洋殼活動(dòng)斷層特征和動(dòng)力作用

馬慶尊 薄萬舉 馮勝濤 尹海權(quán) 周 偉 于華之 王佳龍

1 中國地震局第一監(jiān)測(cè)中心，天津市耐火路7號(hào)，300180

陸殼上廣泛發(fā)育活動(dòng)斷層，每次重大地震都伴有陸殼表層變形運(yùn)動(dòng)。洋殼上同樣存在大量地震，也發(fā)育有眾多洋殼活動(dòng)斷層[1]。洋殼活動(dòng)斷層特征與陸殼活動(dòng)斷層特征的差異及這些差異存在的原因值得探討。自20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)洋底熱液以來，洋殼熱活動(dòng)已成為探索和研究的焦點(diǎn)，部分學(xué)者開展了廣泛的洋殼科學(xué)研究[2-4]，發(fā)現(xiàn)越來越多的熱液噴發(fā)區(qū)。陸殼熱液活動(dòng)往往與火山和活動(dòng)構(gòu)造相關(guān)，本文將研究洋殼熱活動(dòng)與洋殼活動(dòng)構(gòu)造的相關(guān)性。

1 洋殼活動(dòng)斷層特征

觀察全球洋殼活動(dòng)斷層發(fā)現(xiàn)，除與陸殼具有同樣的線性特征外，洋殼活動(dòng)斷層還具有獨(dú)特的特征，如規(guī)則的折疊型活動(dòng)斷層、規(guī)則的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、活動(dòng)斷層控制下的褶皺和火山、活動(dòng)斷層沿經(jīng)度和緯度規(guī)律性展布等現(xiàn)象，對(duì)這些活動(dòng)斷層的觀察和測(cè)量不僅使洋殼活動(dòng)斷層特征更加鮮明，也可顯示洋殼活動(dòng)的獨(dú)特性。

1.1 折疊型活動(dòng)斷層

圖1為太平洋某區(qū)域的高清模擬影像，中心點(diǎn)坐標(biāo)為(52°03′32″S，123°02′54″W)，右下角B區(qū)紫色方框?yàn)檎郫B型活動(dòng)斷層，A區(qū)為對(duì)B區(qū)內(nèi)紫色方框部分進(jìn)行放大。折疊型活動(dòng)斷層在洋殼上廣泛分布，在洋殼地形變化區(qū)域，如海溝、海嶺、海臺(tái)、洋中脊、洋盆等展布最多，其與其他活動(dòng)斷層的最大區(qū)別是在穿越某一區(qū)域時(shí)出現(xiàn)規(guī)則的折疊現(xiàn)象，如交織成網(wǎng)或密集如梳篦。如果將活動(dòng)斷層相鄰折疊之間的距離稱作折疊距，圖中斷層的折疊距約為13 km。觀察全球折疊斷層發(fā)現(xiàn)，折疊斷層在不同區(qū)域的折疊距存在差異，現(xiàn)今洋殼上觀測(cè)到的最窄折疊距不足3 km，最寬可達(dá)到1 189 km。在陸殼斷層研究中則未觀察到該類斷層。

圖1 穿越折疊型活動(dòng)斷層地形剖面

圖1中折疊斷層為2015年版谷歌地球中新出現(xiàn)的活動(dòng)斷層，其部分特征也代表最新活動(dòng)斷層的特征。圖中A區(qū)域中間白色橫線為剖面所在位置，剖面全長118 km，白色豎線為距離標(biāo)志線，圖中已標(biāo)注距離、溝深、折疊距和活動(dòng)斷層寬度；綠色和紅色曲線構(gòu)成剖面的地形線，縱坐標(biāo)為高程。剖面最深處為-3 730 m，最淺處為-3 204 m，折疊斷層在剖面處顯示為3條裂谷，寬度和深度分別為2 000 m和262 m、900 m和238 m、2 000 m和153 m。其他區(qū)域地形平滑。仔細(xì)觀察地形剖面發(fā)現(xiàn)，洋殼斷層右側(cè)溝口均高于左側(cè)溝口，發(fā)生疊瓦式拉張運(yùn)動(dòng)，如淺藍(lán)色斜線所示，斷層左側(cè)洋殼下沉，右側(cè)洋殼抬升，存在正斷特征。

