轉形斷層（英語：Transform fault ），又稱為轉換斷層或錯動型板塊邊界，是一系列沿着張裂型板塊邊界平行排列、把洋中脊走向切割為不同塊段的一種大規模水平位移斷層。轉型斷層形成的斷裂帶通常長達數千公里，寬約100到200公里，在海底表現為線形陡崖，兩側地形高度差可達兩千米以上或更多。轉型斷層造成的板塊水平位移量，如果以電磁勘探的結果和兩側的洋中脊軸比較，多者可以達到數百公里。[1]
轉換斷層命名的原因是來自於其可以「轉換」兩個板塊間運動方式的特質，也就是說，因為處於兩個張裂形板塊之間，所以無法固定為右移斷層或左移斷層的部分即為轉換斷層。板塊間的相對運動，遇到轉換斷層之後，就有機會轉變成另一種型式的相對運動。例如，一個轉換斷層可以使原本遠離兩段洋中脊的板塊張裂，轉換為拉近兩段洋中脊的對向運動。[2]
歷史
地球上的磁場的強度會隨着時間變化，產生的區域性變化稱為地磁異常，地磁異常會紀錄該地區岩石在形成時的地磁方向[3]。1950年代開始，包括加州大學洛杉磯分校的海洋學教授域陀·瓦基耶在內的一些科學家開始利用二戰時期遺留下來的磁強計，對這些地磁異常做定量的觀測。之後，隨着1950年代全球地磁異常分佈調查範圍覆蓋的逐漸完備，科學家發現洋中脊兩側會出現條狀、類似斑馬紋路的平行磁帶（英語：Magnetic Stripe[1]）。這些磁帶後來被認為是海底擴張的結果：洋中脊會往兩側產生新的地殼、新的岩石，這些陸續產生的岩石會分別記錄下產生當時地磁當下的方向[4][5]。
不過，這些磁帶的平行排列部分延續並不長。許多科學家迅速注意到，每隔一段距離，同一條磁帶就會出現斷裂，發生前後兩段磁帶錯位約數百公里的事件；與此同時，洋中脊也發生的類似的位移情況。最初，這種情況被歸咎於「某種規模較大的走滑斷層」的作用，認為轉換斷層周围磁帶的錯位是後期的錯段走滑之結果[1]。
1965年，加拿大地質學家韋爾遜在著名論文《一種新的斷層分類與其對大陸漂移的影響》（英語：A new class of faults and their bearing on continental drift）中提出說法，認為造成磁帶錯位的是一種命名為「轉換斷層」的新品種斷層，不是走滑斷層[6]：磁帶的錯開是因為生成時就母洋中脊受轉換斷層影響的關係，不是後天造成[1]。
韋爾遜從李德的斷層彈性回跳理論出發，他發現洋中脊附近斷層的行為並不符合其理論中關於物體錯位和其他地質標記（英語：Geological Marker）位移的典型模式，而此二者都是地質學中「走滑」一概念的來源[6][7][8]。韋爾遜發現，不同於走滑斷層，這些新種斷層會在傳統斷層結構中、位移地質標記（英語：Offset Geological Marker）標記的出現處出現相反方向的走滑。還有，相對於走滑斷層會一次移動同一磐上所有物質的特性，轉換斷層並不會移動二洋中脊，也不會增加二洋中脊之間的距離──這一點獲得了既有地震震源位置觀測結果的支持[6]。
1967年，美國哥倫比亞大學教授賽克斯以洋中脊周围震源機制解的分析結果驗證了轉換斷層的假說。機制解顯示在大西洋洋中脊的地震中，的確出現了如轉換斷層理論預料的錯動情況，而且此些錯動情況與傳統走滑斷層理論所會預測的走滑方向相反[9]。
轉換斷層與走滑斷層
轉換斷層和走滑斷層最大的差異在於板塊移動的位置、方式及動力來源。轉換斷層與走滑斷層在板塊錯動位置上的差異在於斷層線外側，板塊移動的方向是否和內側一致。走滑斷層的錯動是沿着整條斷裂線發生的，兩側的兩段洋中脊之間的距離將隨時間逐漸加大；如果由走滑斷層引起地震，則整個岩層破裂面都會發生地震。但是，對於轉換斷層而言，雖然洋中脊兩側海底不斷擴張，斷層兩側洋中脊之間的距離並不會加大。錯動與頻繁的地震活動只會發生於本條目首圖中由於擴張方向相反而產生錯動，以紅色線段標示的轉換斷層段。在紅線以外的地方，因為海底的擴張方向相同，因此僅有裂痕而無錯動，且甚少發生地震，恰好與走滑斷層所造成的影響相反。[1][10]
轉型斷層與走滑斷層在板塊移動方式上的差異在於位移的大小是否會和位於斷層線的位置有關係。一般走滑斷層的位移，向着兩端是逐漸減弱、慢慢消失的。而轉換斷層向兩端並不存在減弱的現象，而是在兩個端點戛然終止，轉換為另一形式的運動（通常是洋中脊的局部拉張作用）。[1][10]
在動力來源方面，轉換斷層和走滑斷層也有所差異。走滑斷層，和逆斷層、正斷層等其他種斷層相仿，位移的動力來自於岩石的應力。然而轉換斷層不同，轉換斷層的動力來自於板塊之間的張裂運動。因此，影響轉換斷層移動速率的因子主要來自於該地區張裂的激烈性。[2]
除此之外，洋中脊的分段長度與與轉換斷層的張裂速度之間會有一定比例大小關係，佐證轉型斷層的特徵應與洋中脊的張裂性質有關。[11]
轉換斷層的外觀
轉換斷層的完整構造切穿整個岩石圈，所形成的地形景觀甚為巨大。沿洋底轉換斷層所發育的槽谷及崖壁，有的高度差可達2000米以上。如果以傳統對海洋地殼的分層來看，轉換斷層的破裂面通常可以完整切穿深海沉積物層以及中部的玄武岩質層，在某些出露，甚至可以觀察到下層輝綠岩的標本；可以說，轉換斷層可以提供典型且相當完整的海洋地殼剖面。一個典型轉換斷層的崖壁，如果以拖採進行觀察，由上而下通常可以依序觀察到這幾種岩層的分佈：
轉換斷層通常伴有強烈的動力變質作用。拖採得的標本經常觀察到被角礫岩化、糜稜岩化或片理化的痕跡，有些岩石還會出現微型褶皺。可見，轉換斷層是一種重要的變質帶與構造形變地帶。由於剪切作用與變質作用，轉換斷層有機會使岩石的磁性喪失，故沿着轉換斷層常常可以發現缺失洋中脊磁異常的區域，這些無磁地區通常位於斷層面向兩邊延伸10到30公里左右。除此之外，某些轉換斷層地帶的地殼明顯較薄，厚僅約2到4公里。[1]
形成機制
轉換斷層的相關形成機制尚未明瞭，一般認為可能是由洋脊上不穩定處斷開而產生的。不過2010年，蘇黎世聯邦理工學院的塔拉斯·戈亞教授發表的電腦模擬顯示，轉換斷層可能是洋脊在擴張時於動態不穩定下漸漸彎曲而產生的。[11]
案例
參考文獻
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