什么叫断层切割交叉

㈠ 什么断层的切割深度，两条断层的切割深度相近是的应力集中

只有共轭断层的特征是最容易相接近的。他们是同一次应力作用的结果。

㈡ 交叉断层，侵入体和成矿时代

金矿田发育小花岗抄岩株和闪长岩脉袭，微侵入体和成矿后脉岩亦广泛分布。Theingi岩脉是一条含磁铁矿微花岗斑岩脉，具有钾长石和石英斑晶，细粒结晶基质有黑云母和微量角闪石。Shwesin和Momi Taung系统的侵入体由英安斑岩组成，基质和一些斑晶的绢云母蚀变可能与矿化无关。

所有矿脉都被交叉断层错断。断层走向70°～130°，几乎都是左旋的，而30°～70°走向的断层几乎都是右旋的。右旋断层的总体效应是在矿脉上形成裂隙，位移仅有几米到十几米。

石英脉时代不明，最年轻的围岩是具有早二叠纪化石的含砾硬砂岩，切穿矿脉的岩脉最老时代是早侏罗世，因此推测成矿时代为晚二叠世—中侏罗世。

㈢ 断层的概念

断层是指岩层或岩体在应力作用下产生的破裂或流变带，其两侧的回岩块具有明显位移的构造答。断层分为两大类，即脆性断层和韧性断层（韧性剪切带），见图6-1。

图6-1 脆性和韧性断层示意图（据李德伦、王恩林，2001）

a—脆性断层；b—断层带；c—韧性断层（韧性剪切带）

断层在规模、表现特征及其地质意义方面都与节理有很大差别。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。规模很大的断层不仅能切割地层上部的硅铝层，而且还能够切穿整个地壳直到上地幔，深达数百公里。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一定地区的构造格架。

岩石在地壳表层表现为脆性，形成的断层多为脆性断层，随深度的增加，温度、围压增高增大，岩石逐渐由脆性转变为韧性，形成韧性断层（韧性剪切带）。韧性断层（韧性剪切带）是地壳深部层次（经常大于10km）面状流变带，没有明显的断层面，但具有明显的位移。因此，断层在地壳中表现为双层结构，其间还可能有过渡形式。

㈣ 如何看懂平面构造图的断层

构造图的解释
构造图的解释就是把平面构造图上的断层的性质、产状,等值线展布,高、低点位置，构造类型及其它地质现象等描述成实际的地质术语的过程
构造图上等深线的延伸方向就是地下地层界面的走向，垂直走向的方向即为界面的倾向
时间构造图上等时线的法线方向代表了界面的真倾向，等值线间相对的疏密程度标志着界面倾角的大小，相邻等值线距密反映界面倾角大，间距稀则说明倾角小
倾没的背（向）斜表现为环状圈闭的等值线
背斜构造的等值线值小居中，向斜构造等值线值大居中，最外一根等值线圈出构造的圈闭面积
三面下倾一面敞开的等值线是鼻状构造的反映
单斜表现为一系列近于平行的等值线
构造等值线不连续的地方是断层的反映
从构造等值线间的关系和断层两盘的断距等可以来讨论断层的性质。
由落差和断距可以得出断层面的倾角；
上下盘断层线间出现空白的为正断层，出现等值线重叠的为逆断层，
构造图上如出现两组以上不同方向的断层时，可以根据断层的切割关系判断断层形成的先后次序，继而探讨构造发育史。从切割的关系来看，被切割的断层为老断层，受较大断层控制的小断层往往为晚期新断层。
如有多层构造图时，可以用多层构造图的闭合来判断地层间的关系

㈤ 地质面相交与切割处理

一个三维地质模型中存在着多个地层与断面，各个地质面之间都有可能相交，若某两个地质面相交，则可能需要处理它们之间的切割关系；地层与地层之间、断层与断层之间的相交与切割处理是不同的，我们对其分别进行讨论。至于地层与断层之间相交关系，涉及到地层的撕裂问题，将对其单独进行讨论。

（一）断面与断面关系处理

若一个三维地质模型中存在两个以上的断面，则这些断面可能会互相交叉；用户通过在地层上勾勒断层线或在剖面上勾勒断层线都可以生成新的断面，但要控制这个断面与已经存在的其他断面的相对位置却比较困难；因此，系统提供了另外的手段，让用户指定断面与断面之间的相交形态。

