则按地理方位描述：东盘、西盘，或北东盘、北西盘等。
（四）滑距与断距
断层两盘的滑距与断距是断层两盘相对位移的总称。滑距是断层两盘地质体实际的位移距离，是根据地质体错动前的一点和错动后分成两个地质体相当点之间的距离。断距是指被错断地质体在断层两盘上的地质体相当层之间的相对距离。
1.滑距
（1）总滑距（又称真断距）：指两个相当点之间的真正位移的距离（图6-4A之ab）。
图6-4 断层滑距和断距
（据孙超，1993）
ab—总滑距；ac—走向滑距；cb—倾斜滑距；am—水平滑距；ho—地层断距；h′o′—视地层断距；
hg＝h′g′—铅直地层断距；hf—水平地层断距；h′f′—视水平地层断距；α—岩层倾角；ω—岩层视倾角
（2）走向滑距：指总滑距在断层面走向线上的分量（图6-4A之ac）。走向滑距与总滑距之间的夹角（图6-4A之∠cab）就是总滑距或断层擦痕线的侧伏角。
（3）倾斜滑距：指总滑距在断层面倾斜线上的分量（图6-4A中之bc）。
（4）水平滑距：指总滑距在水平面上的投影（图6-4A中之am）。
总滑距、走向滑距、倾斜滑距在断层面上构成一直角三角形。在实际工作中，难于确定以相当点测量的滑距，故此法很少采用。
2.断距
在不同方位的铅直剖面上，以断层两盘地质体的相当层为准，可测如下断距：
（1）垂直于被错断的岩层走向的铅直剖面上测算的断距（图6-4B）
1）地层断距（ho）：断层两盘地质体相当层之间的垂直距离（最短距离）。
2）铅直地层断距（hg）：断层两盘地质体相当层之间的铅直距离。
3）水平地层断距（hf）：断层两盘地质体相当层之间的水平距离。
根据岩层倾角和上述三种任一断距便可求出其他断距，其计算公式：
ho＝hg·cosα，hg＝hf·tanα，ho＝hf·sinα，hf＝hg·ctanα
（2）在垂直断层走向的剖面上测算的断距（图6-4C）
值得提出的是，由于被错断的地层走向与断层走向不平行，故除铅直地层断距不随剖面方向的不同是恒定的以外，其他的地层断距与水平地层断距都相应的增大（因为剖面点上岩层倾角变为视倾角之故），分别称为视地层断距（h′o′）和视水平地层断距（h′f′）。
在矿山开采方案中，为设计竖井和平巷的长度，常采用平错和落差一类的术语。如图6-5分别是正断层、逆断层在垂直断层走向的剖面上，表现出来的平错（YZ）与落差（XY）。
图6-5 断层平错（YZ）和落差（XY）