Ścinanie (geologia) - Shear (geology)

Zbudowana żyła kwarcowa (z prążkiem naprężeń) wykazująca sinistralne wyczucie ścinania , Starlight Pit, Fortnum Gold Mine, Australia Zachodnia

W geologicznej , na ścinanie jest odpowiedzią skale do deformacji zwykle ściskającym i formy poszczególnych tekstury. Ścinanie może być jednorodne lub niejednorodne i może być ścinaniem czystym lub zwykłym . Badanie ścinania geologicznego związane jest z badaniem geologii strukturalnej , mikrostruktury skał czy tekstury skał i mechaniki uskoków .

Proces ścinania zachodzi w skałach kruchych , kruchych i ciągliwych . W skałach czysto kruchych naprężenia ściskające powodują pękanie i proste uskoki .

Skały

Skały typowe strefach ścinania obejmują mylonit , kataklazyt , S-tectonite i L-tectonite , pseudotachylit , niektóre brekcje i bardzo foliowane wersje skał ściennych .

Strefa ścinania

Asymetryczne ścinanie w bazalcie, kopalnia Labouchere, Glengarry Basin, Australia. Asymetria ścinania jest sinistralna, pióro do skali
Główny artykuł: Strefa ścinania

Strefa ścinania jest strefą tabelaryczną lub podobną do arkusza, planarną lub krzywoplanarną złożoną ze skał, które są bardziej naprężone niż skały sąsiadujące ze strefą. Zazwyczaj jest to rodzaj uskoku , ale umieszczenie wyraźnej płaszczyzny uskoku w strefie ścinania może być trudne. Strefy ścinania mogą tworzyć strefy znacznie intensywniejszej foliacji , deformacji i fałdowania . W strefach ścinania można zaobserwować żyły lub złamania en echelon .

W wielu strefach ścinania znajdują się złoża rudy, ponieważ są one ogniskiem przepływu hydrotermalnego przez pasy górotworu . Mogą one często wykazywać jakąś formę wstecznego metamorfizmu ze szczytowego zespołu metamorficznego i są często metasomatyczne .

Strefy ścinania mogą mieć szerokość zaledwie kilku centymetrów lub nawet kilku kilometrów. Często, ze względu na ich kontrolę strukturalną i obecność na krawędziach bloków tektonicznych, strefy ścinania są jednostkami mapowalnymi i tworzą ważne nieciągłości oddzielające terrany. W związku z tym nazwanych jest wiele dużych i długich stref ścinania, identycznych z systemami uskoków.

Kiedy poziome przemieszczenie tego uskoku można zmierzyć w dziesiątkach lub setkach kilometrów długości, uskok określa się jako megaścinanie. Meganożyce często wskazują krawędzie starożytnych płyt tektonicznych.

Mechanizmy ścinania

Prawoskrętna lustro tektoniczne z pirytu

Mechanizmy ścinania zależą od ciśnienia i temperatury skały oraz od szybkości ścinania, której poddawana jest skała. Reakcja skały na te warunki określa sposób, w jaki przyjmuje ona deformację.

Strefy ścinania, które występują w bardziej kruchych warunkach reologicznych (chłodniejsze, mniej ograniczające ciśnienie ) lub przy wysokich szybkościach odkształcenia, mają tendencję do niszczenia w wyniku kruchego pękania; rozbijanie minerałów, które są rozdrabniane na brekcję o zmielonej teksturze.

Strefy ścinania, które występują w warunkach krucho-ciągliwych, mogą kompensować znaczne odkształcenia poprzez uruchamianie szeregu mechanizmów, które w mniejszym stopniu opierają się na pękaniu skały i występują w minerałach i samych sieciach mineralnych. Strefy ścinania przejmują naprężenia ściskające poprzez ruch na płaszczyznach foliacji.

Ścinanie w warunkach plastycznych może następować w wyniku pękania minerałów i wzrostu granic podziarnowych, a także w wyniku poślizgu sieci . Dzieje się tak zwłaszcza w przypadku minerałów płytkowych, zwłaszcza miki.

Mylonity są zasadniczo plastycznymi strefami ścinania.

Mikrostruktury stref ścinania

Typowy przykład prawostronnej foliacji ścinającej w tektonicie LS, z ołówkiem skierowanym w kierunku kierunku ścinania. Zwróć uwagę na sinusoidalny charakter foliacji ścinającej.

Podczas inicjacji ścinania w górotworze tworzy się najpierw penetrująca foliacja płaska . Przejawia się to jako wyrównanie cech tekstury, wzrost i wyrównanie miki oraz wzrost nowych minerałów.

Foliacja w początkowej fazie ścinania typowo tworzy się prostopadle do kierunku głównego skracania i jest diagnostyką kierunku skracania. W skracaniu symetrycznym obiekty spłaszczają się na tej foliacji ścinającej w taki sam sposób, w jaki okrągła kula melasy spłaszcza się pod wpływem grawitacji.