在一个三维地质模型中，根据断面之间相交的不同情形，可以将断面之间的相交关系分为T型和十型两种类型。用户可以通过指定断面与断面之间的关系来定义它们的相交情形，如指定断面A与B为主辅关系，则隐含定义A与B相交时B被A切割，若指定A与B为辅辅关系，则隐含定义A与B十字相交；若定义A与B为“无关系”，则隐含定义A与B不能相交。

为了能够在屏幕上正确的显示两个断面之间的相交关系，它们的网格在交线处必须满足几何匹配，同样，为了提取区块及后续处理系统能够得到正确的计算结果，要求它们的网格在交线处必须满足拓扑匹配，几何匹配与拓扑匹配的概念如图3-9所示：

图3-9 几何与拓扑匹配

因此，若用户改变了两个断面之间的关系，则需要对相关地质面重新进行剖分与插值，这时不能再使用简单剖分，而必须要满足交线处网格匹配的要求；若剖分后仅仅用来显示，则可以只满足几何匹配，若需要提取区块，则还要满足拓扑匹配。

若两个断面呈主辅关系，则需要解决断面的切割问题，应该可以让用户指定辅断面的哪一部分将被切除，断面切割仍然要解决交线处网格的匹配问题。图3-10显示了具有主辅关系的两个断面在用户指定关系前后的形态。

图3-10 断面切割

两个没有关系的断面，其边界可以单独处理；若两个断面存在主辅关系，则有可能还需要对辅断面的边界进行特殊处理；原则是：若其边界很接近主断面，则将其进行延展，使得其边界刚好贴在主断面上，如图3-11所示。

图3-11 断面边界外延

若其原来边界与主断面相差很远，则认为用户指定主辅关系错误，不予承认，或要求用户对辅断面的边界进行编辑，使其边界尽可能接近主断面；若辅断面与主断面已经相交而又规定了主辅关系，则需要将辅断面的一部分切割掉，使得刚好贴在主断面上如图3-12所示情形。

图3-12 辅断面边界切割

（二）地层与地层关系处理

在一个三维地质模型中，地层与地层之间也可能相交，且地层在相交处有不同的切割情形，从而出现尖灭、侵入体等现象。

地层交线是由两个地层的网格求交而得到的曲线，处理地层与地层之间的切割问题需要求得精确的地层交线，这需要设计专门的算法来实现。

为了能够提取区块，要求相交的地层网格之间也要在几何与拓扑上匹配，因此，在剖分算法中应考虑将地层之间的交线作为限制条件，即使得地层网格在交线上满足几何匹配与拓扑匹配，这需要使用受限的三角剖分算法对相交的两个地层进行剖分。所谓受限的三角剖分是指在对某个曲面进行剖分时，必须保证某些指定的点必须作为剖分后的三角形的顶点，或者某些指定的边必须作为剖分后三角形的边，如图3-13所示。

图3-13 受限的三角剖分

为了实现地层之间的切割，应允许用户定义地层与地层之间的相交关系，地层间相交关系分为主辅、主主与混合三种，规定辅地层被主地层切割。三种关系的切割情形如图3-14所示。

图3-14 地层切割关系

通过定义地层之间的关系，可以构造出尖灭、侵入体、透镜体等模型，如图3-15所示。

图3-15 地层相交形态

为了提取地质体，不但要求出地层与断面相交生成的相交环线，还要求出地层与地层相交生成的相交环线，然后再对地层面进行区域子分。

㈥ 断层可能出现哪些特征

1.断层面和断层带上的标志 断层面（带）上常遗留以下痕迹：

（1）断层擦痕断层两盘相对错动，常在断层面上留下平行细密而均匀的擦痕，有时形成相间平行排列的擦脊和擦槽。这些擦痕有时呈一头粗深一头浅细的“丁”字形，由粗向细的方向代表对盘运动的方向。用手抚摸擦痕，有不同方向的滑涩的手感，光滑方向代表对盘移动方向。

（2）断层滑面（镜面）断层两盘相对错动，可引起断层面上的温度升高，使一些铁、锰、钙、硅等成分的物质粉末重熔，敷在断层面上形成一层光滑的薄膜，叫断层滑（镜）面。在扭性、压扭性断层面上更容易出现断层滑面。