從圖1中可以看出，活動(dòng)斷層內(nèi)部也可見類似褶皺構(gòu)造，在對(duì)該斷層進(jìn)行更廣泛測(cè)量時(shí)還發(fā)現(xiàn)，斷層在部分區(qū)域不僅無明顯的裂谷，反而出現(xiàn)突起的山峰。這表明洋殼活動(dòng)斷層與陸殼活動(dòng)斷層一樣，同一條活動(dòng)斷層不同區(qū)段的受力特征存在差異。

洋殼被各種洋殼構(gòu)造、島嶼、陸地分割成不同區(qū)塊，在區(qū)塊邊界和區(qū)塊內(nèi)部均可見到折疊斷層，折疊斷層的形成是洋殼內(nèi)部和區(qū)塊之間既存在獨(dú)立性又存在相關(guān)性的具體表現(xiàn)，既顯示出洋殼的結(jié)構(gòu)特征、區(qū)域特征，又體現(xiàn)出相對(duì)運(yùn)動(dòng)特征。折疊斷層的普遍存在表明洋殼活動(dòng)斷層的發(fā)生機(jī)理和陸殼活動(dòng)斷層存在巨大區(qū)別，深入了解折疊斷層的特征能夠增進(jìn)對(duì)洋殼的理解。

圖1中折疊斷層的張性裂谷是活動(dòng)斷層最典型的特征，如果將洋殼活動(dòng)斷層看成是以平行斷層為界的斷陷槽，則洋殼活動(dòng)斷層就與陸殼研究中定義的斷層槽具有相同的內(nèi)涵和外延，這很可能表明洋殼活動(dòng)斷層是發(fā)育在洋殼上的斷層槽，也有可能標(biāo)志著陸殼上存在的窄長斷槽是古老洋殼斷層活動(dòng)的遺存。陸殼研究表明，硅鎂層地槽基底主要為基性火成巖洋殼，陸殼上存在洋殼基底塊體，因此可以利用陸殼硅鎂層地槽的相關(guān)認(rèn)識(shí)來分析和理解洋殼活動(dòng)斷層，推進(jìn)洋殼活動(dòng)斷層研究工作。

1.2 活動(dòng)斷層內(nèi)的規(guī)則結(jié)構(gòu)

圖2為大西洋某區(qū)域的模擬影像，中心點(diǎn)坐標(biāo)為(49°37′24″N，41°17′23″W)，圖中淺藍(lán)色區(qū)域?yàn)榛顒?dòng)斷層，長黃線為活動(dòng)斷層中軸線，是活動(dòng)斷層中部可以清晰觀測(cè)到的由凸起或凹陷連接起來的構(gòu)造線。以中軸線結(jié)構(gòu)為界，左右兩部分分布著幾乎垂直于中軸線的內(nèi)部規(guī)則結(jié)構(gòu)，即圖中短黃線。在各大洋殼上均能觀察到表層存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎完全對(duì)稱的活動(dòng)斷層，只是在不同區(qū)域內(nèi)不同活動(dòng)斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式不完全相同。圖2中活動(dòng)斷層為眾多活動(dòng)斷層的代表，部分活動(dòng)斷層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在更加劇烈的表現(xiàn)形式(如褶皺或火山)，有的活動(dòng)斷層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，存在2條或3條軸線結(jié)構(gòu)，還有部分活動(dòng)斷層在影像中已經(jīng)無法辨明內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這表明活動(dòng)斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)是其自身成長的結(jié)果。

圖2 活動(dòng)斷層內(nèi)的規(guī)則結(jié)構(gòu)

在圖2中沿白色橫線實(shí)測(cè)一條剖面，剖面全長153 km，綠線和紅線構(gòu)成剖面的地形線，綠線所示區(qū)域?yàn)檠髿^(qū)域，紅線所示區(qū)域?yàn)榛顒?dòng)斷層區(qū)域，剖面最深處為-4 482 m，最淺處為-4 400 m。剖面2次穿越活動(dòng)斷層，如果與活動(dòng)斷層附近洋殼相比，最深處和最淺處均與活動(dòng)斷層有關(guān)，并可明顯看到左側(cè)活動(dòng)斷層表層被推升起來，活動(dòng)斷層明顯突出洋殼，成為區(qū)域最高處；右側(cè)活動(dòng)斷層從峽谷中凸起，區(qū)域最低點(diǎn)在活動(dòng)斷層邊界處，斷層兩側(cè)洋殼具有被推擠抬升的特征。

