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。