Geologia strukturalna – opracowane pytania
1. Geologia strukturalna a tektonika.
Geologia strukturalna nazywana jest inaczej analizą mezostrukturalną koncentrującą się na
analizie struktur mezo czyli w skali średniej. Skala mikro to petrotektonika, skala mega to
tektonika.
Tektonika – dział geologii zajmujący się ruchami (przemieszczeniami) zwartych mas skalnych
w litosferze, mówi o przyczynach, przebiegu i skutkach tych ruchów. Dotyczy procesów
mechanicznego deformowania litosfery tj. diastrofizmu.
2. Czym zajmuje się analiza mezostrukturalna (rodzaj i wielkość badanych
obiektów) ?
Analiza mezostrukturalna zajmuje się analizą struktur mezo czyli w skali średniej. Struktury
rozpoznawalne są w pojedynczych odkrywkach. Mezostruktury tektoniczne możemy obserwo-
wać gołym okiem, w skali próbki (cm) do dużych odsłonięć (setki metrów).
3. Cele geologii strukturalnej.
•
wnioskowanie o strukturze nadrzędnej lub większej z obserwacji drobnych struktur
•
analiza warunków deformacji (kruche, podatne itp.)
•
można wnioskować o naprężeniach i o układzie sił które doprowadziły do deformacji
•
odtwarzanie ewolucji pól naprężeń w czasie (wraz z badaniami tektonicznymi).
4. Zachowania (właściwości mechaniczne) skał:
Podane wyżej właściwości mechaniczne skał drastycznie się zmieniają (zwłaszcza podatność)
w zależności od ciśnienia (P), temperatury (T) i czasu względnie tempa przyrostu działających
na nie sił (zob. kolejne wykłady: reologia). Z tego powodu wolimy mówić nie o rodzajach skał
a o zachowaniach skał w danych warunkach P, T, i czasu.
Analizując te zachowania mierzymy lub przynajmniej szacujemy takie właściwości skał jak:
Podatność – wartość możliwych odkształceń ciągłych skał
Sprężystość – zdolność do odkształceń odwracalnych (powrót do stanu wyjściowego po
ustąpieniu siły)
Lepkość (tarcie wewnętrzne) – pojawienie się w cieczach naprężeń ścinających (tarcia
wewnętrznego) zależnych od przyłożonej siły i stosowny do tego wzrost odkształceń.
Płynięcie skał jako bardzo powolne nazywane jest pełzaniem (creep) i zachodzi pod
stałym obciążeniem, niższym od progu sprężystości i plastyczności.
Przykładem są pospolite fałdy ze zginania.
Plastyczność – w sensie potocznym : łatwość do ciągłych odkształceń trwałych. Pojęcie
zbliżone do podatności, która nie wyklucza wszakże, przynajmniej częściowej
odwracalności odkształcenia.
Płynięcie – odkształcenie trwałe nie doprowadzone do zniszczenia (przerwania ciągłości)
skały. Zdolność do płynięcia to właściwość skał o b. wysokiej podatności
5. Rodzaje skał
Podział skał ze względu na właściwości mechaniczne w war. panujących na powierzchni ziemi:
−
zwięzłe / sypkie
−
izotropowe / anizotropowe
−
plastyczne / kruche
a ponieważ termin plastyczne jest stosowany w sensie potocznym wskazana jest bardziej para:
−
podatne / niepodatne w sensie kruche (ductile / brittle)
−
kompetentne / niekompetentne (competent/incompetent; terminy niejednoznaczne!)
6. Odkształcenia jednorodne i niejednorodne, odwracalne i nieodwracalne.
Analiza strukturalna zaczyna się od analizy deformacji, które mogą być homogeniczne lub nie
(jednorodne lub niejednorodne). Poniższe rysunki na przykładzie ścinania (shear) czystego
(pure) i prostego ilustrują deformacje homogeniczne, w których proste równoległe po odkształ-
ceniu są dalej prostymi i równoległymi. Są to jednocześnie deformacje postaciowe
i nieodwracalne (po ustaniu działania siły nie wrócą do poprzedniego kształtu). W pełni
odwracalne jest tylko odkształcenie sprężyste, którego wielkość w kruchych zazwyczaj
skałach jest drobnym ułamkiem deformacji na rysunku poniżej.
7. Odkształcenia: postaciowe, objętościowe, podatne i kruche (niepodatne).
Odkształcenia postaciowe – polegają na zmianie kształtu danego ciała [dystorsja] bez
zmiany jego objętości w warunkach anizotropowego (ściskanie trójosiowe, ścinanie) stanu
naprężeń; wszystkie trzy wzajemnie prostopadłe siły [σ
1
, σ
2
, σ
3
] są względem siebie nierówne
– poszczególne osie układu współrzędnych deformacyjnych różnią się wymiarami.
