斷層
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中文名: 斷層 外文名: fault 拼 音: duàn céng 屬 性: 地質構造類型 主要成因: 構造運動 基本類型: 正斷層、逆斷層、平推斷層 |
斷層是地殼受力發生斷裂，沿斷裂面兩側岩塊發生的顯著相對位移的構造。斷層規模大小不等，大者可沿走向延伸數百千米，常由許多斷層組成，可稱為斷裂帶；小者只有幾十厘米。斷層在地殼中廣泛發育，是地殼的最重要構造之一。在地貌上，大的斷層常常形成裂谷和陡崖，如著名的東非大裂谷。[1]
目錄
基本情況
斷層是構造運動中廣泛發育的構造形態。它大小不一、規模不等，小的不足一米，大到數百、上千米。但都破壞了岩層的連續性和完整性。在斷層帶上往往岩石破碎，易被風化侵蝕。沿斷層線常常發育為溝谷，有時出現泉或湖泊。
地殼運動中產生強大的壓力和張力，超過岩層本身的強度，對岩石產生破壞作用導致岩層斷裂錯位。斷層對地球科學家來說特別重要，因為地殼斷塊沿斷層的突然運動是地震發生的主要原因。科學家們相信：他們對斷層機制研究越深入，就能越準確地預報地震，甚至控制地震。
斷層要素
斷層面：構成斷層的破裂面，也就是斷層兩側岩體沿之產生顯著滑動位移的面。斷層一般不是單個的面，而是由一系列的破裂面或次級斷層所組成的帶，即斷層帶或斷裂帶。
斷層線：是指斷層面與地面的交線，即斷層面在地表的出露線，斷層線延伸方向即是斷層走向，延伸的消失點，稱為斷層的端點。
斷盤：斷層面兩側發生相對位移的岩體，稱為斷（層）盤。當斷層面傾斜時，位於斷層面上方的稱為上盤，下方的稱為下盤；當斷層面近於直立時，則以方位相稱，如東盤、西盤等；也可根據兩盤相對移動的關係，把相對上升的稱為上升盤，把相對下降的稱為下降盤。
斷距：斷層兩盤岩體沿斷層面發生相對滑動的距離。斷距的大小常常是衡量斷層規模的重要標誌，斷距又分為總斷距、水平斷距及垂直斷距。
斷層分類
（1）按斷層力學性質分類：①壓性斷層，由壓應力作用形成，其走向垂直於主壓應力方向，多呈逆斷層形式，斷面為舒緩波狀，斷裂帶 寬大，常有斷層角礫岩。②張性斷層，在張應力作用下形成，其走向垂直於張應力方向，常為正斷層，斷層面粗糙，多呈鋸齒狀。③扭性斷層，在剪應力作用下形成，與主壓應力方向交角小於45°，常成對出現。斷層面平直光滑，常有擦痕出現。
（2）按斷層兩盤相對運動關係分類：①正斷層，上盤相對下降，下盤相對上升的斷層。②逆斷層，下盤相對下降，上盤相對上升的斷層 。③平移斷層，兩盤岩體沿斷層面走向作水平相對運動的斷層。④樞紐斷層，正、逆、平移斷層的兩盤相對運動都是直移運動。事實上，有許多斷層常常有一定程度的旋轉。
斷盤的旋轉有兩種情況：一種是旋轉軸位於斷層的一端，表現為橫過斷層走向的各個剖面上的位移量不等；另一種是旋轉軸部位於斷層的端點，表現為旋轉軸兩側的相對位移的方向不同，如一側為上盤上升，而另一側為上盤下降。
兩種旋轉均使兩盤中岩層原來一致的產狀不再平行一致。旋轉量比較大的斷層，可稱為樞紐斷層。
組合類型
斷層可以單個孤立出現，但在一定範圍內，往往成群出現。根據斷層的組合方式，主要有下列類型：
（1）階梯狀斷層和疊瓦狀斷層
若干條斷層走向大致平行，傾向大體相同，上盤向同一方向呈階梯狀依次下降的斷層組合類型，稱階梯狀斷層；若干條斷層大致平行排列，逆沖方向大體一致，上盤依次上推，覆蓋成疊瓦狀的斷層組合類型，稱疊瓦狀斷層。
（2）地壘和地塹
