アンダーソンの断層理論

正断層は、傾斜すべり断層の一種で、上盤が傾斜面を下方に滑り落ちるときに発生します。通常、張力によって断裂が生じ、それに続いて面が延長されることで発生します。アニメーションはこちらをご覧ください^{[ 4 ]。}

逆断層は衝上断層とも呼ばれ、傾斜すべり断層の一種です。この場合、上盤が傾斜面に沿って滑ります。正断層とは異なり、逆断層は面の圧縮によって引き起こされます。アニメーションはこちらをご覧ください^{[ 4 ]}

横ずれ断層は、ブロックが平面に平行に横方向に互いに滑り合うときに発生します。滑りの方向は断層の両側から観察でき、遠くのブロックが左に移動している場合は左横ずれ、その逆の場合は右横ずれを示します。アニメーションはこちらをご覧ください^{[ 4 ]}

斜断層は、傾斜すべり断層の垂直方向の動きと横ずれすべり断層の横方向の動きを組み合わせたものです。斜断層とみなされるには、傾斜成分と走向成分がともに大きい必要があります。アンダーソンの断層理論では、斜断層は既に定義されている断層の組み合わせであるため、個別に考慮されていません。^{[ 4 ]}さらに、斜断層は他の断層タイプと同じ主応力のスキームに従うため、アンダーソンの理論には従いません。

地質学では、応力は物質に加わる力として定義されます。岩石が受ける応力には 4 種類あります。まず、岩石が上にあるすべての岩石の重さによって押し下げられ、動かなくなる場合です。これは拘束応力と呼ばれ、地球の表面の深いところで支配的です。2 種類目は圧縮です。これは岩石が圧縮されて褶曲または破断する場合に発生します。拘束応力と圧縮応力はどちらも岩石が圧縮状態にある場合に関係しますが、拘束応力は垂直方向の応力であるため重力の影響を受けるという違いがあります。一方、圧縮応力は水平方向に作用し、地球の表面に平行です。引張応力は岩石を引き離し、表面の伸長に関連しています。せん断応力は、2 つの平行な平面が互いに動くときに、動きに逆らう方向に作用します。

アンダーソンの断層理論では、地球の表面は、自身に平行なせん断応力を受けない 1 つの平面を構成する水平セグメントの集合であると考えられています。^{[ 5 ]}せん断応力がゼロの場合、他のすべての応力方向は最大化または最小化され、主応力となり、主平面に垂直になります。この理論では、 σ₁、σ₂、σ₃で表される 3 つの主応力によって断層をモデル化します。これらの応力のうち 2 つは平面上の水平方向であり、1 つは平面に垂直な垂直方向であり、それぞれ S _hmax、S _hmin、S _vとも呼ばれます。^{[ 2 ]}すべての主応力は互いに垂直です。地質学的慣例に従って、σ₁は常にどの断層でも支配的な応力を示します。したがって、これは動きを引き起こす応力になります。σ₃はσ₁によって引き起こされる動きに直接反対する応力であるため、最も弱い主応力です。σ ₂ はσ ₁ とσ ₃の両方に垂直であり、傾斜すべり断層と横ずれ断層の場合、その方向には動きが生じないため、2 番目に強い主応力となります。^{[ 2 ]}

アンダーソンの理論では、主応力との関係に基づいて、テクトニック環境を 3 つの断層体制に分類しています。σ ₁は垂直応力であり、動きが重力の力と一致するため、重力体制に分類されます。この体制は、正断層が支配的です。垂直σ ₃ は、衝上断層体制に分類されます。これらは、 σ ₁が再び動きと平行な逆断層が支配的です。3 番目の体制は、垂直σ ₂ によって特徴付けられ、左横ずれ断層と右横ずれ断層の両方が支配的です。^{[ 2 ]}