轉形斷層
轉形斷層(英语:Transform boundaries )又稱錯動型板塊邊界,是一系列沿著張裂型板塊邊界平行排列、把中洋脊走向切割為不同塊段的一種大規模水平位移斷層。轉型斷層形成的斷裂帶通常長達數千公里,寬約100到200公里,在海底表現為線形陡崖,兩側地形高度差可達兩千公尺以上或更多。轉型斷層造成的板塊水平位移量,如果以磁力探勘的結果和兩側的中洋脊軸比較,多者可以達到數百公里。[1]
轉形斷層命名的原因是來自於其可以「轉換」兩個板塊間運動方式的特質。板塊間的相對運動,遇到轉形斷層之後,就有機會轉變成另一種型式的相對運動。例如,一個轉形斷層可以使原本遠離兩段中洋脊的板塊張裂,轉換為拉近兩段中洋脊的對向運動。[2]
目录
1 轉形斷層與平移斷層
2 轉形斷層的外觀
3 形成機制
4 例子
5 參考文獻
轉形斷層與平移斷層
轉換斷層和平移斷層相當類似,兩者經常被混淆。從共同點來說,這兩種斷層的板塊相對運動方向都是以水平方向為主,進行向左或向右的運動;兩者皆不易引起深層地震;在地質探勘時,乍看之下會造成的特徵構造也相當類似。事實上,轉形斷層在最初發現時,一度被認為只是規模較大的平移斷層。然而,兩者卻在科學上具備不同的形成原因和運動模式。關於轉形斷層分類的提出是來自於1965年Wilson的論文。相對於當時普遍認為轉形斷層周遭磁條帶的錯位是後期錯段平移的結果,Wilson從海底擴張的觀點出發,考慮到他所切開的是不斷向兩側擴張的中洋脊,因此,一定具備不同於一般平移斷層的特殊性質,Wilson並將其命名為轉形斷層,認為磁條帶從一開始就是錯開的。
轉形斷層和平移斷層最大的差異在於版塊移動的位置、方式及動力來源。轉形斷層與平移斷層在板塊錯動位置上的差異在於斷層線外側,板塊移動的方向是否和內側一致。平移斷層的錯動是沿著整條斷裂線發生的,兩側的兩段中洋脊之間的距離將隨時間逐漸加大;如果由平移斷層引起地震,則整個岩層破裂面都會發生地震。但是,對於轉形斷層而言,雖然中洋脊兩側海底不斷擴張,斷層兩側中洋脊之間的距離並不會加大。錯動與頻繁的地震活動只會發生於本條目首圖中由於擴張方向相反而產生錯動,以紅色線段標示的轉形斷層段。在紅線以外的地方,因為海底的擴張方向相同,因此僅有裂痕而無錯動,且甚少發生地震,恰好與平移斷層所造成的影響相反。
轉型斷層與平移斷層在板塊移動方式上的差異在於位移的大小是否會和位於斷層線的位置有關係。一般平移斷層的位移,向著兩端是逐漸減弱、慢慢消失的。而轉形斷層向兩端並不存在減弱的現象,而是在兩個端點戛然終止,轉換為另一形式的運動(通常是中洋脊的局部拉張作用)。[1][3]
在動力來源方面,轉形斷層和平移斷層也有所差異。平移斷層,和逆斷層、正斷層等其他種斷層相仿,位移的動力來自於岩石的應力。然而轉形斷層不同,轉形斷層的動力來自於板塊之間的張裂運動。因此,影響轉形斷層移動速率的因子主要來自於該地區張裂的激烈性。[2]
除此之外,中洋脊的分段長度與與轉形斷層的張裂速度之間會有一定比例大小關係,佐證轉型斷層的特徵應與中洋脊的張裂性質有關。[4]
轉形斷層的外觀
轉形斷層的完整構造切穿整個岩石圈,所形成的地形景觀甚為巨大。沿洋底轉形斷層所發育的槽谷及崖壁,有的高度差可達2000公尺以上。如果以傳統對海洋地殼的分層來看,轉形斷層的破裂面通常可以完整切穿深海沉積物層以及中部的玄武岩質層,在某些出露,甚至可以觀察到下層輝綠岩的標本;可以說,轉形斷層可以提供典型且相當完整的海洋地殼剖面。一個典型轉形斷層的崖壁,如果以拖採進行觀察,由上而下通常可以依序觀察到這幾種岩層的分布:
- 拉斑玄武岩
- 輝綠岩
- 輝長岩
蛇紋石化的橄欖岩- 綠片岩和角閃岩相變質岩
轉形斷層通常伴有強烈的動力變質作用。拖採得的標本經常觀察到被角礫岩化、糜稜岩化或片理化的痕跡,有些岩石還會出現微型褶皺。可見,轉形斷層是一種重要的變質帶與構造形變地帶。由於剪切作用與變質作用,轉形斷層有機會使岩石的磁性喪失,故沿著轉形斷層常常可以發現缺失中洋脊磁異常的區域,這些無磁地區通常位於斷層面向兩邊延伸10到30公里左右。除此之外,某些轉形斷層地帶的地殼明顯較薄,厚僅約2到4公里。[1]
形成機制
轉形斷層的相關形成機制尚未明瞭,一般認為可能是由洋脊上不穩定處斷開而產生的。不過2010年塔拉斯·戈亞(Taras Gerya)的電腦模擬顯示,轉形斷層是洋脊在擴張時於動態不穩定下漸漸彎曲而產生的。[4]
例子
美國的聖安德烈亞斯斷層(San Andreas Fault),位於陸地上的轉形斷層。
中東的死海斷層(Dead Sea Transform Fault)
紐西蘭的阿爾卑斯斷層(Alpine Fault)
巴基斯坦的恰曼斷層(Chaman Fault)
土耳其的北安那托利亞斷層(North Anatolian Fault)
北美洲的夏洛特皇后斷層(Queen Charlotte Fault)
參考文獻
^ 1.01.11.2 趙, 穎弘 (编). 海洋底構造導論. 武漢: 中國地質大學出版社. 2008: 47. ISBN 9787562522584.
^ 2.02.1 19-5 轉形斷層(Transform Fault). 臺灣大學地質科學數位典藏博物館. [2018-12-05].
^ 板塊運動構造學說. 北一女中地科站. [2018-12-05].
^ 4.04.1 周漢強. 地球科學:切斷中洋脊的裂痕—轉型斷層之謎. web.archive.org. Sciscape 科景. 2010-11-30 [2018-12-05].
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