斷層的形成機制

2024年3月28日發(作者：讀書日)

地質構造中，正逆斷層的形成機制是什么？斷層有哪些參數？

斷層的形成

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

千千米。但都破壞了巖層的連續性和完整性。在斷層帶上往往巖石破碎，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。是什么力量導致巖層斷裂錯位呢？原來是地殼運

動中產生強大的壓力和張力，超過巖層本身的強度對巖石產生破壞作用而形成的。巖層斷裂錯開的面

稱斷層面。兩條斷層中間的巖塊相對上升，兩邊巖塊相對下降時，相對上升的巖塊叫地壘；常常形成

塊狀山地，如我國的廬山、泰山等。而兩條斷層中間的巖塊相對下降、兩側巖塊相對上升時，形成地

塹，即狹長的凹陷地帶。我國的汾河平原和渭河谷地都是地塹。

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。

組成要素

特大斷層——東非大裂谷

破裂面兩側巖塊發生顯著相對位移的斷裂構造。規模大小不等，大者沿走向延伸數百千米，常由

許多斷層組成，可稱為斷裂帶；小者可見于手標本。幾何要素斷層由斷層面和斷盤構成。

斷層面是巖塊沿之發生相對位移的破裂面。斷盤指斷層面兩側的巖塊，位于斷層面之上的稱為上

盤，斷層面之下的稱為下盤，如斷層面直立，則按巖塊相對于斷層走向的方位來描述。

斷層兩側錯開的距離統稱位移。按測量位移的參考物的不同，有真位移和視位移之分，真位移是

斷層兩側相當點錯開的距離，即斷層面上錯斷前的一點，錯斷后分成的兩個對應點之間的距離，稱為

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總滑距；視位移是斷層兩側相當層錯開的距離，即錯動前的某一巖層，錯斷后分成兩對應層之間的距

