Leikkausalue

Leikkausalueella on merkittävä alue maankuoren epäjatkuvuus maankuoren ja ylemmän vaipan . Niiden luominen voidaan jäljittää epähomogeeniseen muodonmuutosprosessiin , jonka energia on keskittynyt tasaisille tai hieman kaareville vikapinnoille. Suuremmat muodonmuutokset eivät vaikuta suhteellisesti (kuorien) alueisiin. Ympäröivän jäykemmän väliaineen leikkausliikkeiden ansiosta leikkausvyöhykkeillä voidaan indusoida pyörivä, ei-koaksiaalinen komponentti. Koska nämä epäjatkuvuudet kulkevat yleensä eri syvyydessä, ne luovat laajan valikoiman erilaisia kiviä . Leikkausvyöhykkeitä esiintyy maan pinnalla murto-osina tektoonisena vikana .

Yleisesittely

Kaavamainen esitys muodonmuutoksen muutoksesta leikkausvyöhykkeellä kuoren syvyyden kasvaessa. Yllä: vain murto-muodonmuutos (vastaa vääntymistä ). Keskimmäinen: muovinen ja hauras muodonmuutos. Pohja: vain plastinen muodonmuutos (vastaa sitkeää leikkausvyöhykettä). Muodonmuutoskenttä ja leikkausjännitysjakauma on esitetty kaavamaisesti.

Leikkausvyöhyke on erittäin voimakkaan muodonmuutosalue (jolla on suuri muodonmuutosnopeus ), jota ympäröivät kivet, joilla on paljon vähemmän äärellisiä muodonmuutoksia . Niiden pituuden ja leveyden suhde on suurempi kuin 5: 1.

Leikkausvyöhykkeet muodostavat laajan jatkumon geologisista rakenteista. Ne vaihtelevat hauraista leikkausvyöhykkeistä ( viat ) hauraiden sitkeiden leikkausvyöhykkeiden ja pallografiikka-hauraiden leikkausvyöhykkeiden kautta puhtaasti sitkeisiin leikkausvyöhykkeisiin . Hauraisissa leikkausvyöhykkeissä muodonmuutos keskittyy kapeaan murtopintaan vierekkäisten kalliolohkojen väliin, kun taas sitkeiden leikkausvyöhykkeiden muodonmuutos ulottuu laajemmalle alueelle ja vaihtelee jatkuvasti lujuutensa epämuodostuneiden lohkojen välillä. Näiden kahden jatkumo-osan välissä välittyvät hauras-pallografiittisen ja pallografiikka-hauras leikkausvyöhykkeiden välivaiheet, jotka edustavat kahden päätyelimen sekamuotoja.

Tämä rakenteellinen jatkuvuus heijastaa maankuoren erilaisia ​​muodonmuutosmekanismeja - murtumien hauraasta muodonmuutoksesta pinnalla tai lähellä sitä sitkeään, viskoosiseen virtaukseen syvyyden kasvaessa. Kun hauras-sitkeä siirtymävyöhyke saavutetaan , pallografiikan muodonmuutosmekanismit asettuvat ensimmäistä kertaa. Siirtyminen ei tapahdu äkillisesti, vaan se jakautuu laajemmalle syvyysalueelle, jossa hauras murtuma ja sitkeä virtaus tapahtuvat yhdessä. Tärkein syy tähän on kuoren alueella olevien kivien rakenne, jotka koostuvat yleensä useista erityyppisistä mineraaleista, joilla on erilainen muodonmuutoskäyttäytyminen. Esimerkiksi kvartsin pallografiittikäyttäytyminen tapahtuu paljon aikaisemmin (ts. Alemmassa lämpötilassa) kuin maasälpäillä . Erot litologiassa, raekokossa ja tietyssä rakenteessa määräävät siten erilaisen reologisen käyttäytymisen. Mutta puhtaasti fyysiset tekijät vaikuttavat myös hauras-sitkeään siirtymään:

Scholzin mallin mukaan kvartsista ja maasälpäistä koostuva kuori (jonka geoterminen gradientti on tyypillinen Etelä-Kalifornialle) asettaa pallografiittimekanismeja noin 11 kilometrin ja 300 ° C: n syvyydessä. Siirtymävyöhyke ulottuu sitten noin 16 kilometrin syvyyteen, vallitseva lämpötila on noin 360 ° C. Alle 16 kilometrin esiintyy vain puhtaasti pallografiittia.

Maanjäristysherkkien vyöhyke , eli syvyys alueella, jolla tavanomainen maanjäristyksiä tapahtuu, jää rajoitettu hauras alue, niin sanottu schizosphere . Siirtymävyöhykkeen ylityksen jälkeen plastosfääri seuraa . Maanjäristysherkkien kerros on tunnusomaista todellinen cataclasites . Se alkaa yleensä 4-5 kilometrin syvyydestä ylemmän vakauden muutoksen alapuolella . Sen yläpuolella ei tuskin ole mitään vapinaa. Seismogeeninen kerros ulottuu sitten 11 kilometrin syvyyteen. Suuret maanjäristykset voivat kuitenkin hajota maan pinnalle ja siirtymävyöhykkeelle, joskus jopa plastosfääriin.