W asymetrycznych strefach ścinania zachowanie obiektu poddawanego skracaniu jest analogiczne do rozmazywania kulki melasy, gdy się spłaszcza, zazwyczaj w elipsę. W strefach ścinania z wyraźnymi przemieszczeniami foliacja ścinana może tworzyć się pod niewielkim kątem do płaszczyzny brutto strefy ścinania. Ta foliacja idealnie manifestuje się jako sinusoidalny zestaw foliacji utworzonych pod płytkim kątem do foliacji głównego ścinania i który zakrzywia się do foliacji głównego ścinania. Takie skały znane są jako tektonity LS.

Jeśli masyw skalny zaczyna podlegać dużym ruchom bocznym, elipsa naprężeń wydłuża się do objętości w kształcie cygara. W tym momencie listowie ścinane zaczynają rozpadać się na lineację prętową lub lineację rozciągliwą. Takie skały znane są jako L-tektonity.

Rozciągnięty konglomerat kamyczkowy L-tektonit ilustrujący linię rozciągania w strefie ścinania, Basen Glengarry, Australia. Wyraźne asymetryczne ścinanie rozciągnęło kamyki konglomeratu w podłużne pręty w kształcie cygara.

Mikrostruktury przy ścinaniu sferoidalnym

Cienki odcinek (skrzyżowane polary) granatu-Mica- łupków pokazano obróconego porphyroblast z granatu , mika ryb oraz wydłużoną minerałów. Ten okaz pochodził z bliskiej strefy ścinania w Norwegii (pchnięcie Ose), granat w środku (czarny) ma około 2 mm średnicy

W wyniku ścinania ciągliwego powstają bardzo charakterystyczne tekstury. Ważną grupą mikrostruktur obserwowanych w strefach ścinania ciągliwego są płaszczyzny S, płaszczyzny C i płaszczyzny C'.

  • Płaszczyzny S lub płaszczyzny schistosité są ogólnie definiowane przez płaską tkaninę spowodowaną wyrównaniem miki lub minerałów płytkowych. Zdefiniuj spłaszczoną oś długą elipsy odkształcenia.
  • Płaszczyzny C lub cisaillement tworzą się równolegle do granicy strefy ścinania. Kąt między płaszczyznami C i S jest zawsze ostry i określa kierunek ścinania. Ogólnie rzecz biorąc, im niższy kąt CS, tym większe odkształcenie.
  • Płaszczyzny C', znane również jako pasma ścinania i wtórne tkaniny ścinające, są powszechnie obserwowane w silnie ufoliowanych mylonitach, zwłaszcza filonitach , i tworzą się pod kątem około 20 stopni do płaszczyzny S.

Kierunek ścinania, jaki wykazują zarówno struktury SC, jak i SC', jest zgodny ze strefą ścinania, w której się one znajdują.

Inne mikrostruktury, które mogą dać poczucie ścinania to:

Transpresja

Reżimy transpresji powstają podczas skośnego zderzenia płyt tektonicznych oraz podczas subdukcji nieortogonalnej . Zwykle tworzy się mieszanina uskoków oporowych o ukośnym poślizgu i uskoków ślizgowych lub przekształceń. Dowodami mikrostrukturalnymi reżimów transpresyjnych mogą być pręgi , mylonity , gnejsy o strukturze agenicznej , miki i tak dalej.

Typowym przykładem reżimu transpresji jest strefa uskoków alpejskich w Nowej Zelandii , gdzie ukośna subdukcja płyty pacyficznej pod płytą indyjsko-australijską jest przekształcana w ukośny ruch poślizgu. Tutaj górotworu osiąga trapezoidalny kształt zdominowany przez skośnych usterek pochylenie , stromo-zanurzenie leżący nappes i fałdy fault-Bend.

Alpine Schist Nowej Zelandii charakteryzuje się mocno crenulated i ścinaniem fyllit . Jest podnoszony w tempie od 8 do 10 mm rocznie, a obszar ten jest podatny na duże trzęsienia ziemi z blokadą od południa i ruchem skośnym na zachód.

Transtensja

Reżimy transtensyjne to ukośne środowiska napięciowe. Ukośne, normalne uskoki geologiczne i uskoki oderwania w strefach ryftowych są typowymi przejawami strukturalnymi warunków transtensyjnych. Drobnoziarnisty dowody transtensja obejmuje Rodding lub rozciągające lineations , przeciągnął porphyroblasts , mylonites itd

Zobacz też

Bibliografia

Schematy i definicje ścinania ( Wayback Machine ), University of the West of England , Bristol. Kopia archiwalna niekompletna, 31.12.2012.