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燈謎 說文解詞 S 斷層-成長篇
2021/12/02 13:31
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斷層 (Fault)

斷層是一種分開兩種進行相對運動的岩體的岩石破裂面。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;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。明顯的斷層均需求兩側岩層發生顯著的相對位移(TRANSFORM PLATE BOUNDARY)

台灣是位於兩個重要構造單元,即歐亞大陸板塊及菲律賓海板塊的聚合和壓縮界線上。表現在台灣的是島弧(位於菲律賓海板塊的呂宋島弧)及亞洲大陸邊緣(位於歐亞大陸板塊上)的衝撞構造作用,且屬於一個很新的構造活動。

板塊造山的觀點認為,台灣島是東亞島弧中的一個環節,它的形成過程,與東亞島弧的形成、發展有著密切的關係。(東亞島弧即指東亞大陸架與太平洋西部海溝之間的島弧,包括千島群島、日本群島、琉球群島、台灣島及其附近小島、菲律賓群島等。)東亞島弧的形成,是在地殼運動中,東亞大陸架與太平洋板塊相互擠壓形成的褶皺山系,當它露出海面時,便構成了東亞島弧。

科學家綜合【大陸漂移說】及【海底擴張說】,提出【板塊構造學說】。板塊會因為地函的熱對流作用,而導致板塊運動。

【大西洋】中央有連綿數千公里的海底火山,稱為【中洋脊】,為全世界最大的山脈。中洋脊頂部的裂谷由張力拉裂而成,不斷的有玄武岩漿溢出,形成新的海洋地殼。中洋脊兩側的地形大致對稱。海洋地殼沉積物往中洋脊兩側漸厚。

地殼下方的軟流圈,因為地球內部的高溫產生旺盛的對流作用,經常有熔岩自中洋脊湧出。冷卻後的熔岩形成新的岩塊,使中洋脊兩側的板塊不斷往外擴張,因而對相鄰的板塊造成推擠。

岩石圈(lithosphere)是由冷而剛硬的岩石所組成,並碎裂成七大板塊及十個小板塊,漂浮在具流動性的【軟流圈-Asthenosphere】上方,軟流圈的熱對流運動,帶動上方的【板塊-tectonic plates- lithosphere-岩石圈】運動。地球內部有許多熱對流系統,所以每個板塊移動的【速率】和【方向】不一樣,彼此產生相對運動,因而造成【海底擴張】及【大陸漂移】的現象。
熱對流在【中洋脊】處上升,岩漿湧出形成新的海洋地殼,並且帶動上方的 板塊互相遠離,即形成【張裂性-DIVERGENT PLATE BOUNDARY】板塊的邊界。海洋中的中洋脊及冰島,屬於【張裂】性板塊。

熱對流在板塊【隱沒帶- subduction zone】下降,將板塊帶回【軟流圈】,並且帶動上方的板塊互相靠近,因此容易產生碰撞,即形成【聚合性- CONVERGENT PLATE BOUNDARY】板塊。台灣和喜馬拉雅山為【聚合性】板塊。
板塊運動的速度緩慢而難以察覺,但隨著板塊的推擠和變形,持續累積的能量可能在瞬間爆發,使板塊之間相互錯動而引發地震,因此板塊交界處的地震發生頻率高。

單個構造板塊可以存在與圍繞它的具有多種類型的其他板塊成邊界。例如,太平洋板塊是地球上最大的構造板塊之一,包括收斂板塊-CONVERGENT PLATE BOUNDARY、發散板塊-DIVERGENT PLATE BOUNDARY和轉換板塊邊界-TRANSFORM PLATE BOUNDARY

95%以上的地震都是集中在這些狹長的近代構造活動帶內。運動的板塊體系處於一種應變狀態,大部分的應變能在板塊邊界通過地震活動釋放出來。積蓄在板塊內部少量的應變能,能沿板塊內部的一些薄弱帶發生斷裂而釋放出來。

沿大陸內部大型板塊邊界,往往鑲嵌著眾多的小型板塊,如歐亞板塊南緣的阿爾卑斯—喜馬拉雅活動帶,就鑲嵌著一系列小板塊。在地中海區,加勒比海區同樣也存在著一系列小板塊。