Tyypillisiä kiviä

Leikkausvyöhykkeillä tapahtuvat muodonmuutosprosessit ovat vastuussa erilaisten rakenteiden ja mineraalikoostumusten muodostumisesta. Nämä heijastavat vallitsevia paine- ja lämpötilaolosuhteita (pT-polku) muodonmuutoksen aikana ja dokumentoivat myös kulloisenkin liiketajun, virtauskäyttäytymisen ja muodonmuutosten erityisen kronologisen järjestyksen. Leikkausalueilla on siksi suuri merkitys terranien geologisen historian ymmärtämisessä .

Tyypillisesti leikkausvyöhykkeillä esiintyy seuraavan tyyppisiä kiviä syvyyden kasvaessa:

Sekä vian linjat ja cataclasites aiheuttavat hankausta on hauras, maanjäristys tuottavan viat.

Ensimmäiset myloniitit ilmestyvät, kun pallografiikan muodonmuutoskäyttäytyminen alkaa siirtymävyöhykkeellä. Ne syntyvät liimalla (kulumisprosessit Engl. Adhesive wear ). Pseudotakyliitit voivat edelleen kehittyä myös siirtymävyöhykkeellä, mutta häviävät, kun vihreän liuskekiven kasvuolosuhteet saavutetaan, niin että lopulta löytyy vain myloniitteja. Raidalliset gneisit ovat korkealaatuisia myloniitteja pallografiittisten leikkausvyöhykkeiden pienimmistä syvyyksistä.

Liikkeen suunta ja liiketaju leikkausvyöhykkeillä

Liiketaju leikkausvyöhykkeillä (oikealla tai vasemmalla) voidaan määrittää makroskooppisten ja lukemattomien mikroskooppisten rakenteiden perusteella. Tärkeimmät indikaattorit ovat panssari (kuopat, urat ja mineraalikasvu) sekä venymä ja lineaarinen mineraali. Ne osoittavat liikkeen suunnan. Liikkeentaju voidaan sitten määrittää rakenteiden, kuten kerrosten tai käytävien, siirtymän avulla . Tasomaisten rakenteiden taipuminen (levitys), kuten kerrostuminen tai foliointi leikkausvyöhykkeen suuntaan, on myös luotettava indikaattori liikkumisesta.

Porrastettu Fiederspaltensysteme, joka on ominaista sitkeille -hauraille leikkausvyöhykkeille, ja vestibulaariset taitokset (engl. Sheath folds ) ovat yhtä makroskooppisia liikkeen ilmaisimia.

Mikroskooppisten indikaattorien joukosta voidaan mainita seuraavat rakenteet:

Leikkausvyöhykkeiden leveys ja tuloksena oleva sivuttaissiirtymä

Yksittäisten leikkausvyöhykkeiden leveys voi vaihdella raekokosta kilometriin. Koko maapallon läpi kulkevat leikkausvyöhykkeet ovat jopa 10 kilometriä leveitä. Niissä tapahtunut sivuttaissiirtymä vaihtelee useista kymmenistä kilometreistä yli sadaan kilometriin.

Hauraat leikkausvyöhykkeet (viat) laajenevat yleensä syvyydessä. Sama vaikutus saavutetaan myös lisäämällä sivuttaissiirtymää.

Muodonmuutoksen pehmeneminen ja sitkeys

Leikkausvyöhykkeiden tunnusmerkki on lisääntynyt muodonmuutosnopeus, joka kuitenkin rajoittuu rajoitettuun alueeseen kalliossa. Joten kallio voi reagoida ollenkaan elävästi tällä alueella, on tapahtunut eräänlaista musteen Deformationserweichung (englanninkielisen kannan pehmenemistä ). Seuraavat prosessit voivat myötävaikuttaa kiven pehmenemiseen:

  • Viljan koon pienentäminen.
  • geometrinen pehmennys.
  • reaktioihin liittyvä pehmennys.
  • nesteen aiheuttama pehmennys.

Sitkeyden tulisi kasvaa ilman murtumakäyttäytymistä virtauksen jatkuvan muodonmuutoksen varmistamiseksi. Seuraavat muodonmuutosmekanismit (raekokotasolla) takaavat tämän:

  • Diffuusiovirta (erilaisia).
  • Dislokaatio ryömi (erilaisia).
  • Syntektonisesti esiintyvät uudelleenkiteytykset.
  • Tulostusratkaisuprosessit.
  • Viljan rajasiirtymät (superplastisuus) ja viljan raja-alueen pieneneminen.

