田埂、冲沟、小路在一条线两侧对不上,各自平移了几米,地面却没有陡坎。这种地方常被当成人工改道或滑坡,实际上多半是一条走滑断层从脚下穿过。它的位移是水平的,靠垂直落差去找,注定看不到。
先看标志物的水平错距:同一条沟在两块体上接不上
找一条近垂直穿过断层的冲沟,追踪沟底中线。到断层另一侧,中线的延长线会整体平移,平移量与沟宽无关,同一断层上各处大致相等。这是最直观的一条,也是没有断崖时唯一能定案的证据。
小路、田埂、围墙、树行同样可用。测错距要量两条中线之间的垂直距离,不是斜距。小型走滑断层的错距常在 3–10 米,大型断裂累计可达数十至数百公里,两者相差五个量级。
断层面近直立,地表只留一条破碎线
走滑断层的断层面倾角多在 70°–90°,几乎垂直。这意味着两盘没有明显的上下位移,地表不容易出现断层崖,只留下一条宽几厘米到几米的破碎带,常被当作节理带忽略过去。
破碎带内常见糜棱岩、构造透镜体和陡立的片理。片理面近直立,走向与断层一致。陡立片理带加上水平错断的标志物,是走滑断层最稳的一组证据,单有其中一条都不够。
左行还是右行,站在一侧看对面
判定旋向不需要背口诀。站在断层一侧,面朝断层,看对面块体朝自己的左手还是右手移动:向左是左行,向右是右行。也可以顺着被错断的冲沟走,看沟头偏向哪边,站到沟口对面更清楚。
中国西部的阿尔金断裂是左行,全长约 1600 公里,累计位移达数百公里。美国的圣安德烈斯断层是右行,年滑移速率约 3–5 厘米。两个例子方向相反,说明旋向由区域应力场决定,不能凭经验硬套。
拉分盆地与雁列褶皱是它的伴生构造
两条走滑断层斜接或弯曲的部位,会拉出一个小型断陷盆地,长宽比常大于 3,沉积物快速充填,厚度可达数百米。这类盆地沿断裂呈串珠状排列,是识别隐伏走滑断层的重要线索。
断层两侧还常出现雁列式排列的小褶皱,单个长几十米到几百米,轴向与主断层交角约 30°–45°。本文判断:在覆盖区,串珠状小盆地加雁列褶皱,比追断层面更有效。
关键数据
下列数值取自常见观测范围与典型断裂实例。错距要量中线到中线的垂距,量斜距会系统性偏大,在坡地上尤其明显,几度的坡就能让读数多出一成。
- 走滑断层倾角多在 70°–90°,地表常不出现断层崖。
- 小型走滑断层水平错距 3–10 米,大型断裂累计可达数百公里。
- 阿尔金断裂全长约 1600 公里,左行,累计位移数百公里。
- 圣安德烈斯断层右行,年滑移速率约 3–5 厘米。
- 拉分盆地长宽比常大于 3,充填厚度可达数百米。
- 雁列褶皱轴向与主断层交角约 30°–45°。
边界
覆盖层厚的地方看不到基岩错断。冲沟本身会摆动,一次洪水就能改道十几米,把摆动误认成错断很常见。要选基岩沟段或老路、老墙这类人工标志物,并确认错断在多条标志物上方向一致。
斜滑断层介于走滑与倾滑之间,水平与垂直分量都有。此时水平错距与垂直落差同时出现,单看一项就会误判。需在两个不同高度的面上各测一次滑动矢量,再判断哪一个是主分量。
参考文献
- 朱志澄 主编.《构造地质学》(第二版). 中国地质大学出版社, 1999. —— 走滑断层几何学与旋向判定。
- 徐开礼, 朱志澄 主编.《构造地质学》. 地质出版社, 1989.
- Fossen H. Structural Geology. Cambridge University Press, 2010. —— 拉分盆地与雁列构造。