（3）阶步断层两盘相对错动，在断层面上所形成的小陡坎（台阶）称阶步。阶步常垂直擦痕方向延伸，但延伸一般不远，阶步间彼此平行排列。阶步陡坎方向指示对盘运动方向。

（4）断层构造岩断层作用常在断层带形成各种构造岩。最常见的构造岩有断层角砾岩，的角砾棱角显著，大小不一，一般无定向排列，角砾的成分与断层两盘的成分相同。断层角砾常被钙、硅、铁、粘土等物质胶结。典型的断层角砾岩常见于正断层（或张性断层）。

如果断层两盘剧烈错动，破碎岩石常被辗磨成细小碎屑和粉末，呈鳞片状或小透镜体状（肉眼不易分辨），定向排列显著。若松软未胶结，称断层泥；若胶结起来，致密坚硬，称糜棱岩。在逆断层、平推断层中常见此种构造岩。

（5）构造透镜体在压性、压扭性断层带中，因常形成两组共轭节理，把岩石切成菱形方块，然后又沿节理面滑动。棱角部分或大部分消失，呈透镜体状，叫构造透镜体。在透镜体周围往往环绕着片状矿物，形成片理。

2.岩层上的标志

（1）岩层的不连续 断层常把原来连续的地层、矿脉、岩脉、变质带以及各种构造线错开，使它们发生不连续或中断现象，特别是横断层、倾向断层和平推横断层，这种现象非常明显。

应该指出，岩层和构造的错开中断，也可因岩层尖灭和岩层的角度不整合接触等所形成，断层接触和角度不整合接触所形成的岩层中断现象比较图。二者最主要区别是，断层所形成的岩层中断是上盘岩层界线与断层线斜交，而不整合所形成的岩层中断，是不整合面上的岩层界线与不整合线平行。（2）岩层的重复或缺失，加厚或变薄走向断层或纵断层（无论是正断层或逆断层）必然会产生岩层重复或缺失的现象。岩层重复或缺失决定于断层性质、断层产状和被切断岩层的产状三者之间的关系，如表7-2所列。褶曲和不整合也可造成岩层的重复或缺失，但它们是有区别的，如表7-3。

表7-2 走向断层造成岩层重复和缺失

表7-3 断层、褶曲、不整合所造成的岩层重复与缺失特征比较表

（3）岩层产状的变化 枢纽（旋转）断层形成时，断层线两侧的岩层产状发生很大变化。

3.断层两侧的伴生构造标志 在断层面的一侧或两侧，常形成一些伴生的褶皱、节理等构造，作为断层存在的证据，并可用以判断断层的力学性质和两盘的移动方向。

（1）拖拉褶皱 又名牵引褶皱。柔性较大的岩层断开时，断层面一侧或两侧常发生一些拖拉而成的小褶皱，这种小褶皱的特点是：①多为倾斜或倒转褶皱；②离开褶皱面一定距离，这种小褶皱即渐消失；③拖拉褶皱的形成过程，正断层和逆断层的拖拉褶皱形态不同。根据拖拉褶皱的形态可判断两盘的运动方向，从而进一步确定断层的性质。其方法是：拖拉褶皱的弧顶所指的方向指示其所在盘的移动方向。拖拉褶皱的弧顶指向和箭头方向是一致的。

（2）伴生节理在断层面的一侧或两侧，常因上下盘错动产生若干组有规律的节理。

4.断层的间接（地貌、水文、植被等）标志

（1）断层崖和断层三角面 断层面（一般是上升盘）露出地表形成悬崖，叫断层崖。有时沿着断层线，由于两侧岩石性质不同，在差异侵蚀作用下亦可形成陡坡或悬崖，叫断层线崖。

多数断层崖形成后，受到流水的侵蚀切割，形成V形谷，谷与谷间形成一系列三角形面，称断层三角面。这种面有时也可呈梯形面。山西太谷、内蒙大青山麓、关中华山北麓等都有明显的断层崖或三角面。但必须注意，三角面、悬崖等并不完全与断层有关。

（2）山脉错开或中断 山脉的山脊或山峰一般顺着岩层的走向延伸，如果突然错开、中断或呈大角度拐弯，或截然与平原相接触，则可考虑有断层的可能性。

（3）断层谷、断陷湖、断层泉 顺断层线或地堑常形成断层谷，或形成一系列断陷湖盆。有时沿断层线出现一系列泉水。如内蒙古凉城县岱海，就是一个断陷湖。如果水系突然呈直角转折也可能与断层（或节理）有关。