Leikkausvyöhykkeiden esiintymät ja esimerkit

San Andreasin vika Kaliforniassa, merkittävä oikeanpuoleinen siirtymävyöhyke

Koska leikkausvyöhykkeet voivat ulottua hyvin syvälle, niitä esiintyy kaikissa metamorfisissa kasvoissa . Hauroja leikkausvyöhykkeitä (vikoja) esiintyy kaikkialla ylemmässä kuoressa. Pallografiittiset leikkausvyöhykkeet alkavat vihreällä liuskekivialueella ja ovat siten sidoksissa metamorfisiin alueisiin.

Leikkausvyöhykkeitä esiintyy seuraavissa geotektonisissa tilanteissa:

  • Leikkauksen alla aikaansaadut vaakasuorat siirtymät - enemmän tai vähemmän pystysuorat:
  • Laajennuksen aikana syntyvät häiriöt - enemmän tai vähemmän vaakasuorassa:
    • Leikkaukset (esim. Metamorfisissa ydinkomplekseissa)

Leikkausalueet eivät ole sidoksissa kalliotyyppiin eivätkä tiettyyn ajanjaksoon. Ne eivät yleensä esiinny yksittäin, vaan muodostavat fraktaalisia , toisiinsa kytkeytyviä verkostoja, jotka antavat harjoittelussaan tietoa maastossa vallitsevasta liiketajusta.

Hyviä esimerkkejä sivusuunnassa uppouma-tyyppinen leikkaus- alueet ovat Etelä Armoricain Shear Zone sekä Pohjois Armoricain Shear Zone vuonna Bretagnessa ja Pohjois Anatolian Vika vuonna Turkissa . Shear vyöhykkeet muunnostyypin ovat Kuollutmeri vika on Israelissa , The San Andreas Fault vuonna Kaliforniassa ja Alpine Vika vuonna Uudessa-Seelannissa . Esimerkki kattotyypistä on Moine Thrust Luoteis- Skotlannissa . Mediaani vyöhyke vuonna Japanissa on fossiilinen subduction vyöhyke. Ydinkompleksin tyyppiset leikkaukset ovat hyvin yleisiä Kaakkois-Kaliforniassa; B. Whipple Mountainin irtoamisvirhe . Esimerkki valtavista toisiinsa liitetyistä leikkausvyöhykkeistä on Borboreman leikkausvyöhyke Koillis- Brasiliassa .

merkitys

Leikkausvyöhykkeiden merkitys on niiden koossa. Yleensä nämä heikot vyöhykkeet kulkevat koko kuorialueen läpi Mohoon asti ja voivat jopa ulottua ylempään vaippaan. Leikkausalueet voivat olla liikkeessä hyvin pitkiä aikoja, ja siksi ne osoittavat usein useita vaiheita, jotka ovat ajallisesti päällekkäisiä. Materiaalia voidaan kuljettaa ylös tai alas leikkausvyöhykkeillä. Tärkein reagenssi on epäilemättä vesi , jonka kanssa monenlaiset liuenneet ionit kiertävät heikkojen alueiden läpi. Merkittävä seuraus on isäntäkivien metasomaattinen muutos. Jopa ylemmän mantelin kivien metasomaattinen rikastuminen voidaan lopulta jäljittää leikkausvyöhykkeille.

Shear alueet voidaan järjestää taloudellisesti arvokasta Mineralisoinnin paras esimerkki tästä ovat merkittäviä kullan talletukset Precambrian , jotka ovat enimmäkseen liittyvät suoraan leikkaus- vyöhykkeitä (esimerkkejä: kultakaivoksia on Superior Craton , Kanadassa ja Yilgarn Craton vuonna Länsi-Australiassa ).

kirjallisuus

  • Cornelis W.Paschier, Rudolph AJ Trouw: mikrotektoniikka. Springer, Berlin et ai. 1996, ISBN 3-540-58713-6 .
  • John G. Ramsay, Martin I. Huber: Modernin rakennegeologian tekniikat. Osa 2: Taitokset ja murtumat. Academic Press, London et ai. 1987, ISBN 0-12-576902-4 .
  • Christopher H.Scholz: Maanjäristysten ja vikojen mekaniikka. Cambridge University Press, Cambridge et ai. 1990, ISBN 0-521-33443-8 .

Yksittäiset todisteet

  1. ^ John G. Ramsay, Martin I. Huber: Modernin rakennegeologian tekniikat. Osa 2: Taitokset ja murtumat. Academic Press, Lontoo ym. 1987, ISBN 0-12-576902-4 .
  2. ^ Christopher H.Scholz: Maanjäristysten ja vikojen mekaniikka. Cambridge University Press, Cambridge et ai. 1990, ISBN 0-521-33443-8 .