地壳活动的踪迹——断层、褶皱和地震

2024-11-27 20:41:00

如果一个人脸上有了疤痕,那是件很不幸的事情,而地球在漫长的发展历史中,大陆板块的漂移与裂开、碰撞对接、强烈的地震,都会在大地表面或深处留下明显的痕迹——断层与褶皱。

自然界中断层是地壳构造断裂变动所产生的后果,会造成地层发生破裂并沿断裂面两侧发生明显相对位移的现象,即同一岩层沿破裂面拉开发生上下或左右移动,造成同一岩层面被拉开而移动一段距离。由于在地壳中断层广泛分布,种类繁多,规模不一,因而常用下面几个术语对断层形态、空间上的分布特征进行描述和分类,以区分各种不同的断层。

断层线是在平面图上表示断层面与地面的交线,它表明断层延伸方向。断层面两侧的两个岩层块体叫作断层的两个盘,相对于倾斜着的断层面而言,断层面上边的叫上盘,下边的叫下盘。人们依据断层两盘的位移情况,习惯上常把相对上升的一盘叫上升盘,反之相对下降的一盘叫下降盘。这与上盘与下盘的概念在内涵上是有区别的。

断距是指示断层大小的重要数据,它一般表示两盘相对位移的距离,可分为垂直断距和水平断距等。显然,断距大的断层大,就像摩天大楼顶面与地面的高差远大于平房与地面的高差一样。断层的类型常常依据断层两盘沿断面相对移动的方向而分成三类:

正断层:指沿倾斜断面上盘向下滑动,形成对下盘的错开。正断层一般是构造在拉张应力作用下产生的,是最常见的断层类型。如在松辽盆地、渤海湾盆地的断层绝大多数都属于此类断层。

逆断层:与上述特征相反,是上盘沿倾斜断面向上滑动,形成对另一盘的推覆。当推覆作用大时形成逆掩断层,它们常常是因地壳构造运动的挤压应力而形成的。

平移断层:又叫走滑断层,它是由断层两盘沿断层线的方向发生的相对位移,表现为平面上同一岩层的相对错动,而垂直方向上一般没有大的位移。平移断层是比较少见的一种。

断层与地震密切相关,可以说有断层的地方就有地震。日本、中国台湾地震多发的原因,就是那里正好处在太平洋板块与欧亚大陆板块交会、碰撞的地带,各种大大小小的断层时有出现,地震也就频频发生了。断层在人类开发矿藏,修筑公路桥梁、涵洞,建筑高楼大厦,搞水利建设,防治地震等地质灾害的过程中都是必须充分重视的地质因素,如不加以防范,造成后果不堪设想。因此,人类要想改造自然,对断层的研究当然是十分重要的事情。

但对石油和天然气藏来讲,断层具有两重性,既有助于油、气藏的运移,又可把已形成的油、气藏破坏掉。所以断层常常是石油地质学家研究的重要对象。

当你在山地行进时,在一些修公路开辟出的悬崖上会看到一些岩石层一层又一层地叠合在一起,有的岩层向上弯曲,好像倒放着的一个个大锅叠在一起,这种地质构造叫背斜。处在地下的这种背斜构造常常是储集油气的地方,因而是寻找石油天然气的重要调查对象。与上述情况相反,若岩层向下变弯曲时,这种褶曲叫向斜。在山里常常会看到这座山岩层向右倾斜,而旁边另一座山的岩层向左倾斜,这种景象很可能意味着此地存在较大的背斜或向斜构造。通常可依据两个山间地层的新老关系来确定,常常是背斜中间的岩层老,向两边变新,而向斜则正好相反,岩层是中间新两边老。

未经变动的岩层通常是呈水平状态的,就像海或湖底沉积的一层又一层泥和砂一样。为什么我们会看到这形形色色的褶皱呢?这些也是地壳运动的结果。

地壳运动是由地球内部力量变化引起的,它能使地壳上的岩层产生各种变形而形成不同的地质构造。按照产生的构造型式,构造运动通常分为以下三种:第一种称为振荡运动(升降运动为主),多表现为大面积的周期性下降和隆升,有明显的波动性特点,振荡运动的结果往往能形成大型隆起和大型坳陷;第二种称为褶皱运动,是构造运动使地壳中岩层发生弯曲变形(地质学上称为褶皱),但并未造成地层的不连续性;第三种称为断裂运动,指岩层因地壳运动发生断裂,致使岩层断开而不连续。

可以说,褶皱就像大地脸上的“皱纹”一样——在地壳活动作用下,用力一挤就会出现。挤得程度太大了,岩层就会断开,形成断层。所以褶皱与断裂二者也常是伴生的,有时它们会同时出现在一个地方。地震是令人“谈虎色变”的,地震对人类社会和地球表面形态的破坏都是非常强烈和明显的。地震过后,山崩地裂,房倒屋塌,江河改道……都会留下醒目的痕迹。

强烈的地壳作用与石油和天然气的形成特别是油气藏有着非常重要的关系——油气可以沿着断层面迁移或聚集成藏,当然,它们也会在很短的时间内给以前形成的油气层和油气藏造成“灭顶之灾”,使得需要千万年才形成的油气田毁于一旦。

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