Tareas de aprendizaje Descripción general de fallos

I. Descripción general de las fallas

Figura 6-1 Patrón de falla de una estructura de doble capa

La roca sólida se fractura cuando la fuerza excede su límite de resistencia y la Superficie de fractura Las estructuras en las que los macizos rocosos de ambos lados sufren un desplazamiento significativo se denominan fallas. La falla tiene una estructura de dos capas (Figura 6-1). Las fallas se pueden dividir en dos categorías amplias: fallas frágiles y fallas dúctiles (zonas de corte dúctiles). Las rocas son frágiles en la superficie de la corteza terrestre y la mayoría de las fallas formadas son fallas frágiles; a medida que aumenta la profundidad y aumentan la presión y la temperatura circundantes, las rocas cambian gradualmente de frágiles a dúctiles, formando fallas dúctiles o zonas de corte dúctiles. Este escenario de aprendizaje solo explica y analiza las fallas frágiles. Para obtener información sobre fallas dúctiles y zonas de corte dúctiles, consulte el Escenario de aprendizaje 9.

La falla es una forma estructural extremadamente importante ampliamente desarrollada en la corteza terrestre (litosfera). Las fallas varían en tamaño: las pequeñas se extienden desde unos pocos metros hasta decenas de metros, y las grandes se extienden hasta varios miles o incluso decenas de miles de metros. Las grandes fallas pueden cortar no sólo la capa de sílice y aluminio de la corteza superior, sino también toda la corteza hasta el manto superior, a una profundidad de cientos de kilómetros. Las fallas gigantes que se extienden a lo largo y cortan profundamente se denominan fallas profundas y a menudo forman el marco tectónico regional junto con algunas fallas grandes.

2. La importancia de la investigación de fallas

(1) Controlar e influir en la formación y distribución de minerales

Las fallas determinan la forma de los yacimientos (minerales endógenos) ), Las fallas profundas son las estructuras de migración (que guían el mineral) de los minerales, y las fallas ramificadas son estructuras para la distribución, el almacenamiento y la distribución del mineral disperso (Figura 6-2). El yacimiento se espesa en el ángulo lento de la falla inversa; a menudo se forman pilares de mineral en la intersección de las fallas.

Figura 6-2 Modelo de control de estructura de fallas

(2) Controlar e influir en la actividad y distribución del agua subterránea

Las fallas controlan e influir en la actividad y distribución de El agua subterránea. Las zonas de fractura de falla son hidráulicamente conductoras y ricas en agua. Por lo tanto, al buscar agua subterránea, se debe buscar la presencia de zonas de fractura de falla (ricas en agua). Para proteger los recursos hídricos existentes, se deben evitar estructuras de falla activas relacionadas.

(3) Actividad de fallas y destructividad

La ingeniería geológica debe prestar atención primero a la estabilidad de los cimientos y a la búsqueda de islas de seguridad, mientras que la actividad de fallas y el lodo de fallas en la zona de la falla son Lo más tabú en la ingeniería geológica y también el mayor peligro oculto para la estabilidad de la ingeniería geológica. En la construcción de este proyecto, debemos tomar precauciones antes de que sucedan.

(4) La generación y predicción de terremotos

Los puntos de inflexión, puntos finales e intersecciones de fallas activas en la corteza son secciones bloqueadas donde se concentra la tensión en este momento. Es muy fácil que los terremotos se reproduzcan y ocurran. Por lo tanto, es necesario monitorear y medir de cerca los cambios de tensión de las fallas activas para proporcionar datos de análisis básicos para la predicción de terremotos.

3. Elementos de la falla

Para describir y estudiar la forma y dirección espacial de las fallas, los nombres de cada componente de la falla se denominan colectivamente elementos de la falla. Tiene los siguientes componentes:

(1) Plano de falla y zona de fractura de falla

Figura 6-3 Diagrama de bloques del elemento de falla

①Plano de falla;② Disco de falla ; ③ línea de falla; ④ distancia de falla

Después de que la roca se rompe, la superficie de ruptura a lo largo de la cual se deslizan los bloques de roca adyacentes en ambos lados se llama plano de falla (Figura 6-3 (1)). Es una estructura superficial, que puede ser plana o curva. En la naturaleza, una falla verdaderamente grande es un cinturón (dominio) compuesto por una serie de superficies de ruptura o fallas secundarias. La zona de falla o dominio de falla se mezcla con bloques de roca desplazados asociados, fragmentos de roca y varias rocas de falla, las franjas y. Las franjas a lo largo de las dos placas se denominan zonas de fractura de falla. En campo, es necesario determinar los factores de ocurrencia de planos de falla o zonas de fractura de falla.

