断层
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断层是一种分开两种进行相对运动的岩体的岩石破裂面[1]。断层通常出现在地壳活动频繁的区域,并与地震、海啸等天灾有关联性。断层通常集体出现[2];他们大小不等,大的断层可纵贯整个岩石圈,水平则可绵延几千公里,但大部分均形成于地壳浅部深约5到10公里的脆性剪切带[3]。明显的断层均需求两侧岩层发生明显的相对位移。
大型的断层通常是板块运动造成地壳活动的结果,无论是两个板块分离、挤压、隐没、相对旋转或是平移都有可能产生断层。断层也有可能不在板块边缘上,例如欧亚板块就是板块内断层发达的地区。断层的产生有可能是因为山体不稳定、岩石因为重力下滑,拉出破裂面,例如破火山口的环状断层。断层偶然是一个单一、清楚的破裂面,但是大多数的情况下都是一组断面的集合,称为断层带。断层带具有相当的长度及宽度,规模巨大的断层带则通常叫做断裂带。[2][4]并不是所有具备断层构造的露出都是有活跃活动的断层。如同火山,断层也有分为活断层及不活断层。也因为并不是每一个断层都有近期活动的可能,活断层附近并不一定代表那个地方一定或有比较高几率会发生地震[5]。
断层有断层面、断层线和断层盘三要素。断层面是指岩层受力后发生相对位移的破裂面,通常成呈面状或弧形展布,具有一定的走向、倾向、倾角;断层面有的光滑,有的是擦痕,有的呈波状起伏较粗糙。断层线是指断层面与地面的交线。可直可弯,甚至形成一条宽窄不等、成带状分布的破碎地带。断层磐是指断层面两侧的断块称为断层盘。位于断层面上方的称为上磐,下方的称为下磐;相对上升的一盘称为上升磐,相对下降的一盘称为下降磐[2]。断层错动摩擦可以将岩层磨碎,造成断层角砾岩和糜棱岩等岩石,这些断层岩具备高压、低温的变质特性。作用强者甚至将岩石磨成泥状,称为“断层泥”。断层角砾岩或断层泥是断层面所在位置的常见指引。
一般来说,一个地区的断层都具备类似的方向、性质;但如果几个相近的断层活动方式不相同的话,就有机会产生地堑(或裂谷)或地垒。地堑是一系列约略平行的断层造成中间狭长断块下陷、两侧相对升高的沟状段层构造,著名的例子包括东非裂谷和中国甘肃。如果中间岩盘突出、两侧相对下降,则称为地垒,如中国的泰山。一个地区也有可能同时出现很多地堑和地垒,例如美国中部的山脉盆地区(Basin and Range Province)。[2][6]
和断层相对的概念称为节理。节理是指岩石受到外力而产生破裂面,但是破裂面两侧却未发生相对位移的地质构造。节理一旦发生移动,即可产生断层。[7]