對(duì)比圖1剖面形態(tài)可以發(fā)現(xiàn)，左側(cè)和右側(cè)活動(dòng)斷層均使相鄰洋殼發(fā)生變形。洋殼活動(dòng)斷層內(nèi)部存在規(guī)則結(jié)構(gòu)，對(duì)相鄰洋殼產(chǎn)生推擠作用，表明活動(dòng)斷層內(nèi)部存在洋殼生長，特別是活動(dòng)斷層的中軸線結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出深部物質(zhì)侵入特征，垂直于中軸線的橫向結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出洋殼生長特點(diǎn)，對(duì)相鄰洋殼的推擠作用體現(xiàn)出洋殼生長的動(dòng)力作用。陸殼內(nèi)部構(gòu)造的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成陸殼的活動(dòng)斷層體系，洋殼內(nèi)部生長作用[5]形成有別于陸殼的動(dòng)力環(huán)境，從而造就洋殼的活動(dòng)斷層體系，陸殼和洋殼的不同結(jié)構(gòu)、動(dòng)力環(huán)境決定著其內(nèi)部活動(dòng)斷層的不同表現(xiàn)特征。

1.3 活動(dòng)斷層控制下的褶皺和火山

圖3中A部分為太平洋某區(qū)域的模擬影像，中心點(diǎn)坐標(biāo)為(3°39′12″N，105°00′26″W)，沿白色橫線實(shí)測(cè)一條高程剖面，綠色和紅色線條表示地形信息，綠色線條為洋殼區(qū)域，紅色線條為活動(dòng)斷層區(qū)域。從圖中可以看出，區(qū)域內(nèi)共存在11條活動(dòng)斷層，從綠色和紅色線條所揭示的洋殼地形信息來看，活動(dòng)斷層內(nèi)洋殼地表存在劇烈起伏變化，雖然活動(dòng)斷層兩側(cè)的洋殼也均存在相對(duì)起伏特征，但活動(dòng)斷層內(nèi)外地形起伏變化特征差異明顯。如果將斷層內(nèi)洋殼表層劇烈起伏稱為褶皺，則褶皺也是活動(dòng)斷層內(nèi)特有的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其雖然與活動(dòng)斷層內(nèi)對(duì)稱結(jié)構(gòu)不同，但均以活動(dòng)斷層邊界為界，也是活動(dòng)斷層內(nèi)洋殼生長的體現(xiàn)。褶皺最鮮明的特征是沿一定方向線性展布，雖然每一條褶皺均有各自的獨(dú)特性，如長度、寬度、高度、展布方向等，但整體規(guī)律也很顯著。在一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，不同褶皺的長度、寬度、高度接近，褶皺展布方向也接近相互平行，如黃色短線和淺藍(lán)色短線所示。在左右分界區(qū)域的H、I活動(dòng)斷層內(nèi)，2種展布方向的褶皺交錯(cuò)同時(shí)出現(xiàn)(左右分界區(qū)域根據(jù)活動(dòng)斷層褶皺展布方向進(jìn)行分區(qū))。從地形剖面可以看出，右側(cè)地形整體坡度比左側(cè)稍大，還有部分活動(dòng)斷層的走向發(fā)生變化，除此之外洋殼表層無其他分區(qū)特征。褶皺分區(qū)表明，洋殼活動(dòng)斷層內(nèi)部的洋殼生長受環(huán)境制約，不同展布方向的褶皺交替出現(xiàn)，說明洋殼生長既相對(duì)獨(dú)立，又存在相關(guān)性，褶皺是洋殼生長和區(qū)域應(yīng)力相互作用的結(jié)果。

圖3 活動(dòng)斷層控制下的褶皺和火山

在11條活動(dòng)斷層中，E、F、I、K存在間斷現(xiàn)象。間斷現(xiàn)象在洋殼活動(dòng)斷層中占有一定比例，這些間斷區(qū)內(nèi)既無活動(dòng)斷層的影像特征，也無地形變化特征，活動(dòng)斷層和間斷區(qū)的相互作用與活動(dòng)斷層和周圍環(huán)境的相互作用表現(xiàn)一致。這表明洋殼活動(dòng)斷層地表形態(tài)是洋殼表層和深層共同作用的產(chǎn)物，洋殼深層起主導(dǎo)作用，間斷區(qū)的活動(dòng)形式類似陸殼的隱伏斷層。

