地壳条件下浅层断层带的形成受岩石力学性质和断层作用期间应变分布的控制。沉积岩的岩性和结构控制断层带的内部结构，通常由两个主要单元组成：断层核心由与滑动面相关的角砾岩、泥岩、碎裂岩或超碎裂岩等断层岩组成，损伤区由裂缝和副断层组成。这两个单元被主断层分开，并被完整的主岩包围。然而，最近报道了缺乏核心和损坏区域的断层带。天然走滑断层带由直断层段和被称为弯曲的断层迹的偏转部分组成。

结合损伤流变学控制上地壳震源的数值模拟显示了直断层段的终止区以及具有显着损伤累积的限制和释放弯曲，导致地壳顶部几公里处出现广泛的损伤区。强烈的破坏在核心附近蔓延，形成了一个宽达数百米的区域。当它远离核心时，减小的应变被容纳在几公里宽的区域内。岩石在损伤区内发生强烈断裂，包含不同尺度的附属断层和裂缝，从颗粒级微裂缝到宏观裂缝。应变通常集中在沉积盖层的狭窄部分内，并形成对称的损伤带。断层还可以分离不同弹性特性的岩石。在这种情况下，浅层损伤可能具有不对称模式。

尽管经常报道关于沿走滑断层带几何和结构不对称发展机制的研究，但与岩性差异的直接联系仍然具有相当大的科学兴趣。随后沿断层的滑动往往会在损坏区域内产生更平坦的表面和不同的结构模式。一个问题是不同岩性损伤带的结构模式与小尺度断层表面粗糙度之间的关系。

为了更好地理解不同岩性岩石对滑动的容纳作用，我们重点研究了解剖晚古生代圣十字山脉褶皱带中生代盖层西南部的走滑断层的掘出损伤带。我们研究了沿断层带部分具有不对称模式的损伤区，其中格涅兹兹卡-布热津内断层和 Mieczyn 断层并置了截然不同的沉积岩：不合格的三叠纪粘土岩和合格的侏罗纪硅质碎屑岩和碳酸盐岩。对附属断层表面的暴露和实验室研究的现场观察表明，岩石结构和孔隙度促进了砂岩和石灰岩的破坏模式，并影响了滑动面的不同粗糙度。此外，这些特性在滑动调节和断层发育中发挥着重要作用。

断层模式一般由非平面的右旋走滑断层组成。类似的、不完全平面的断层通常沿着走滑断层带观察到。具有连续弯曲断层痕迹的走滑断裂带包括抑制弯曲和释放弯曲。沿着 Gnieździska-Brzeziny 断层发现了约束弯曲和释放弯曲。

Gnieździska-Brzeziny 和 Mieczyn 断层带的构造观测基于比例尺为 1:100000 的地质图。结构观测可以检查断层带顶部 1-2 公里，并选择具有代表性的暴露区域进行研究。采石场观察到的右旋走滑断裂带主要揭示了G-BF和MF损伤带的内部结构。然而，暴露区域缺乏主要断层面和相关核心。结果，在 Miedzianka 和 Lipowica 两个地点挖掘了横跨断层带的沟渠。这些沟槽揭示了三叠纪粘土岩与侏罗纪硅质碎屑岩和石灰岩之间的接触，并暴露了石灰岩中形成的广泛破坏区域。

选择了受损区内两种不同岩性的沉积岩进行取样：中、厚层下侏罗统砂岩，以及薄层和中层上侏罗统灰岩。光滑面的手工样本是从与 Riedel 剪切一致的附属断层表面沿着来自约束弯曲和释放弯曲的地图尺度右旋走滑断层采集的。附属断层的错距从几米到10 m不等。

Piaski、Rytlów、Laskowa 和 Lipowica 的样品是从一级 R 剪切中采集的，其运动方向与主要的右旋走滑断层一致。Miedzianka 的样品是通过一阶左旋 R' 剪切和二阶左旋R 1 ' 剪切采集的。所有样本均已根据现场的次要断层以及主要的 MF 和 GBF 进行了定向。对样品进行分析以获得：与滑移面相关的损伤区内的微裂缝和微断层模式、方解石脉结构、断层区内的岩石孔隙度分布以及滑移面的粗糙度。