這些小板塊的運動不是由於地幔(地函)對流所驅動,而是從屬於大板塊的運動而運動。

菲律賓斷層是在島弧環境中形成的主要左側結構。它容納了菲律賓海板塊和菲律賓群島之間傾斜匯合的一個組成部分。通過1991年至1996年期間的一系列全球定位衛星實驗對這一觀測結果進行了量化。斷層的形成標誌著菲律賓地區新的地球動力制度的開始。在菲律賓中部,這一事件對應於在4 Ma(4個百萬年)

前後發生的運動重組之後,建立了菲律賓移動帶和菲律賓海板塊之間新構造邊界。在這一事件中,菲律賓海板塊將其相對於歐亞大陸的相對運動從向北改為向西北運動,有利於在剪切分割機制下形成菲律賓斷層-菲律賓海溝系統

軟流圈(Asthenosphere)中的對流會帶動岩漿流動,當岩漿和板塊間產生摩擦,就會帶動板塊移動。若果對流上升,板塊會相移開,形成擴張性板塊邊緣(DIVERGENT PLATE BOUNDARY);若果對流下沈,板塊會彼此相移近,形成聚合性板塊邊緣(CONVERGENT PLATE BOUNDARY)洋脊、海溝和轉換斷層(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)三種構造活動帶把地球岩石圈劃分成若干大小不一的塊體,簡稱板塊。

按板塊間相對運動方式,可將板塊弱區(邊界)分為三種類型,即分離型(DIVERGENT PLATE BOUNDARY)、匯聚型(CONVERGENT PLATE BOUNDARY)以及轉換斷層型(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)。匯聚型又可分為俯衝型和碰撞型。

拉張型((DIVERGENT PLATE BOUNDARY-分離型)板塊邊界

拉張型(分離型)板塊邊界是岩石圈板塊(或洋殼)生長的場所,故又稱為增生或發散板塊邊緣。裂縫是大陸岩石圈延伸的過程。大陸裂谷是發生延伸變形(裂谷)的大陸岩石圈的帶或區域發生變形擴大

主要特徵:岩石圈張裂、基性或超基性岩漿侵入與噴發,淺震,高熱流值等。大多數呈鋸齒狀。又分為兩種型式:裂谷(如紅海裂谷)和洋脊(或洋隆)。

在拉張型板塊邊界處,兩個板塊相背而行,上升的岩漿物質所充填,形成新的洋殼。

匯聚型(CONVERGENT PLATE BOUNDARY)

海洋岩石圈在匯聚邊界(收斂邊界-convergent boundaries)處捲入地函中。俯衝(Subduction)是一個地質改變過程,其中當構造板塊( tectonic plate) 的海洋岩石圈與第二個板塊的密度較低的岩石圈匯聚時,較重的板塊潛入第二板塊下方並沉入地函中。發生這一過程的區域被稱為俯衝帶(subduction zone),其表面表現形式稱為弧溝複合體(arc-trench complex) 。俯衝過程創造了地球大部分的大陸地殼。 俯沖速率通常以釐米/年為單位進行測量,沿大多數板塊邊界的平均收斂速率約為每年兩到八釐米。

轉換斷層型(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)

在構造板塊水平滑過彼此的地方,岩石圈(lithosphere)不會新生也不會被破壞。取而代之的是,地殼塊(blocks of crust)在兩塊板之間的寬闊剪切區域中被撕裂。繼之以各種組合連接其他板塊邊界,從而變換板塊運動的部位。板塊之間的磨削作用在轉換斷層型(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)板塊在邊界處導致淺層地震,岩石的大橫向位移和廣泛的地殼變形區域。

岩體的弱區(Weakness zones)

節理接頭節理縫(Separation)甚至小斷層,都可以通過石英(quartz)、綠簾石層(epidote)或方解石(calcite)的析出溶液的沉澱來癒合。對於成層狀,火成岩和變質岩來說,這可能是岩層強固地接合在一起的情況;因此,這種平面不像沉積岩中的沉積岩床層平面屬弱平面,溶液的沉澱癒合的岩層可以更恰當地視為強度降低的層面。

(Weakness zones-

Joints, seams and sometimes even minor faults may be healed through precipitation from hydrothermal solutions of quartz, epidote or calcite. This may be the case for layered, igneous and metamorphic rocks in which the layers are strongly welded together; therefore such planes are not planes of weakness in the way bedding planes in sedimentary rocks are, but can be regarded more appropriately as planes of reduced strength.)

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