圖3中B部分為太平洋某區(qū)域的模擬影像，中心點(diǎn)坐標(biāo)為(30°00′04″N，141°33′54″W)。從圖中可以看出，左側(cè)活動(dòng)斷層存在內(nèi)部生長形成的結(jié)構(gòu)線，包括沿活動(dòng)斷層展布方向分布的3條軸線(長黃線)和垂直斷層軸線的短黃線，同時(shí)也存在褶皺(淺藍(lán)色短線)。右側(cè)最突出的特征是斷層內(nèi)存在一系列火山，穿過其中兩座較為顯著的活火山實(shí)測(cè)一條剖面(白色直線)。從綠色和紅色線條所揭示的洋殼地形剖面信息來看，剖面全長43.3 km，最深處為-3 659 m，最淺處為-3 270 m?；顒?dòng)斷層整體高出洋殼，2座活火山更為突出，火山口最深可達(dá)129 m。活動(dòng)斷層外未發(fā)現(xiàn)類似活火山。洋殼活動(dòng)斷層控制火山發(fā)育這一現(xiàn)象表明，洋殼生長伴隨著發(fā)熱過程，必然與熱液系統(tǒng)有關(guān)。太平洋東部地區(qū)洋殼活動(dòng)斷層內(nèi)火山發(fā)育是一種普遍現(xiàn)象，其他洋區(qū)雖然也觀測(cè)到該現(xiàn)象，但不如太平洋東部地區(qū)豐富。在同一洋殼區(qū)域內(nèi)，不同活動(dòng)斷層具有相近的洋殼生長表現(xiàn)，表明洋殼生長受所在區(qū)域影響。觀察全球所有活動(dòng)斷層發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)斷層控制斷層內(nèi)火山發(fā)育是一個(gè)普遍現(xiàn)象，表明斷層內(nèi)火山是洋殼生長的產(chǎn)物，其成長過程也顯示出洋殼生長過程。

熱液噴發(fā)區(qū)和洋殼活動(dòng)斷層存在密切關(guān)系，深部熱液流體沿拆離斷層向上流動(dòng)形成熱液活動(dòng)區(qū)[6-7]。熱液活動(dòng)受到斷裂構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、擴(kuò)張速率等構(gòu)造因素控制，同時(shí)受到基巖類型和沉積物蓋層等地質(zhì)條件影響[8]。大量熱液硫化物分析表明，無沉積物覆蓋洋中脊熱液成因硫化物中硫元素主要來自玄武巖, 部分來自海水, 是玄武巖和海水硫酸鹽不同比例混合的結(jié)果[9]。龍旂熱液區(qū)蝕變巖石樣品分析表明，約95%的蝕變巖石發(fā)生地殼淺部的脆性變形作用，約5%的蝕變巖石具有脆性變形及脆性-塑性變形特征。洋殼原位測(cè)量表明，洋殼活動(dòng)的物理和化學(xué)過程與海水密切相關(guān)，并造成巖石變形。大量地球物理和地球化學(xué)現(xiàn)象均表明，地球活動(dòng)是整體統(tǒng)一和局部獨(dú)立的有機(jī)結(jié)合。

從圖1～3可以看出，洋殼活動(dòng)斷層裂谷、內(nèi)部規(guī)則結(jié)構(gòu)、褶皺、火山、熱液噴發(fā)區(qū)均是洋殼活動(dòng)斷層內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、能量變化在洋殼表層留下的不同表現(xiàn)形式，體現(xiàn)出活動(dòng)斷層的活動(dòng)特征和受力特征，揭示了洋殼活動(dòng)斷層與陸殼活動(dòng)斷層的區(qū)別。洋殼活動(dòng)斷層裂谷、斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、斷層展布特征均表明洋殼深部和洋殼表層在洋殼生長過程所起的作用存在差異，洋殼深部生長不僅是斷層表層生長的根源，同時(shí)還形成斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、褶皺和斷層內(nèi)火山。褶皺展布方向顯示出洋殼生長對(duì)環(huán)境的作用和反作用，褶皺展布方向的一致性體現(xiàn)出斷層內(nèi)洋殼生長的整體作用，顯示出洋殼應(yīng)力作用方向的區(qū)域特征；非一致性則表現(xiàn)出洋殼生長的個(gè)性化特征。洋殼生長是洋殼活動(dòng)斷層內(nèi)存在的自然現(xiàn)象，熱液噴發(fā)、洋殼巖體變形是洋殼生長的必然產(chǎn)物。