Odkształcenia objętościowe – polegają na zmianie objętości danego ciała bez zmiany jego
kształtu w warunkach hydrostatycznego (izotropowego) stanu naprężeń; wszystkie trzy osie
układu współrzędnych deformacyjnych są w takim przypadku równe; wskutek odkształceń
objętościowych dochodzi zazwyczaj do zmniejszenia objętości deformowanego obiektu;
szczególny przypadek odkształceń ciągłych, powodujących wzrost objętości skały to dylatacja.
Stan „kruchy” – takie skały z trudem ulegają odkształceniom, ale łatwo dochodzi do ich
zniszczenia dzięki rozwojowi spękań i uskoków; oznacza dobrą drożność szczelin i stref
uskokowych dla płynów i gazów; takim zachowaniem odznacza się większość skał litych
w warunkach normalnych.
Stan „podatny” – takie skały mogą ulegać trwałym odkształceniom ciągłym; odznacza się
gorszą drożnością niż stan kruchy; takim zachowaniem odznaczają się częściowo skały
plastyczne.
8. Definicje i przykłady deformacji ciągłych i nieciągłych.
Deformacje tektoniczne - zaburzenia w pierwotnym ułożeniu warstw skalnych, powstające
pod wpływem działania ruchów tektonicznych. Ze względu na wygląd zaburzeń wyróżnia się
deformacje ciągłe - powstałe bez przerwania ciągłości danej warstwy skalnej, polegające
tylko na jej ugięciu (np. w formie fałdu, fleksury, nasunięcia lub płaszczowiny), oraz
deformacje nieciągłe - kiedy następuje przerwanie ciągłości danej warstwy skalnej, czyli jej
rozerwanie i przemieszczenie (np. przez powstanie uskoku).
9. Rodzaje naprężeń.
Naprężenia w obrębie skał są spowodowane oddziaływaniem sił zewnętrznych.
Wyróżniamy naprężenia:
•
normalne
•
styczne (ścinające/tangencjalne)
•
kompresyjne (ściskające) -> „+”
•
tensyjne (rozciągające) -> „–”
Wyróżniamy następujące układy naprężeń:
a)
kompresja (ściskanie/zgniatanie)
b)
tensja (rozciąganie/rozrywanie)
c)
zginanie
d)
ścinanie
e)
torsja (skręcanie)
10. Naprężenia normalne i styczne (ścinające).
Dla sześcianu:
* trzy składowe działające prostopadle do ścianek elementarnego sześcianu, zwane
naprężeniami normalnymi (σ)
* sześć składowych działających w płaszczyźnie tych ścianek równolegle do ich krawędzi,
zwane naprężeniami stycznymi (ścinającymi), oznaczanych symbolem τ.
11. Objaśnij z rysunkiem różnicę między ścinaniem czystym a prostym.
Ścianie czyste i proste
powstają podczas fałdowania
ze ścinania.
ścinanie czyste –
oddziaływanie dwóch par sił
przeciwnie skierowanych.
Prowadzi ono do powstania
odkształcenia nierotacyjnego
– osie nie zmieniają
położenia, powstają fałdy
stojące.
ścinanie proste –
oddziaływanie na dany
element jednej pary sił
przeciwnie skierowanych.
Dąży ono do rotacji
elementu ścinanego; jeżeli
rotacja nie jest możliwa,
element doznaje
odkształcenia w płaszcz.
wektorów pary sił.
Ułożenie osi naprężeń w obu typach deformacji i przykłady struktur geologicznych powstałych w wyniku
ścinania prostego (A) i czystego (B) (oś σ
2
prostopadła do płaszczyzny σ
1
σ
3
, czyli do płaszczyzny rysunku)
12. Różnica między tensją a ekstensją
Tensja: Rodzaj sił lub naprężeń działających powodujących rozciąganie ośrodka i prowadzą-
cych do zwiększenia jego rozmiarów w kierunku ich działania.
Ekstensja: Gdy wzdłuż jednej choćby osi działa siła rozciągająca, nie działa żadna siła, albo
działa siła ściskająca znacznie słabsza od dwu pozostałych - to w tym kierunku następuje
poszerzanie (ekstensja) ośrodka i powstaje pęknięcie tensyjne (ekstensyjne), prostopadłe do
osi owego naprężenia.
Odróżnienie tensji i ekstensji nie jest prawie możliwe. Różne są tylko przyczyny ich powsta-
wania, a efekty są takie same.
13. Narysuj elipsoidę naprężeń i odpowiadającą jej elipsoidę odkształceń,
powstałe w wyniku kompresji trójosiowej. Układ naprężeń względem
powierzchni ziemi dowolny
Siły normalne to siły działające prostopadle do danej płaszczyzny. W tym przypadku
chodzi o wzajemnie prostopadłe płaszczyzny, odpowiednio poziome i pionowe, wyznaczone
przez kolejne pary osi układu kartezjańskiego. Siły i naprężenia ścinające są z kolei
ułożone stycznie do powierzchni (tj. równolegle jeśli powierzchnia ta jest idealną
płaszczyzną).
