地球上許多溝壑縱橫、河谷深切的環(huán)境都與斷裂構(gòu)造相關(guān)，著名的東非大裂谷就是它的杰作。
什么是斷裂構(gòu)造呢？當(dāng)巖層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，假如所受的構(gòu)造應(yīng)力超過巖石強(qiáng)度時(shí)，那么巖石的連續(xù)完整性就會(huì)遭到破壞，產(chǎn)生斷裂。斷裂構(gòu)造在巖體中又稱結(jié)構(gòu)面。由于斷裂后巖層結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，依據(jù)這一變化，斷裂構(gòu)造又按照斷裂后兩側(cè)巖層沿?cái)嗔衙嬗袩o明顯的相對(duì)位移為標(biāo)準(zhǔn)，將其分為節(jié)理和斷層兩種類型。
節(jié)理也叫裂隙，它代表著巖石中巖塊沿破裂面沒有出現(xiàn)顯著位移。嚴(yán)格來說出現(xiàn)節(jié)理的原因不是單一的，一種是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造節(jié)理，它們?cè)诘貧ぶ蟹植紭O廣，且有一定的規(guī)律性，也不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)，而是以成群、成組的方式出現(xiàn)。另一類是非構(gòu)造節(jié)理，有成巖過程中形成的原生節(jié)理和在風(fēng)化、爆破等作用形成的次生節(jié)理。一般我們?cè)跀嗔褬?gòu)造前提下，只討論構(gòu)造節(jié)理。節(jié)理的分類標(biāo)準(zhǔn)不一，如果將節(jié)理與所在巖層產(chǎn)狀之間的關(guān)系作為衡量標(biāo)準(zhǔn)的話，一般分為走向節(jié)理、傾向節(jié)理、斜向節(jié)理、順層節(jié)理。每種節(jié)理的命名方式都暗含其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，節(jié)理的走向與所在巖層的走向大致平行的即為走向節(jié)理，節(jié)理的走向與所在巖層走向大致垂直的即為傾向節(jié)理，根據(jù)節(jié)理的走向與所在褶皺的樞紐、主要斷層走向或其他線狀構(gòu)造延伸方向的關(guān)系，又可將節(jié)理分為縱節(jié)理、橫節(jié)理與斜節(jié)理。
節(jié)理的存在會(huì)給工程建設(shè)帶來一定的挑戰(zhàn)，一方面存在于巖體中的這些裂隙減小了開挖難度，但是它們的存在也大大影響了巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。和完整的巖體相比，節(jié)理加快巖體風(fēng)化速度，增強(qiáng)巖體的透水性，降低巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。尤其當(dāng)裂隙主要發(fā)育方向與路線走向平行且傾向與邊坡一致時(shí)，不論巖體產(chǎn)狀如何，路塹邊坡都容易發(fā)生崩塌等不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此，節(jié)理是工程設(shè)計(jì)中的一大考慮要素，為了保證建筑物的穩(wěn)定和正常使用，必須對(duì)節(jié)理進(jìn)行深入的調(diào)查研究，評(píng)估工程風(fēng)險(xiǎn)及難度。
斷層是斷裂構(gòu)造的另一種形態(tài)，斷層的特點(diǎn)是巖層受力斷開后，斷裂面兩側(cè)巖層沿?cái)嗔衙嬗忻黠@相對(duì)位移時(shí)。斷層在地球上廣泛發(fā)育，彼此之間規(guī)模相差很大。大的斷層范圍驚人，延伸數(shù)百千米甚至上千千米，小的斷層則在手標(biāo)本上就能見到。斷層的威力也有所不同，有的僅僅發(fā)育在地表淺層，有的斷層則可以“威猛”地切穿了地殼巖石圈。
斷層是一種重要的地質(zhì)構(gòu)造，地震與活動(dòng)性斷層有關(guān)，滑坡、隧道中大多數(shù)的坍方、涌水也與斷層有關(guān)。這是因?yàn)樵跀鄬臃植济芗臄鄬訋?nèi)，巖層的破壞程度較高，強(qiáng)度和穩(wěn)定性也不高，巖體裂隙增多、風(fēng)化嚴(yán)重、地下水多。同時(shí)，這些地方溝谷斜坡崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象多發(fā)。這些不利因素的存在會(huì)對(duì)工程建筑的穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。因此，當(dāng)人們確定路線布局、選擇橋位和隧道位置等時(shí)，要盡量避開大的斷層破碎帶。
本文由中國人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校一級(jí)教師王和意進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。