離，統稱斷距。通常按斷層的位移性質分為：

①上盤相對下降的正斷層。②上盤相對上升的逆斷層。斷層面傾角小于30°的逆斷層又稱沖斷層。

正斷層和逆斷層的兩盤相對運動方向均大致平行于斷層面傾斜方向，故又統稱為傾向滑動斷層。③兩

盤沿斷層走向作相對水平運動的平移斷層，又稱走向滑動斷層（簡稱走滑斷層）。

分類

根據斷層線上原來相鄰接的兩點在斷層運動中的相對運動狀況可以將斷層分類。斷層如果它們的

運動只在水平方向上，并且平行于斷層面，那么這斷層叫走向滑動斷層。走向滑動斷層又進一步分為

右滑和左滑斷層。如果一個觀察者站在斷層的一側，面向斷層，另一邊的巖塊向他左方滑動，那它就

叫左滑斷層。之所以如此稱呼，因為要追索被移動了的地表特征時，該人需沿斷層線轉向左邊，才能

在那一邊找到與這邊相對應的特征。這種走向滑動斷層也叫右旋或左旋、右行或左行斷層，或統稱走

向斷層。加利福尼亞圣安德列斯斷層是一條右旋斷層或滑動斷層。沿斷層面作上升下降的相對運動，

則是傾向滑動斷層。上盤相對下盤向下運動的傾向滑動斷層是正斷層。當斷層面傾角小于或等于45°，

上盤相對下盤作向上運動時，叫沖斷層，而若斷層面傾角大于45°，則稱逆斷層。兩盤相對運動方向

界于走向滑動斷層和傾向滑動斷層之間的，叫斜向滑動斷層。斷層兩盤之間的相對位移常被叫作斷層

落差和平錯。落差反映垂直位移，而平錯反映水平位移。以上所說的斷層都有一個共同的運動特點，

即在運動中兩盤的構造保持著平行。但也可以有這樣的斷層，相鄰兩盤塊體之間發生了扭動、轉動，

這樣的斷層被稱為旋轉斷層或剪狀斷層.上面這張照片里山岳右邊的線形結構，就是美國加州著名的圣

安地列斯斷層，它也是地球表面最長和最活躍的斷層之一。

圣安地列斯斷層的深度有15公里，存在的時間已經超過2000萬年。照片是從奮進號航天飛機拍

攝的雷達影像和測地衛星的真色影像所組合出來的。巨大的太平洋板塊沿著圣安地列斯斷層，相對于

北美板塊向北漂移，平均每年移動數厘米，按這種移動速率，經過數百萬年后，地球表面的陸塊分布

和現在比起來，將會有很大的不同。

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知識分類

自然科學篇＞地球科學（地理學家、地質學家）地殼中巖石的斷裂。地殼的擠壓力或張力使斷裂兩

側的巖塊發生相對位移。斷層的長度可由幾公分到數百公里，沿斷裂面(斷層面)的位移也可由不到1

公分到數百公里。位移往往分布在由無數單個斷層組成的斷層帶內，斷層帶可寬數百分尺。斷層分布

不均勻，在某些大區域內一個斷層也沒有；而一些地區則被各樣大小的無數斷層所切割。斷層有直立

的、水平的，或向任何角度傾斜的。斷層面上部的巖塊稱為上盤；下部的稱為下盤。斷層面能被磨得

很光滑，留下摩擦的條痕稱為斷層擦痕；斷層面兩則巖石可能被壓碎成細粒黏土狀，稱為斷層泥；如

壓碎的巖粒較粗，則稱為斷層角礫。有時斷層鄰近的巖層，由于抵抗滑動也會發生褶皺或彎曲。有厚

土層的地區斷層面通常被覆蓋。

斷層面兩側斷塊的位移一般根據沉積層或其他標志如礦脈和巖墻來測定(相對于某一平面如海平面

的絕對位移一般是測不出的)。沿斷層的運動可以是旋轉運動，兩側斷塊彼此相對旋轉。斷層的視運動

可以是與實際運動完全不同的，侵蝕作用把實際運動形跡都消除了。運動可以是持續蠕動，或在數秒

內發生幾公尺數量級的躍動。大部分地震是沿斷層的快速運動引起的。斷層可根據其傾角和相對運動

以及視運動來分類。正斷層或重力斷層是由于地殼受豎直擠壓拉張而形成的。上盤向下滑動，傾角一

般大于45°。這種斷層在世界上到處可見到。

在美國猶他州和內華達州，斷層形成山脈一側或兩側的邊界。斷裂時因上盤向下滑動數千公尺變

為谷底而相對形成了這些山脈。逆斷層是由于地殼收縮，受水平擠壓力造成的。由于向上最易減壓，

上盤往上移動覆蓋在下盤之上，其傾角一般小于45°；大于45°的類似斷層，稱為沖斷層。如逆斷層的

傾角很小，而位移總量卻很大時，稱為逆掩斷層。大型逆斷層是維吉尼亞州和田納西州嶺谷地區中阿

帕拉契區域的特色。走向滑斷層(或稱平移斷層)大體上也因水平擠壓形成。其差別只在于，最易減壓

的是幾乎平行于擠壓力的水平方向。斷層面基本上是直立的，沿側向運動。這種斷層分布廣泛，往往

導致大洋中脊發生斷錯。圣安德烈亞斯斷層是這種類型斷層著名的陸上例子，1906年舊金山大地震時

其最大位移有6公尺(20呎)。

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在最近幾百萬年期間，沿這條大斷層的總錯距足有數十公里。

認識標志

野外認識斷層及其性質的主要標志是：

①地層、巖脈、礦脈等地質體在平面或剖面上突然中斷或錯開。②地層的重復或缺失，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于地層傾角的情況下，地層重復表明為正斷層，地層缺失則為逆斷層。③擦痕，

斷層面上兩盤巖石相互摩擦留下的痕跡，可用來鑒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巖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由斷層兩盤巖石碎塊構成的斷層角礫巖、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征（如錯斷山脊、斷層陡崖、水系突然改向）來識別斷層的存在。

危害

根據斷層面（即巖石的裂縫和兩塊巖石運動過程中產生的裂縫）位置的不同特征，科學家將斷層分

為四種類型：

正斷層

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