(2) Línea de falla

La intersección entre el plano de falla y el estrato se llama línea de falla. Es un límite geológico importante que refleja la extensión de fallas en la superficie. En zonas con terreno ondulado e inclinado se puede aplicar la regla "V" para trazar su mapa de distribución espacial. Las líneas de falla pueden ser líneas rectas (Figura 6-3 ③), curvas o incluso curvas cerradas.

(3) Disco de fractura

Las masas rocosas a ambos lados del plano de falla se denominan discos de fractura (Figura 6-3 ②). Los métodos de descripción del disco fracturado son los siguientes:

(1) Basado en la relación de inclinación entre las secciones superior e inferior: la pared colgante está rota y la pared inferior está rota.

(2) Descripción basada en la relación de movimiento relativo entre los dos discos: disco ascendente y disco descendente.

(3) Si la sección es vertical, describirla según la orientación geográfica: placa este, placa oeste, o placa noreste, placa noroeste, etc.

(4) Distancia de deslizamiento y distancia de falla

La distancia de deslizamiento y la distancia de falla de las dos placas de falla son los términos generales para el desplazamiento relativo de las dos placas de falla. La distancia de deslizamiento es la distancia de desplazamiento real entre las dos placas de la falla, que se divide en los puntos equivalentes de distancia entre los dos cuerpos geológicos de acuerdo con los puntos de dislocación hacia adelante y hacia atrás del cuerpo geológico. La distancia de la falla se refiere a la distancia relativa entre capas equivalentes del cuerpo geológico de la falla en los dos lados de la falla, es decir, la distancia relativa del cuerpo geológico de la falla.

1. Distancia de deslizamiento

(1) Distancia de deslizamiento total (también llamada distancia de falla verdadera): se refiere a la distancia de desplazamiento real entre dos puntos equivalentes (Figura 6-4A ab).

Figura 6-4 Distancia de deslizamiento de la formación y distancia de falla

(Según Sun Chao, 1993)

distancia de deslizamiento total ab; distancia ;cb-deslizamiento de vuelco; am-deslizamiento horizontal; falla estratigráfica h′o′;

hg=h′g′-falla estratigráfica principal; hf-fractura de formación horizontal; h′f′-fractura de formación horizontal visible; ángulo de inclinación de la capa de roca α; ángulo de inclinación visible de la capa de roca ω

(2) Distancia de deslizamiento de rumbo: se refiere a la distancia de deslizamiento total en la línea de rumbo del plano de falla componente encendido (Figura 6-4A-ac). El ángulo entre la distancia de deslizamiento del rumbo y la distancia de deslizamiento total (∠cab en la Figura 6-4A) es la distancia de deslizamiento total o el ángulo lateral de la línea de cicatriz de falla.

(3) Deslizamiento oblicuo: El componente del deslizamiento total en la línea oblicua del plano de falla (bc en la Figura 6-4A).

(4) Deslizamiento horizontal: La proyección del deslizamiento total en el plano horizontal (am en la Figura 6-4A).

El deslizamiento total, el deslizamiento de rumbo y el deslizamiento de inmersión forman un triángulo rectángulo en el plano de falla. En aplicaciones prácticas, es difícil determinar la distancia de deslizamiento medida en puntos comparables, por lo que este método rara vez se utiliza.

2. Distancia de la falla

Sobre los perfiles de avance en diferentes direcciones, se pueden medir las capas equivalentes de los dos cuerpos geológicos de la falla según el siguiente método:

(1) La distancia de la sección vertical medida perpendicular a la tendencia de la capa de roca de falla (Figura 6-4B)

1) Distancia estratigráfica (ho): la distancia equivalente entre los dos cuerpos geológicos de la distancia vertical de la capa de falla (distancia más corta).

2) Discontinuidad estratigráfica horizontal (hg): distancia vertical entre capas equivalentes a ambos lados de la falla.

3) Discontinuidad estratigráfica horizontal (hf): distancia horizontal entre capas equivalentes a ambos lados de la falla.

Cabe mencionar que dado que los estratos de falla no son paralelos a las fallas, además de que los estratos lineales son inconsistentes con la dirección de la sección, otras fallas estratigráficas no son consistentes con la dirección de la falla. , y otras fallas estratigráficas y fallas estratigráficas horizontales también han aumentado en consecuencia (debido a que el ángulo de inclinación de la formación rocosa en el punto de la sección cambia al ángulo de inclinación aparente), se denominan fracturas estratigráficas aparentes (h′o′) y horizontales aparentes. fracturas estratigráficas (h′f′) respectivamente.

En el plan minero, para diseñar la longitud del pozo y túnel, se suelen utilizar los términos "nivelación" y "tapado". Por ejemplo, la Figura 6-5 muestra el desplazamiento (YZ) y la caída (XY) de fallas normales y fallas inversas en el perfil de rumbo de falla vertical.

Figura 6-5 Compensación de falla (YZ) y caída (XY)