4.3.2 地质构造
实习区的地质构造主要由近南北向延伸的水峪贯向斜与若干不同方不同类型的断裂构造组成（图4.48）。
1.水峪贯向斜
该向斜北起王文村，向南经陈台、水峪贯、鲁沿、直至西社村以南，全长约30km，总体呈近南北向延伸并向南倾伏，但枢纽的倾伏及延伸方向在各段都有一定程度的变化。在王文村一带，枢纽呈北北东向延伸，向南倾伏；在陈台以北地区，枢纽呈近南北向延伸，向北倾伏；陈台以南地区，枢纽呈北北西至北西向延伸，向南倾伏；鲁沿以南地区，枢纽又变为近南北向延伸，并逐渐向南缓缓仰起。该向斜在平面上枢纽呈“S”形弯曲，在纵剖面内枢纽呈宽缓的波状起伏。该向斜的核部发育有一个幅度不大的背斜，使向斜的剖面形态呈“W”形。特别在北部仰起端表现得更为明显，小背斜宽度达30m左右（图4.49）。
在水峪贯村附近该向斜的核部地层为三叠系二马营组T2er（图4.50），两翼依次出露三叠系和尚沟组、刘家沟组，二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组、山西组，石炭系太原组、本溪组及奥陶系等。鲁沿村以南，向斜东翼地层倾角变缓，故未见二叠系及以下地层出露。
该向斜北部的横剖面形态与南部明显不同，在鲁沿以北地区，该向斜为一个直立对称褶皱，其西翼的代表性产状为64°∠42°，70°∠30°，74°∠46°和101°∠35°，东翼的代表性产状为223°∠30°，236°∠40°，207°∠43°和219°∠38°，即两翼倾角基本相同。在鲁沿以南地区，该向斜西翼变陡，东翼变缓，成为两个不对称褶皱，其西翼的代表性产状为78°∠30°、99°∠28°、81°∠45°和96°∠35°，东翼的代表性产状为238°∠7°、257°∠10°、277°∠18°和251°∠14°。
图4.48 区域构造图
2.断层
实习区分布有不同规模、不同产状的正断层、逆断层、平移断层。
图4.49 水峪贯向斜仰起端
图4.50 水峪贯向斜转折端
（1）正断层
1）西孟正断层。该断层位于西孟村附近，西起西孟村西，向东延伸至大水村以北，再向东被黄土掩盖，可见长度为2km左右。该断层走向东西，倾向南，倾角60°～70°。上盘为上石盒子组地层，产状为182°∠29°～179°∠6°；下盘为下石盒子组地层。产状为178°∠23。地层断距约80m。该断层在西孟一带出露良好，可见，主断面及1～2条断距不大但与主断面平行的次一级伴生断层，西孟断层见图4.51，在寺沟内可明显地看到上盘中有牵引现象。
2）水峪贯断层。该断层可分为南、北两段（图4.52）。
南段：南起于鲁沿村附近，沿西冶川西坡向北西延伸至水峪贯村附近，长约5km，断层倾向北东，倾角60°～70°。其上盘下降，主要为二马营组，并零星出露和尚沟组；下盘上升，主要为刘家沟组，并零星分布有和尚沟组，之间地层缺失。据缺失地层厚度估算，地层断距约150m左右。
图4.51 西孟断层
图4.52 水峪贯断层剖面图
北段：自水峪贯村往北，该断层隐伏于西冶川河床沉积物之下，成为隐伏断层，其延伸长度及断距不易确定，可大致推断其延伸长约5～6km。断距向北逐渐变小直至消失。
3）后官庄断层。该断层西起后官庄以西，向北东东向延伸，经石家岭至东坡村以北附近消失。全长7～8km。断层走向北东东，倾向南南东，倾角60°～70°。其下盘地层主要为上石盒子组下段；上盘地层主要为上石盒子组上段。该断层中部的地层断距最大，可达100m；向东断距逐渐变小以至消失；其西端则可能与西孟断层相接。该断层的走向及倾向亦与地层的走向与倾向接近一致。
4）寺沟西梁下石盒子组中的小型阶梯状断层。在寺沟西梁的下石盒子组中发育有一组小型的正断层组，其特征是所有的断层产状均为东西走向，且向北倾，与地层的倾向正好相反，构成阶梯状断裂。断层面平均倾角1°～15°，且稍具上陡下缓的梨式特征。断距都不大，在1～3m之间，断层总条数达10条以上。断层的两盘都有牵引现象。
（2）逆断层。实习区逆断层较少，且主要分布在西部边缘地带。
1）山前大断裂。该断裂位于本区西部边缘，北起寨立，向南经逯沟、陈台、榆林、西社，直至文水县神堂一带，被晋中盆地西北边缘的清交断层切断，长约40km。断层的延伸与水峪贯向斜近于平行，在陈台以北地区，断层走向近于南北，且稍向西凸出，陈台至西社一带断层的走向为北北西向，西社以南断层呈近南北向延伸，且稍向东凸出，因而在平面上构成“S”形。断层的北端，其上、下盘地层皆为奥陶系。以南的绝大部分地段西盘多为奥陶纪灰岩，东盘则多为石炭、二叠系。由于断层通过的大部分地段山高林密，故断层面多被植被掩盖，断层直接出露地点极少，难以确切说明断层的倾向、倾角及它们的变化情况。根据个别地点的出露情况、派生构造及航片的判别，可大致看出该断层南、北两段的产状有差别。
