斷層
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斷層是一種分開兩種進行相對運動的岩體的岩石破裂面[1]。斷層通常出現在地殼活動頻繁的區域,並與地震、海嘯等天災有關聯性。斷層通常集體出現[2];他們大小不等,大的斷層可縱貫整個岩石圈,水平則可綿延幾千公里,但大部分均形成於地殼淺部深約5到10公里的脆性剪切帶[3]。明顯的斷層均需求兩側岩層發生明顯的相對位移。
大型的斷層通常是板塊運動造成地殼活動的結果,無論是兩個板塊分離、擠壓、隱沒、相對旋轉或是平移都有可能產生斷層。斷層也有可能不在板塊邊緣上,例如歐亞板塊就是板塊內斷層發達的地區。斷層的產生有可能是因為山體不穩定、岩石因為重力下滑,拉出破裂面,例如破火山口的環狀斷層。斷層偶然是一個單一、清楚的破裂面,但是大多數的情況下都是一組斷面的集合,稱為斷層帶。斷層帶具有相當的長度及寬度,規模巨大的斷層帶則通常叫做斷裂帶。[2][4]並不是所有具備斷層構造的露出都是有活躍活動的斷層。如同火山,斷層也有分為活斷層及不活斷層。也因為並不是每一個斷層都有近期活動的可能,活斷層附近並不一定代表那個地方一定或有比較高概率會發生地震[5]。
斷層有斷層面、斷層線和斷層盤三要素。斷層面是指岩層受力後發生相對位移的破裂面,通常成呈面狀或弧形展布,具有一定的走向、傾向、傾角;斷層面有的光滑,有的是擦痕,有的呈波狀起伏較粗糙。斷層線是指斷層面與地面的交線。可直可彎,甚至形成一條寬窄不等、成帶狀分佈的破碎地帶。斷層磐是指斷層面兩側的斷塊稱為斷層盤。位於斷層面上方的稱為上磐,下方的稱為下磐;相對上升的一盤稱為上升磐,相對下降的一盤稱為下降磐[2]。斷層錯動摩擦可以將岩層磨碎,造成斷層角礫岩和糜稜岩等岩石,這些斷層岩具備高壓、低溫的變質特性。作用強者甚至將岩石磨成泥狀,稱為「斷層泥」。斷層角礫岩或斷層泥是斷層面所在位置的常見指引。
一般來說,一個地區的斷層都具備類似的方向、性質;但如果幾個相近的斷層活動方式不相同的話,就有機會產生地塹(或裂谷)或地壘。地塹是一系列約略平行的斷層造成中間狹長斷塊下陷、兩側相對升高的溝狀段層構造,著名的例子包括東非裂谷和中國甘肅。如果中間岩盤突出、兩側相對下降,則稱為地壘,如中國的泰山。一個地區也有可能同時出現很多地塹和地壘,例如美國中部的山脈盆地區(Basin and Range Province)。[2][6]
和斷層相對的概念稱為節理。節理是指岩石受到外力而產生破裂面,但是破裂面兩側卻未發生相對位移的地質構造。節理一旦發生移動,即可產生斷層。[7]