1.4 沿經(jīng)度和緯度展布的活動(dòng)斷層

觀察全球洋殼活動(dòng)斷層發(fā)現(xiàn)，部分活動(dòng)斷層沿經(jīng)度、緯度方向展布，這類活動(dòng)斷層主要分布在太平洋區(qū)域，其中6條最為突出：1)由阿留申群島海溝至斐濟(jì)北部附近，近乎沿179°E展布，其沿經(jīng)度線穿越赤道，南北跨越7 357 km；2)沿30°N展布，從150°56′28″E至133°12′48″W，東西縱橫7 321 km；3)沿16°N展布，從148°07′07″W至118°56′37″W，東西縱橫3 123 km；4)沿赤道展布，從147°47′45″W至103°04′28″W，東西縱橫4 973 km；5)沿16°45′S展布，從142°39′25″W至75°54′58″W，東西縱橫7 116 km；6)沿32°30′S展布，從178°55′39″E至72°40′04″W，東西縱橫10 201 km。雖然在陸殼上未發(fā)現(xiàn)如此規(guī)則和如此規(guī)模的活動(dòng)斷層，但與縱橫交錯(cuò)的眾多洋殼活動(dòng)斷層相比，沿經(jīng)度、緯度展布的洋殼活動(dòng)斷層數(shù)量很少，規(guī)模也不是最大。雖然沿經(jīng)度、緯度展布的洋殼活動(dòng)斷層表現(xiàn)出很強(qiáng)的穿越性，體現(xiàn)出地球自轉(zhuǎn)和內(nèi)部物質(zhì)調(diào)整對(duì)洋殼的整體作用，但交錯(cuò)如網(wǎng)、密集如席、遍布洋殼的活動(dòng)斷層表明，地球內(nèi)部物質(zhì)調(diào)整和地球自轉(zhuǎn)對(duì)洋殼的影響只是促進(jìn)洋殼活動(dòng)斷層發(fā)生與發(fā)展的一個(gè)因素，還有更重要的因素影響著洋殼活動(dòng)斷層的發(fā)生與發(fā)展。但就每一條活動(dòng)斷層而言，均會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)生重要影響。

圖4為零緯度附近地形和活動(dòng)斷層圖，中心點(diǎn)經(jīng)度為138°45′02″W，在該區(qū)域測(cè)量AA′、BB′、CC′三條剖面，AA′、BB′垂直緯度線，CC′平行緯度線。從圖中可以看出，一條寬度不斷變化的活動(dòng)斷層縱貫東西，實(shí)測(cè)寬度分別為13.5 km、14.4 km、9.9 km，斷層內(nèi)黃色和橙色線表示該活動(dòng)斷層內(nèi)2條軸線結(jié)構(gòu)所在位置，2條軸線接近平行。從AA′、BB′剖面可以看出，軸線構(gòu)造處存在凸起或凹陷，黃色軸線即為零緯度位置。該活動(dòng)斷層是沿赤道展布活動(dòng)斷層的一部分，其在局部將南、北半球分開，圖形范圍內(nèi)北半球存在寬度為5.6 km和5.8 km的2條活動(dòng)斷層，南半球存在寬度為1.7 km、1.8 km和1.4 km的3條活動(dòng)斷層。上述現(xiàn)象體現(xiàn)出零緯度活動(dòng)斷層對(duì)南北半球洋殼活動(dòng)的控制作用，同時(shí)寬度為13.4 km的活動(dòng)斷層卻未受該活動(dòng)斷層影響，由北北東至南南西縱貫圖4區(qū)域。表明雖然南北半球孕育有各自不同的活動(dòng)斷層，且存在顯著不同，但在相同洋區(qū)仍會(huì)受到周圍環(huán)境的共同影響，任何一條活動(dòng)斷層的影響作用既是重要的又是有限的，是特定時(shí)期洋殼活動(dòng)的體現(xiàn)。