地壘是指兩側斷盤相對下降，中間斷盤相對上升的斷層組合形式；地塹是指兩側斷盤相對上升，中間斷盤相對下降的斷層組合形式。在地 形上地壘常成為塊狀山地，如廬山以及天山山脈、阿爾泰山脈中的許多塊狀山地。地塹常成為盆地、谷地，如陝西省渭河谷地，歐洲的萊茵谷地。地壘和地塹有下列共同點：斷層往往有兩條以上，走向大體平行，大部分為正斷層，但也有逆斷層。地壘和地塹常常相伴出現。
（3）環狀斷層和放射狀斷層
若干個在平面上呈斷續環狀或放射狀分布的斷層組合形式稱為環狀斷層或放射狀斷層。它由張應力作用形成，多為正斷層。常見於穹窿構造、中心式火山、岩株的上覆岩層頂部。
認識標誌
野外認識斷層及其性質的主要標誌是：①地層、岩脈、礦脈等地質體在平面或剖面上突然中斷或錯開。②地層的重複或缺失，這是斷層走向與地層走向大致平行的正斷層或逆斷層常見的一種現象，在斷層傾向與地層傾向相反，或二者傾向相同但斷層傾角小於地層傾角的情況下，地層重複表明為正斷層，地層缺失則為逆斷層。③擦痕，斷層面上兩盤岩石相互摩擦留下的痕跡，可用來鑑別兩盤運動方向進而確定斷層性質。④牽引構造。斷層運動時斷層近旁岩層受到拖曳造成的局部弧形彎曲，其凸出的方向大體指示了所在盤的相對運動方向。⑤由斷層兩盤岩石碎塊構成的斷層角礫岩、斷層運動碾磨成粉末狀斷層泥等的出現表明該處存在斷層。此外還可根據地貌特徵（如錯斷山脊、斷層陡崖、水系突然改向）來識別斷層的存在。
斷層是常見的斷裂構造，在尋找固體礦床，分析石油、天然氣和地下水的運移和儲集，評價大型工程地基穩定性以及監測和分析預報地震等方面，斷層的研究具有重要的實際意義。
形成時代的確定
角度不整合法。在存在地層角度不整合區，可利用斷層與同期變形的地層、褶皺的相互關係確定斷層形成時期。斷層形成於捲入同期變形地層（下伏地層）中最新地層之後、上覆未捲入同期變形地層中最老地層形成時代之前。
穿插法。利用斷層和侵入體（岩體、岩脈）、礦脈穿插關係確定斷層形成時期。若斷層形成於侵入體之前，則可能被侵入體穿切；若斷層形成於侵入體之後則可能穿切侵入體。通過確定侵入體和礦脈形成的時間，可以確定斷層是形成於侵入體或礦脈之前還是之後。
組合法。利用斷層和褶皺或者其他地質構造的組合關係確定斷層形成時期。在同一構造應力場控制的構造活動期間所形成的褶皺、斷裂之間存在有規律的幾何關係和成因聯繫。確定了這些構造作用時期也可以推斷斷層的形成時間。
斷層與地震
地殼中的斷層密如織網。斷層從較小的破裂一直到上千公里的斷裂帶，有各種不同的尺度和深度，縫合帶是多條斷層的聚合帶。
晚第四紀以來有活動的斷層稱為活動斷層。活動斷層的活動常常是緩慢的，突然快速變動時便可產生地震。
1989年丁國瑜等將活斷層的發展分為初始期、生長期、活躍期和衰亡期。
據中國地震信息網：地震是地球內部物質運動的結果。這種運動反映在地殼上，使得地殼產生破裂，促成了斷層的生成、發育和活動。「有地震必有斷層，有斷層必有地震」，斷層活動誘發了地震，地震發生又促成了斷層的生成與發育，因此地震與斷層有密切聯繫。
據甘肅省地震局：地震帶與活動斷層相輔相成、密不可分。①絕大多數強震震中分布於活動斷層帶內；②世界上破壞性地震所產生的地表新斷層與原來存在的斷層走向一致或完全重合；③在許多活動斷層上都發現了古地震及其重要現象，重複的時間在幾百年至上千年；④大多數強震的極震區和等震線的延長方向與當地斷層走向一致；⑤震源力學分析得出，震源錯動面產生狀態大部分和地表斷層一致。總之，地震帶與活動斷層有着成因上的密切聯繫，活動斷層的作用又是產生地震和地震帶分布的根本因素。