（4）火山分布 第四纪火山锥常沿着断层线或断层的交叉点分布，因此有规律分布的火山锥或侵入体，可能与断层有关。

（5）植被变化 断层线两侧因岩性不同、土壤性质不同，可以有规律地生长着各异的植被；有时断层带为地下水富水带，生长着茂盛的或喜湿的植被。

㈦ 褶曲和断层

波阻抗反演数据体的解释分四步进行：第一步是把煤层的顶底板界限识别出来，通过交互分析，煤层阻抗值为2300～6780kg/m²s，泥岩阻抗值为6780～11000kg/m²s，砂岩阻抗值为11000～20000kg/m²s，砂质泥岩阻抗值有交叉；第二步是放大反演剖面比例进行煤层的顶底板追踪解释和小断层的识别；第三步是把反演解释的小断层和煤层顶底板输出到地震解释工作站上，结合地震数据体解释方案对小断层进行平面组合；第四步是制作各层的等T0图以及每个煤层的断裂系统图。

（1）褶曲

3D3C勘探试验区仅1.68m²，区内地层走向总体呈单斜形态，褶曲不发育。

（2）断层

地震剖面上断层识别依据：地震波同相轴错断、扭曲、相位转换等。

波阻抗反演剖面上断层识别依据：煤层及顶底波阻抗横向突变（主要是岩性突变），阻抗值由6780kg/m²s以下升高为6780kg/m²s以上，表现为颜色横向突变。

在断层解释中，需要将以上两个断层识别解释依据结合使用，并注意对比相邻多个剖面的特征，沿煤层岩性变化也会造成波阻抗的变化，但其顶底岩性不一定有同样规律的变化，主要依靠地震数据和波阻抗数据来综合判定断层的级别。另外，采集质量比较差的部位及覆盖次数比较低的边界部位断层可靠性差，因此试验区断层的解释按可靠性分为不同的等级。可靠：地震剖面和波阻抗反演剖面上断点显示清晰、可靠。可靠断点数大于或等于总数的75%，或有钻孔控制。较可靠：地震剖面上断点反映不太明显，而反演剖面上比较清楚、可靠，断点数大于或等于总数的50%，或有钻孔控制。不可靠：地震剖面上断点没有显示，反演剖面上较清晰，断点小于总数的50%。另外，采集质量比较差的部位及覆盖次数比较低的边界部位断层评价为不可靠断层。

按上述评价标准，对全区51条断层进行了评价，其中：可靠断层18条，占35.29%；较可靠断层20条，占39.22%；不可靠断层13条，占25.49%。本区共解释断层51条，均为正断层。孤立断点15个，断距均小于3m。按断层断距划分：断距5m以上的断层7条，断距3～5m的12条，断距≤3m的32条；按断层可靠性划分：可靠18条，较可靠的20条，不可靠断层13条。新发现断层40条，其中：断距8m的1条，断距3～5m的11条，断距≤3m的28条。

本区断层分布规律分析：断距较大、延伸较长的断层分布在试验区北部边界和东部边界附近，测区中央以层间小断层为主，断层走向以南北向和东西向为主。东西向断层切割南北断层，表明东西向断层是后期构造运动形成。各断层的具体特征见表3.2。各煤层的断裂系统展布及其与原常规三维解释成果的对比见图3.20～图3.23。对常规三维解释的11条断层（序号为1,2,3,5,6,7,8,9,11,16,22）进行了修正，其余40条断层为新发现。

表3.2 断层要素表

续表

图3.20 13-1煤新（左）老（右）断裂系统对比图

图3.21 11-2煤新（左）老（右）断裂系统对比图

图3.22 8煤新（左）老（右）断裂系统对比图

图3.23 6煤（左）和1煤（右）断裂系统图

㈧ 褶皱、断层的野外识别方法是什么

一、从岩石的完整性上来识别

1、褶皱：褶皱虽然改变了岩石的原始产状，版但岩石并未丧失其连续性和完权整性。

2、断层：破坏了岩层的连续性和完整性，在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。

二、从外形特征上来识别

1、褶皱：软硬薄厚不同、构造不同，在地貌上常有明显的反映。例如，坚硬岩层常形成高山、陡崖或山脊，柔软地层常形成缓坡或低谷等等。

2、断层：大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米，沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。