圖4 零緯度附近地形和活動(dòng)斷層

觀察圖4中AA′剖面發(fā)現(xiàn)，零緯度活動(dòng)斷層處于張開裂谷中；觀察BB′剖面發(fā)現(xiàn)，零緯度活動(dòng)斷層處于斜坡上，表明北半球相對(duì)于南半球在活動(dòng)斷層處發(fā)生抬升。BB′剖面還穿越一條寬度為1.8 km的活動(dòng)斷層，該活動(dòng)斷層處表現(xiàn)為裂谷；而觀察CC′剖面發(fā)現(xiàn)，該活動(dòng)斷層兩側(cè)發(fā)生劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)斷層右側(cè)相對(duì)左側(cè)翹起，寬度1.7 km和1.8 km活動(dòng)斷層之間的洋殼表現(xiàn)出正斷下沉特征，寬度1.8 km和13.4 km活動(dòng)斷層之間的洋殼表現(xiàn)出左側(cè)上翹右側(cè)下沉特征。結(jié)合圖1～3發(fā)現(xiàn)，洋殼活動(dòng)斷層不僅其內(nèi)部很活躍，會(huì)重新塑造地形，也會(huì)促進(jìn)斷層兩側(cè)洋殼的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。零緯度活動(dòng)斷層在裂谷中位置、寬度、地形特征的不同是2條剖面揭示出的獨(dú)特之處，斷層內(nèi)存在規(guī)則結(jié)構(gòu)和斷層兩側(cè)地形發(fā)生變化是共同特征。雖然每一條活動(dòng)斷層均有各自獨(dú)特之處，但又都存在共同特征，洋殼活動(dòng)斷層的獨(dú)特性和共同性均是活動(dòng)斷層發(fā)生和發(fā)展的必然產(chǎn)物，是洋殼生長發(fā)育的表現(xiàn)。

觀察圖3A和圖4可以看出，不同展布方向的活動(dòng)斷層相互穿越是一種常態(tài)，顯示出洋殼活動(dòng)的時(shí)代性和塊體特征。圖4中零緯度對(duì)活動(dòng)斷層的控制作用還體現(xiàn)出地球物理作用對(duì)洋殼活動(dòng)斷層的控制能力，表明活動(dòng)斷層發(fā)生和發(fā)展是洋殼在特定時(shí)間受到洋殼內(nèi)外特定作用的結(jié)果。從地球動(dòng)力學(xué)角度考慮，洋殼斷層展布與地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)存在一定關(guān)系，也與特定洋殼周圍環(huán)境、地質(zhì)條件、洋殼生長和板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

2 洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)

交錯(cuò)展布的活動(dòng)斷層在其特定的展布空間與其他洋殼構(gòu)造一起相互影響，共同發(fā)育，既表明自身的活動(dòng)特征，又體現(xiàn)出洋殼的整體相對(duì)運(yùn)動(dòng)特征。

圖5為太平洋某區(qū)域的高清模擬影像，圖像中心點(diǎn)坐標(biāo)為(4°36′14″S，105°05′40″W)。該區(qū)域?yàn)闁|太平洋海嶺構(gòu)造的一部分，從圖中可以清晰地分辨出10條活動(dòng)斷層，圖中用字母A～J進(jìn)行標(biāo)注。圖中中上部區(qū)域明顯有別于普通洋殼，密集分布褶皺構(gòu)造，表明該區(qū)域洋殼和活動(dòng)斷層中洋殼一樣活躍。通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)有近NS向洋中脊(黃色線)在圖像中部呈右旋錯(cuò)開，錯(cuò)距達(dá)189.92 km。圖中顯示右旋扭錯(cuò)運(yùn)動(dòng)是在一定寬度的轉(zhuǎn)換斷層區(qū)域內(nèi)完成，紅線表示代表性褶皺的走向形態(tài)，綠線表示轉(zhuǎn)換(扭錯(cuò))交界線的位置。在穿越洋中脊海嶺的白色橫線位置測(cè)量洋殼高程，用白色曲線繪制洋殼地形剖面，圖形坐標(biāo)標(biāo)注與前圖類似。在穿越轉(zhuǎn)換斷層區(qū)的淺藍(lán)色直線位置測(cè)量洋殼高程，用淺藍(lán)色曲線繪制洋殼地形剖面。通過觀察發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域部分褶皺脊(紅線)存在端部尾翼，表現(xiàn)為牽引褶皺[10]。

圖5 洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)

分析該區(qū)域內(nèi)褶皺和洋殼形態(tài)，可以得出以下認(rèn)識(shí)：

1)轉(zhuǎn)換斷層區(qū)域內(nèi)存在多排牽引褶皺，可分辨出3～4排轉(zhuǎn)換交界線(圖5中橫向綠色標(biāo)線)，表明洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)以轉(zhuǎn)換界面為界，形成不同的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)區(qū)，各區(qū)均具有相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)特征，同時(shí)又交疊在一起共同構(gòu)成轉(zhuǎn)換斷層相對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域。洋中脊形成的尾翼在牽引褶皺尾翼中最大，體現(xiàn)出洋中脊在洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)中起著最重要的作用。

