断层
duàn céng
断层是地壳中的一种破裂,沿着断层面两侧的岩块发生了相对运动,分为正断层、逆断层和走滑断层。
Definition
断层是地壳中的一道裂缝,其一侧的岩石相对另一侧发生了移动,只有在发生了这种位移之后,它才算得上是一条断层。正断层形成于地壳受到拉张、上盘下降的地方,逆断层(或称冲断层)形成于地壳受到挤压、上盘上升的地方,走滑断层则形成于岩块沿水平方向相互滑过的地方,其长度从几厘米到超过一千公里不等。断层的类型反映了根据安德森理论所判断的主应力方向:当最大应力为垂直方向时形成正断层,为水平方向时形成逆断层,当最大和最小应力都为水平方向时则形成走滑断层。断层是一个带状区域,而不是一个干净利落的平面,近地表处充满了破碎的断层泥,深部则含有具延性特征的糜棱岩,它们既可能通过突然的粘滑型地震发生滑动,也可能在某些段落上以稳定的非地震蠕滑方式发生滑动。
Example
把一摞书最上面的一本朝旁边推移,就能直观地展示这个基本原理,书与书之间的缝隙就相当于断层本身。加利福尼亚州的圣安德烈亚斯断层就是一条真实的走滑断层,布雷瓦德断层带贯穿北卡罗来纳山区的布雷瓦德和布恩一带,是阿巴拉契亚山脉隆升时形成的一条古老断层,而达勒姆附近的三叠纪裂谷盆地则被正断层所限定。犹他州的瓦萨奇断层是一条正断层,在数百万年间将瓦萨奇山脉抬升到高出谷底超过 $3\ \text{km}$ 的高度,而蓝岭逆冲断层则将数十亿年历史的基底岩石向西推移了数十公里,覆盖在了较年轻的古生代地层之上。
Key Insight
并不是岩石上的每一道裂缝都是断层;只有当两侧真正发生了相对滑动之后,它才配得上这个名字,而滑动的方式则揭示了背后作用力的类型:拉张对应正断层,挤压对应逆断层,剪切对应走滑断层。断层在两次地震之间还会经历愈合和弱化的过程,矿物沉淀和压溶作用会缓慢重建被破裂所摧毁的摩擦强度,而这种愈合的速度决定了某条特定断层再次发生破裂的频率。