地震学及其周边——认识地质构造——里德尔剪切模型与同阶行断裂模型

0、四种剪切断裂

解释：阶-判断断层是左阶（Left-stepping）还是右阶（Right-stepping），核心只看一点：沿着断裂带的总体走向往前走，下一个断片（或次级断层）出现在你的哪一侧；行-左旋/右旋
异阶行剪切断裂：（1）右阶左行；（2）左阶右行；
同阶行剪切断裂：（3）右阶右行；（4）左阶左行。

• 注：此处的同阶行断裂还是异阶行断裂，其根本上取决于是单剪切还是纯剪切。
  

一、异阶行剪切断裂/里德尔剪切模型

里德尔剪切模型（Riedel shear model） 是构造地质学中解释走滑断裂带（即断层两盘沿水平方向相对滑动）形成与演化的经典力学模型之一。简单来说，它描述了一条走滑断层在形成过程中，并非单一、简单地裂开，而是会伴生一系列有规律、呈特定角度排列的次级破裂。

📜 模型起源

该模型由德国学者里德尔（W. Riedel）于1929年通过黏土物理模拟实验提出。他将一层薄黏土放在两块平板上，当平板发生水平错动（模拟走滑运动）时，黏土层会破裂，形成特定的断裂组合。

🔬 核心特征与组成

里德尔剪切模型的核心是走滑断裂带中发育的两组次级共轭剪切断层，它们与主走滑方向呈特定角度：

R剪切（Riedel shear）：与剪切带边界呈小角度（约10°-30°）相交，其运动方向与主走滑方向相同。

R'剪切（或称R2、吕德尔剪切）：与剪切带边界呈大角度（约75°-80°）相交，其运动方向与主走滑方向相反。

这两组剪切方向相反，最初以高角度相交，在平面上常呈雁列式（en-échelon）排列。

🔄 演化与发育顺序

里德尔剪切是一个动态的演化过程，次级构造的发育有先后顺序。随着走滑位移量增大，会依次出现：

R剪切破裂：最早形成，与主位移带呈小角度。

T张剪性破裂：在R剪切末端分支发育。

P剪切破裂：与主位移带呈对称于R剪切的方向发育。

PDZ主走滑带：最终，上述次级破裂贯通，形成贯通性的主走滑断裂带。

🌍 应用与意义

里德尔剪切模型是理解走滑断裂带构造的基石，其应用非常广泛：

解释构造现象：用于解释从微观到手标本尺度的雁列脉、剪切带等构造。

盆地分析：可用于解释走滑盆地（如拉分盆地）的形成与演化。例如，雁列状、马尾状、S/Z状等盆地组合都与里德尔剪切有关。

指导资源勘探：在石油地质中，用于分析走滑断裂对油气成藏的控制作用；在矿床学中，用于分析剪切带对矿体的控制。

总而言之，里德尔剪切模型提供了一个理解走滑断裂带从萌生到贯通整个过程的经典框架。

二、同阶行剪切断裂模型

主要包括左阶左行和右阶右行剪切断裂。

参考文献：

【1】陈书平; 田作基; 徐世东; 马中振; 常少英; 赵怀博 (2024): 两种结构类型的走滑相关剪断裂带. In 地质通报 43 (1), pp. 13–20.