三、根据组成要素来识别

1、褶皱：核、翼、转折端、枢纽、轴面、脊线和槽线，沿着某一标志层的延伸方向进行观察，以便了解两翼是平行延伸还是逐渐汇合等情况。这两种方法可以交叉使用，或以穿越法为主，追索法为辅，以便获知褶 曲构造在三维空间的形态轮廓。

2、断层：几何要素断层由断层面和断盘构成，断层运动时断层近旁岩层受到拖曳造成的局部弧形弯曲，其凸出的方向大体指示了所在盘的相对运动方向。

㈨ 曲面裁剪

在三维地质模型中，地层与地层、地层与断层之间存在相交关系。地层之间的相交关系存在多种交切关系(如尖灭、侵入和透镜体等)。地层与断层之间则有正断层切割和逆断层切割等。因此，在构建出全部地层界面和断层界面之后，需要将地层面与地层面、地层面与断层面之间进行裁剪切割及调整处理。

层面之间的裁剪问题实质上首先是TIN与TIN之间的交线计算，最终归结到三角单元之间求判断。Lindenbeck et al.(2002)基于OBB(Oriented Bounding Boxes)树开发一种TRICUT算法来实现断层面与地层面之间的切割，目的在于形成相交的三角形对(triangle pair)，然后计算三角形之间的交线。Möller(1997)提出的三角形快速求交测试算法，其核心“区间重叠方法”认为是比OBB树更快的一种算法。

设有两个空间三角形T₁和T₂，它们分别由点

、

、

和点

、

、

构成，两个三角形所在的空间平面分别记作π₁和π₂。首先需要理清三角单元之间的空间关系：平面π₁和π₂可能平行且共面、平行不同面或不平行，同时T₁与T₂可能相交或不相交(图5.6)。

图5.6 三角形—三角形相交构形

a.π₁||π₂，且π₁≠π₂；b.π₁=π₂；c.T₁与T₂相交；d.T₁与T₂不相交

张芳(2005)对Möller的方法进行了改进，将π₁和π₂存在相交的两种情况统一考虑(图5.6c，d)，但是没有考虑共面相交的情况(图5.6b)，主要对该算法进行完善。

(1)首先写出平面π₂(或π₁)点法式方程：N₂·X+d₂=0。其中，N₂=

×

；d₂=-N₂·

。

(2)计算三角形T₁(或T₂)的三点到平面π₂(或π₁)的有向距离(signed distances)(图5.7)：

数字地下空间与工程三维地质建模及应用研究

以有向距离的正负还是零来判断三角形间的平行、共面还是可能相交三种情况。

如果d

≠0(i=0，1，2；也就是没有点在平面π₂上)，并且d

的符号均相同，那么T₁完全在平面π₂的一侧(图5.6a)，就是不存在相交的可能。

如果d

=0(i=0，1，2)，表明T₁和平面π₂共面(图5.6b)，则进入二维空间的三角形相交测试；否则，T₁和T₂存在相交的可能，会出现两种情况，图5.6c是真实的相交，图5.6d是相离的。

(3)对于可能相交的两种情况进行统一处理，首先生成三角形T₁与平面π₂的交线P₁P₂，再生成三角形T₂与平面π₁的交线Q₁Q₂(图5.6c，d)，显然二者都位于交线L上，是交线L的一部分；L的参数方程为：L=O+tD，其中，D=N₁×N₂，N₁、N₂分别为π₁、π₂的外法线。

图5.7 有向距离图

以P₁P₂为例(图5.6c)说明计算过程。如图5.7所示，不失一般性，设

和

位于平面π₂的一侧，而

11位于另一侧。将

和

分别投影到平面交线L上：

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计算

10V11与L的交点B，只需要求出L上的一参数t₁，B=

∩L=O+t₁D。令

为

在平面π₂上的投影点，可以看出，

和

为相似三角形，故：

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同理，可以求出参数t₂。

(4)判断P₁P₂和Q₁Q₂的关系，如果两者有重叠部分，则提取重叠线段即为所求，否则说明两三角形是相离的。

计算出交线后对TIN面进行约束重构。

㈩ 在地质构造图上，什么是断层的掉向

是带箭头的短线么？如果是，其方向含义只是地层移动的方向，斜向上的是相对抬升，斜向下的是相对沉降