南段：指西社及其以南一段。表现为高角度的正断层。西社附近的断层自然剖面（图4.53）说明断层面倾向东，倾角70°左右。上盘为下石盒子组；下盘为中奥陶统，故上盘下降，下盘上升，造成地层的缺失，地层断距约为100m。
北段：指西社以北一段。该段表现为断层面向西倾，上盘上升下盘下降的逆断层。陈台村西发育在该断层东盘的派生构造示意见图4.54。此部位发育有两条小型逆断层，均向西倾，倾角10°～15°，上盘上升，造成太原组灰岩的重复出露。在小断层的下盘，下石盒子组底部的骆驼脖子砂岩受逆断层的牵引，发生倒转形成小型平卧褶曲。根据这些派生构造亦可推断出：该断层上盘（西盘）上升，属于逆断层，地层断距100m左右。综上所述，该断层的北段断层面西倾为逆断层，南段断层面东倾为高角度的正断层，在三维空间上断层面为一个扭曲的挤压面。
图4.53 西社附近断层自然剖面示意图
图4.54 派生构造示意图
2）陈台逆断层。位于山前大断裂以东，南起榆林村西，北经陈台村西，直至古洞道村西逐渐消失，延伸方向为北北西，与山前大断裂平行展布，长约5km。该断层的断层面倾向东，倾角约80°，为东盘上升的逆断层，两盘的地层在多数地段均为上石盒子组，但在个别地段也有下石盒子组地层的零星出露，表现为地层重复。根据在榆林村西北沟中的观察，该断层为一强烈挤压面，两盘地层产状变化极大，其受力情况与其西部的山前大断裂基本一致（图4.55）。
3）小型缓倾角逆掩断层。在大水沟的东、西梁上均发现有断距不大的缓倾角逆断层，其共同特点是走向近东西向，倾向南，倾角为10°左右，断距1m至数米，断层面平整。断层发育在刘家沟组之中，所切地层产状为174°∠50°，故断层倾向与岩层倾向一致，而断层倾角小于岩层倾角，断层上盘向北逆冲。由于该断层分布在山梁上，上盘多被剥蚀，只残留上盘地层的小岩块孤零零地推复于下盘之上，构成一种很美观的小型飞来峰，刘家沟组中的小型逆断层见图4.56）。
图4.55 陈台逆断层剖面图
图4.56 刘家沟组中的小型逆断层
（3）平移断层。在水峪贯向斜东翼的官庄沟、大水沟、寺沟一带，发现有近10条平移断层，其延伸方向均在北东10°～20°，延伸长度一般为500～1000m，多数断层倾向西，少数断层倾向东，倾角较陡，一般在70°以上。这些断层主要切过上石盒子组、石千峰组及刘家沟组等，少数断层还切过了和尚沟组及二马营组。其水平地层断距为20～100m，断层的错动方向均表现为右行平移，且其走向与地层的走向均近于直交。在个别断层出露点上可以见到断层面上发育有擦痕和阶步，表明了断层两盘右行平移的相对运动方向。此外，在向斜的西翼也有平移断层，其特征是断层走向与地层走向近于直交，为北北东向，断层面陡立，有的表现为左行，有的表现为右行，条数较少。
3.节理
实习区节理发育，主要有两套，即具有区域性发育特征的早期平面X节理及与水峪贯向斜配套的X节理。节理的展布特征及分布密度与节理所处构造部位及围岩岩性有较大关系。刘家沟组细砂岩中的节理发育良好且保存良好，岩层面与节理面的夹角多在71°以上，属大角度相交。
（1）早期平面X节理。早期平面X节理是地层最初受到水平挤压时的破裂变形产物，当时地层尚处于水平状态。因而根据它确定主应力方向时，先将此种节理作如下处理：利用赤平投影法将所在节理的岩层转平，并使得节理面随之旋转，得到新的节理产状，这个产状便是岩层未发生倾斜时节理的原始产状。对多处节理量测，处理后可以综合得出：本区一组节理的走向位于NE38°～47°，另一组节理的走向则位于ENE106°～119°。它们延伸方位稳定，出露明显，反映了本区发生构造运动的初期，主压应力作用的方向为ENE—WSW。
（2）与水峪贯向斜有关的节理。此种节理主要表现在节理的展布特征随向斜枢纽的方位及两翼岩层产状而变化，此即节理亦为两组，并呈X相交，两组节理的锐夹角平分线所表明的主压应力方向δ1与向斜枢纽及两翼岩层的走向线呈垂直或近于垂直状态。
例如：水峪贯铁厂西侧刘家沟组地层测得岩层产状56°∠16°，两组节理的代表性产状分别为158°∠83°和263°∠87°。此节理的位置靠近向斜枢纽，附近通过的向斜枢纽的延伸方位为NW313°，根据两组节理的锐角平分线所表明的δ1的水平投影方向为NE31°～SW221°，与地层走向及枢纽延伸方向均接近垂直。
根据野外观察，其他形式的节理极少出现，这可能是由于前期节理的存在，使得构造应力得到释放，从而难于产生新的节理的缘故。由上可见，早期平面X节理形成较早，与水峪贯向斜有关的节理则形成较晚。野外所见也是后者切割前者或被前者所限制。