损伤区内的微裂缝和微断层模式以及岩石内部的质量传递可能会影响断层表面并产生不同的粗糙度。其他地区断层表面的现场测量结果表明，在不同尺度上都可以识别出明显的粗糙度。我们使用了从断层表面获取的小部分岩石样本的粗糙度实验室测量结果。使用接触式轮廓仪来获取所研究的断层表面部分的图像和定量参数。Hommel Tester T800 轮廓仪是一种用于分析表面轮廓以量化其粗糙度的测量仪器。

配备蓝宝石刀片的刚性钢触针垂直移动与样品接触，然后在样品上横向移动指定的距离和指定的接触力。轮廓仪测量垂直触针位移随位置变化的微小表面变化。该设备被设置为测量高度范围为 10 至 10 毫米的垂直特征。触笔的高度位置会生成模拟信号（磁感应），该模拟信号会转换为数字信号，并由附加软件进行存储、分析和显示。所应用的蓝宝石刀片的半径为20 nm，水平离散（轮廓之间的间距）为10 μm。触针跟踪力在 0.6-2.5 mN 范围内。为了测量表面粗糙度，在相同条件下对 14 个小段 (30 × 30 mm) 岩石样品进行了实验。每个研究的表面由 300 个单一轮廓组成。水平离散化（轮廓之间的间距）为10μm。

粗糙度参数的测量按照 DIN EN ISO 4287 规范 ( 2010 ) 和 EUR 15178 EN 报告 ( 1993 ) 进行。总粗糙度统计参数（Sa 、Sq、Ssk 、Sku）和附加振幅参数（St 、Sp 、 Sv ）在下面描述和呈现，Sa—— 粗糙度轮廓值之和的算术平均值：

从统计上看，S a是粗糙度轮廓关于中心线的偏差的算术平均值。Sa提供的信息有限 ，因为它对剖面中的极端峰值和谷值敏感。

S q —均方根粗糙度定义为从表面粗糙度轮廓的偏差获得的值（峰值的平方值）：

实际上，S q是轮廓角标准偏差的度量，并且比 Sa 对极端峰值和谷值更敏感。

S sk — 粗糙度轮廓的形状或对称性或振幅密度曲线的对称性的度量：

Mieczyn 断层带的暴露显示出覆盖砂岩的受损区域保存完好。格涅日兹卡-布热济内断层带沿线的小型采石场揭示了覆盖石灰岩的破坏区域。损坏区域的宽度受到暴露面积的限制，砂岩可达数米，石灰岩可达 20 m。在 Miedzianka 和 Lipowica 遗址挖掘的沟渠显示，断层带由三种岩性复合体组成：(1) 超过数米的无能粘土岩，(2) 粘土岩和平行排列的有能力的岩层细长或透镜状碎片的混合带宽度从几米到几米不等的垫料；(3) 覆盖宽度超过 25 m 的石灰岩的损坏区域。在研究中，我们重点关注集中在砂岩和石灰岩中发育的损伤区域内的 岩石浅层脆性破坏。

砂岩受到附属断层和剪切发育的强烈影响，导致 Piaski 和 Rytlów 遗址的损伤区域结构复杂，可在宏观上识别。砂岩内发育的光滑面沿滑移方向高度抛光、开槽和波纹。光面与合成 Riedel 剪刀相交，导致台阶不协调。与砂岩内光滑面上的凹槽平行的横截面显示出薄至 4 毫米厚的断层岩区域，可以沿着暴露的断层平面连续追踪。

损伤区的横截面宽度仅限于数十厘米，显示出非常薄的、最多2毫米厚的变形带或带束，这些变形带或束与壁损伤区的主滑移面平行或倾斜排列。它们也出现在尖端损坏区域的主砂岩内主滑动面的延续中。变形带导致 Riedel 剪刀的低角度和高角度图案。与完整的主岩相比，变形带颜色更亮，粘性更强，刚性更强。