2)雖然洋殼局部相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)局部褶皺產(chǎn)生影響，但在其影響區(qū)域之外，褶皺均基本平行于洋中脊。這不僅表明洋中脊受到的作用力和區(qū)域應(yīng)力方向一致，而且表明洋中脊的形成是該地區(qū)物質(zhì)積累和能量積累的結(jié)果，洋中脊和洋殼生長、洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，顯示出區(qū)域應(yīng)力作用特征。

3)在圖5中，洋中脊是其相鄰區(qū)域最高的山體，也是最活躍的區(qū)域。該洋中脊被轉(zhuǎn)換斷層錯(cuò)開，存在明顯的尾翼，并且與該區(qū)域眾多小褶皺的尾翼方向一致。這表明洋中脊隨著區(qū)域洋殼作整體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，圖中白色單翼箭頭標(biāo)示出該處洋殼的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。洋中脊不是當(dāng)前塊體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的分界區(qū)帶，轉(zhuǎn)換斷層區(qū)域才是當(dāng)前洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)十分顯著的分界區(qū)帶。

4)觀察圖5中344 km的白色地形剖面曲線發(fā)現(xiàn)，在距離剖面起點(diǎn)150～170 km處存在推擠結(jié)構(gòu)，左側(cè)洋殼上翹達(dá)到-2 950 m處，右側(cè)洋殼下切達(dá)到-4 027 m處，在11 km距離內(nèi)高度變化達(dá)到1 077 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出洋殼褶皺起伏幅度，也超出洋中脊起伏程度。翹起和下切形成海底深谷，深谷兩側(cè)海底褶皺的走向明顯不同。綠色飛燕型斜線標(biāo)示出推擠結(jié)構(gòu)下切谷所在位置和形態(tài)，顯示該處洋殼在整體相對(duì)運(yùn)動(dòng)下受到扭動(dòng)擠壓作用，右側(cè)下插(俯沖)，左側(cè)相對(duì)逆沖隆起，這表明洋殼相互推擠作用會(huì)形成較為復(fù)雜的洋殼地貌。觀察淺藍(lán)色的海底地形剖面曲線發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換斷層區(qū)域的洋殼起伏變化更加劇烈，發(fā)育有裂谷和地臺(tái)，地臺(tái)區(qū)域明顯高出相鄰區(qū)域，表明該地區(qū)是在推擠作用下(紅色箭頭所示)作相對(duì)走滑運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)區(qū)中間存在巨大的拉張裂谷(黃色雙向箭頭)，寬度約15 km，深度約1 700 m。分析認(rèn)為，地臺(tái)區(qū)域受深部壓性扭錯(cuò)運(yùn)動(dòng)控制，張性裂谷受表層張性扭錯(cuò)運(yùn)動(dòng)控制，正是這種張壓交錯(cuò)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而形成復(fù)雜的洋殼地貌。這也意味著洋殼表層和洋殼深部運(yùn)動(dòng)具有分層性，表明洋殼活動(dòng)斷層是洋殼深部和洋殼表層共同作用的結(jié)果。

5)洋中脊等洋殼構(gòu)造在更廣闊的空間內(nèi)與活動(dòng)斷層內(nèi)洋殼生長形成作用與反作用關(guān)系，強(qiáng)化區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)，形成區(qū)塊關(guān)系，造成局部相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)洋殼構(gòu)造體系的發(fā)育。洋殼的生長是地球演化的重要組成部分，不斷發(fā)展和改變著洋殼，也在不斷改變著自己。

3 結(jié) 語

通過長期觀察和解讀洋殼地形信息，認(rèn)識(shí)到洋殼活動(dòng)斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征是活動(dòng)斷層發(fā)生和發(fā)展的產(chǎn)物。雖然目前對(duì)洋殼活動(dòng)斷層的研究還處于起步階段，還需要更深入探索，但洋殼活動(dòng)斷層剖面信息表明，洋殼生長過程能改變洋殼地形地貌，促進(jìn)洋殼發(fā)育，產(chǎn)生動(dòng)力作用，推動(dòng)洋殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)，逐步改造洋殼構(gòu)造體系。