地质断层的成因和类型

在地质学中， 断层是指当构造力超过岩石的阻力时， 地球表面岩石（深达200公里）断裂形成的不连续面。 换言之，断层就是地壳中的一条裂缝。 断裂带有一个通常定义良好的表面 称为断层面，其形成伴随着与该平面相切的岩石滑动。

引起错位的运动可以有不同的方向：垂直、水平或两者兼而有之。 在因断层而上升的山区， 运动位移可能达到数千米， 并表现出长期累积效应， 小而难以察觉的运动， 而不是单一的大型上升。 然而，当断层活动突然发生时， 它会产生大地震， 甚至导致地表破裂， 形成一种称为断层崖的地形。

在地质学中， 断层是岩石体积中的平面裂缝或不连续性， 由于岩体运动， 断层上发生了显著的位移。 地壳内的大断层是由板块构造力的作用造成的， 最大的断层形成板块之间的边界， 例如俯冲带或转换断层。

地质断层的原因

地质断层是在应力发生时形成的， 并决定了断层发生后的类型。 应力主要分为三类：

• 压缩应力： 发生在聚合板块边界。板块移动并相互碰撞。这就像两辆汽车相撞一样。
• 拉应力： 发生在板块边界处。板块彼此漂移。
• 剪切应力： 主要发生在转换边界。板块以相反方向水平滑过彼此。

地质断层特征

我们可以利用以下特征来描述断层：

• 方向： 断层面所含水平线与南北轴线之间的角度。
• 下沉： 断层面与水平面之间的角度。
• 沿断层平面截取的给定块体（例如，层的一个表面）与另一块体中对应点之间的距离。
• 沿断层崖出现的平坦表面虽然下降。
• 三角切面： 镜面断层是指断层垂直于山状断层方向， 在山状断层中形成的断层， 由于镜面断层本身和下陷部分都呈三角形，故得名。

活动断层和非活动断层

当第四纪沉积物变形时， 断层就会活跃起来。 换言之，当有证据表明过去 180 万年中断层一直在活动时。 一些活跃的断层经常与地震有关， 表明它们仍在活动。 可能存在突然的跳跃， 导致地震， 原因是两个断层在地震发生时发生碰撞， 随后是一段不活跃的时期。 最大的地震是由 8 到 12 米的跳跃引起的。 滑动也可能缓慢而持续地发生， 只有经过数年的观察后， 才能用 GPS 站等仪器感知到。

第一种是地震断层， 而第二种是无震断层或爬行断层。 然而，当考虑数千年量级的较大时间间隔时， 两者的平均移动速度都是每年几毫米到几厘米。 过去地质区域还存在不活跃的旧断层， 这些断层以化石结构的形式留存至今， 断层也不会对附近城镇造成任何威胁。

根据地质断层运动类型

根据断层起源和块体的相对运动， 断层可分为三类：

1.逆断层

此类破坏是由压缩引起的。 运动通常是水平的， 断层面通常与水平方向呈 30 度角， 顶板块位于下盘。

2.正断层

这些断层是由牵引力产生的。 运动主要垂直于断裂面， 断裂面通常与水平方向成 60 度角。 滑落的块体称为块顶， 而上升的块体称为块底。

3.走滑断层

在这种类型中， 垂直跳跃分量可以忽略不计， 主要运动是水平的。 有两种类型：右旋和左旋。 研究人员区分了这两种类型的走滑断层。 将观察者置于任何一块块上， 当它们相对移动时， 右旋是指块的相对运动是顺时针的， 而左旋则相反。

它们不应与转换断层相混淆， 转换断层与板块构造理论的转换边缘概念有关， 也不要与横向断层相混淆， 横向断层允许沿断层面适应块体的差异运动。

4.斜断层

该运动具有垂直分量和水平分量。

5.转换断层

转换断层或转换边缘是板块相对移动的侧边缘。 由于陆地的不连续性， 它们的存在非常引人注目。 这种类型的断层连接大洋中脊， 而其他断层则只是容纳大陆板块之间的水平移动。

断层或转换边缘发生在板块的被动边缘， 其特征是水平滚动失败， 其中板块由于海底扩张而彼此相邻移动， 而不会产生或破坏岩石圈。

这些断层将全球活动带连接成一个连续的网络， 将地球的外表面分成几个刚性板块。 因此，地球由各个板块和转换断层组成， 板块之间可以发生相对运动。

大多数转换断层连接着大洋中脊的两段。 此外，通过转换断层，洋壳在洋脊处形成， 并可能被输送到破坏区， 即海沟。

边界类型

根据运动类型， 板块可以碰撞或相互滑动。 板块边界有三种不同类型：

1.边界融合

汇聚边界与发散边界的运动方向相反。 板块碰撞，因此引发火山活动， 并形成地貌。

2.发散边界

发散边界与汇聚边界的运动方向相反。 在这种情况下，板块分离，导致地幔物质上升， 形成新的土壤。

3.转换边界

两个互相以相反方向滑动的板块称为转换边界。

世界著名地质断层

世界上有许多地质断层， 它们是由自然变化和事件造成的。 其中最著名的两个是：

阿尔金断层

这条断层形成于大约 4000 万年前， 当时印度次大陆向北推进， 与欧亚大陆相撞。 这条断层长达 2500 多公里， 包括与其东端相连的甘肃断层。 它位于珠穆朗玛峰以北 1200 公里处， 位于中国新疆地区。 这条断层可能是世界上最大的活动断层。

这一地区是强烈地震活跃区， 这一点很容易让人注意到， 因为印度大陆自碰撞开始以来已经在欧亚大陆上移动了 2000 公里。 这一断层导致了四川大地震， 造成 6 万人死亡。

圣安德烈亚斯断层

它位于北美板块和太平洋板块之间。 该系统长287公里， 穿过美国加利福尼亚州和墨西哥下加利福尼亚州约一千个地区。 它因产生大型和破坏性强的地震而闻名。