一条公路笔直穿过山脚,走到某处突然向左错开几十米,再接上原来的走向。这不是施工改线,是断层在几十年里把路一点点错断。走滑边界认的就是这种水平位移,而不是上下落差,落差在这类边界上通常很小。
先看被错开的地物:水系与冲积扇的同步位移最可靠
河流穿过活动走滑断层时会被水平错开,错开量沿下游递增;冲积扇顶部的沟口被错开后,扇体一边变宽、一边废弃。这类位移在同一段断层上方向一致,量级也相近,方向与地形坡度无关。
判断时量三个量:错距、被错开地物的年龄、错距在整条断层上是否稳定。同一方向、同一量级的水平错距反复出现,是走滑边界最直观的判据,比看断层崖可靠,尤其在有厚植被覆盖的湿润山区。
两端接洋脊或海沟的,才叫转换断层
转换断层是板块边界的一种,它把洋脊或海沟错开,两端终止于另一条边界。断层只在两段洋脊之间的那一节活动,出了这一节,两侧地块同向运动,不再相互错动,这也是它地震只集中在短段上的原因。
普通平移断层没有这个约束,它可以一路切进板内,长度与位移都不受边界限制。看断层两端是否终止于洋脊、海沟或另一条转换断层,是它与平移断层的分界,这类断层长度也常在数百到上千千米。
最硬的判据是震源机制:两盘纯水平错动
走滑断层的震源机制两个节面都近直立,初动呈四象限分布,没有明显的上盘下落或抬升。震源浅,多在 10–20 千米以内,断层面上的擦痕是水平的,阶步指示对盘的运动方向。
伴生构造成对出现:断层转弯处的拉分盆地与挤压隆起,一个张一个压,沿断层交替排布。近直立节面、浅源、成对的拉分盆地与隆起,三样凑齐即可定案,缺一样就该怀疑带斜向分量。
混进来的是斜向汇聚,它同时带着逆冲分量
多数走滑边界并非纯走滑。运动方向与断层走向斜交时,会分解出逆冲或正断分量,地貌上既有水平错距,也有明显垂直落差,山脊一侧陡、一侧缓,上升盘一侧的水系更短更陡。
区分看分量比例与构造组合。有水平错距、又有成排逆冲断层与褶皱的,是斜向汇聚而非纯走滑,把它当纯走滑会低估地壳的缩短量,也会算错滑动速率。
关键数据
下列数值取自典型走滑边界,不同段落的滑动速率差别很大。
- 圣安德烈斯断层长约 1200 千米,累计右行错距约 300 千米
- 圣安德烈斯断层现今滑动速率约 3–5 厘米/年
- 新西兰阿尔卑斯断层滑动速率约 2–3 厘米/年
- 死海转换的滑动速率约 0.5 厘米/年
- 走滑断层震源深度多在 10–20 千米
- 死海转换全长约 1000 千米,滑动速率偏低
边界:厚松散沉积会把断层埋成隐伏,地表判据随之失效
冲积平原上,断层被几米到几十米的松散层覆盖,地表看不到断错,只剩一条低缓坡折或线性植被异常。此时要靠探槽、浅层地震与形变测量,而不是找断崖,探槽能直接揭露出断层面。
还有一类是蠕滑段。断层每年缓慢滑动几毫米到几厘米而不发生大地震,道路与墙体被持续剪切,却没有新鲜断崖,容易被误判为不活动,需靠跨断层的水准与卫星基线识别。
参考文献
- Wallace R. E. (ed.) The San Andreas Fault System, California. USGS Professional Paper 1515, 1990.
- Scholz C. H. The Mechanics of Earthquakes and Faulting. Cambridge University Press.
- 邓起东 等.《中国活动构造图》. 地震出版社.