断层带内砂岩的薄片显示断层岩和薄的明亮变形带由碎裂岩组成。根据变形机制取决于变形岩石的成分、粒度、孔隙度和胶结作用，变形带被定义为碎裂带。小尺度运动学指标的存在使我们能够将它们分类为压实剪切带。

对采样断层表面粗糙度的质量评估证实，砂岩内的表面比石灰岩内的表面粗糙度低 。砂岩内光滑面上可见的粗糙结构导致其粗糙度较低。然而，凹槽和脊产生了强烈确定的线条，可以确定运动方向。

粗糙度的定量评估表明，Sa 和S q表明，在这两种情况下，分析的断层面上的峰值具有均匀的统计分布。根据它们的值，不可能得出石灰岩和砂岩之间粗糙度差异的结论，但它们表明峰和谷在测量平面上具有正态（高斯）分布。

将所选滑移面的现场观察和实验室测量结果与砂岩和石灰岩不同变形类型的结构解释相结合，我们认为岩石结构和孔隙度促进了岩石的不同力学行为，从而导致滑移面的不同粗糙度。因此，砂岩中发育的光滑面明显不如石灰岩中发育的光滑 面粗糙。由于强烈的碎裂作用以及沿着滑面的硅质基质同时胶结，“砂岩”滑面是光滑的。与光滑面形成相关的剪切消除了高峰，而在不同的机制（张力或延伸）的情况下，这些高峰可能会被保留。

在剪切过程中分离的单个石英颗粒或较大的岩石碎片倾向于插入碎裂后的表面区域并形成平行于滑移方向的凹槽。非常光滑的滑动面可以限制断层面上的能量积累，并防止滑动面再次粗糙化。反过来，由于岩石孔隙率低，石灰岩中的光滑面的发育相对更加复杂，它们对压力溶液非常敏感，因此流体迁移会在伸展结构内沉淀出方解石。在一个复杂的内部模式中存在结构，这是断层带各个部分的典型特征，结构的横切关系，方解石的变形孪晶和一个样本中的压力溶解证据。

表明，石灰岩中的断层面是在随后的多阶段演化过程中形成的，同时方解石填充了拉张结构。因此，尽管石灰岩具有隐晶结构，但其光滑面更加粗糙，并且慢剪切的多阶段过程有利于光滑面表面方解石的重结晶。因此，即使滑移面的各向异性较低，也可能通过增加断层面上的摩擦力而导致能量积累，从而导致粗糙度显着增加。

裂缝和断层的存在降低了岩石的强度。断层带的观察和实验室实验都表明岩石在破坏后仍保持一定的残余强度。残余强度与断层表面的粗糙度有关——光滑表面上较低，粗糙表面上较高。它决定了断层表面的摩擦力和岩石对断层发育的敏感性。未来的研究将研究残余强度分析与不同岩性滑面粗糙度的关系。

右旋走滑 Mieczyn 和 Gnieździska-Brzeziny 断层带内的破裂岩石发生不对称变形。损坏的强度由断层的几何形状控制，并且在限制弯道内明显高于释放弯道内。我们得出的结论是，岩石的结构和孔隙度控制了损伤区内的破坏模式，并促进了附属断层表面的不同粗糙度。两种岩性：砂岩和石灰岩，通过不同的机制容纳滑动并影响断层带的发育。

砂岩显示出高孔隙度，增强了碎裂剪切带的形成。该过程伴随着剪切变形带内石英颗粒的溶解，导致强烈的胶结作用，并完成了石英颗粒孔隙度降低的过程。石灰石显示出非常低的孔隙率，这增强了填充方解石的膨胀结构的形成，方解石是从局部岩石压力溶液产生的流体中沉淀出来的。石灰岩的伸展破坏类型与其在非平面断层的伸展或收缩区域内的位置无关。

砂岩和石灰岩损伤区的复杂结构模式显示了多次滑动和断层滑动行为的连续混合模式的证据。岩石记录的不同变形模式暗示了古地震活动在走滑断层带内岩石浅层损伤中的关键作用。因此，损伤区的结构模式和滑动面的粗糙度的知识可以应用于断层的地震-地震行为的解释。所提出的方法也可用于分析地震活动断层带。