14. Typowe stany naprężeń w skorupie ziemskiej zależne od głąbokości
15. Typowa krzywa odkształceń skał litych w warunkach normalnych.
Objaśnij jak zmienia się naprężenie względem odkształcenia na odcinku
sprężystym, podatnym i kruchym krzywej deformacji.
Krzywe odkształcenia skał litych.
Odcinek do punktu ustąpienia –
zachowanie sprężyste (stan sprężysty)
Kruche - przewaga odcinka sprężystego. Po nim bezpośrednio osłabienie i zniszczenie lub od
razu zniszczenie.
Półkruche (podatne) - po odcinku sprężystym deformacje następują bez zmiany naprężeń. Oba
typy deformacji charakteryzuje brak etapu wzmocnienia
Sprężyste - brak etapu osłabienia.
16. Wpływ temperatury na zachowanie (właściwości mechaniczne) skał
podczas deformacji.
Odkształcenie (deformacja) - zmiana kształtu, objętości lub jednocześnie kształtu i obję-
tości ciała.
- zmiana kształtu - odkształcenie postaciowe
- zmiana objętości - odkształcenie objętościowe
Temperatura
•
Rola przyrostu temperatury rośnie wraz z głębokością. Przyrost ten zwiększa zazwyczaj
podatność, ale obniża granice plastyczności i wytrzymałości, a także powoduje spłaszczenie
się krzywych σ/ε.
•
Dla skał osadowych z wyjątkiem kwarcytu- na głębokościach rzędu 15km (ciśnienie
wszechstronne ok. 500 MPa, temperatury 300-500*C)
•
Skały krystaliczne w tych warunkach mogą zachować się jeszcze jak kruche
17. Wpływ ciśnienia na zachowanie (właściwości mechaniczne) skał podczas
deformacji.
Rozpuszczanie pod ciśnieniem-
rozpuszczanie pobudzone przez
naprężenia ośrodka rozpuszczalnego.
ciśnienie rośnie wraz z głębokością
zwiększa podatność i wytrzymałość
skutki rozpuszczania pod
ciśnieniem - powstanie w skale
dziobatej powierzchni nieciągłości, zw.
Szwem styliotowym- w obrębie której
występują równoległe do siebie,
wydłużone elementy w formie:
piramidek, słupków, pręcików
18. Wpływ temperatury na zachowanie (wł. mechaniczne) skał podczas
deformacji
Temperatura jest jednym z czterech podstawowych czynników wpływających na właściwości
deformacyjne(plastyczne) skał. Poza nią o tym czy skała będzie poddawana deformacji oraz
jakiemu rodzajowi deformacji skała ulegnie (plastyczne, sprężyste) będą decydować
(oczywiście poza rodzajem skały) takie czynniki jak : ciśnienie otaczające [ciśnienie pod jakim
w danym momencie znajduje się skała], płyny porowe oraz czas.
Przyrost temperatury zgodnie ze stopniem geotermalnym rośnie wraz z głębokością. Przyrost
temperatury zwiększa podatność skały na odkształcenia. Wzrost temperatury obniża zarazem
granice plastyczności skały aż do jej częściowego/całkowitego upłynnienia co powoduje
spłaszczenie krzywych σ/ε.
19.
Oddziaływanie chemiczne i krystalochemiczne płynów
porowych na zachowanie (właściwości mechaniczne) skał
podczas deformacji.
Oddziaływanie chemiczne i krystalochemiczne w skałach łatwo rozpusz-
czalnych zaznacza się znacznym wzrostem podatności a w skałach trudniej
rozpuszczalnych (wapienie, kwarc) prowadzi do rozpuszczania pod
ciśnieniem objawem czego jest tworzenie się szwów stylolitowych [patrz
pkt. 17]. Są to nieregularne, ząbkowane powierzchnie przecinające skały.
Dzielą się na lito statyczne i tektoniczne.
20.
Oddziaływanie fizyczne płynów porowych na zachowanie (właściwości
mechaniczne) skał podczas deformacji. Jakie warunki są potrzebne, aby
doszło do nadmiernego ciśnienia porowego.
Oddziaływanie jest niszczące pod warunkiem, że płyn nie może uciec ze skały poddanej
kompresji. Może dojść wtedy do anormalnego ciśnienia porowego czyli wyższego niż by to
wynikało z głębokości. Taki płyn radykalnie obniża wytrzymałość ogólną powodując kruche
zniszczenia na głębokościach gdzie oczekujemy deformacji podatnej.
To ujmuje prawo Terzaghiego:
σ
e
= σ
t
– p
gdzie:
σ
e
– naprężenie efektywne
σ
t
– naprężenie całkowite
p – ciśnienie
21.
Trzy typy spękań.
shear fracture – spękanie ścięciowe
- przeradza się w uskok
- posiada przynajmniej jedną składową ruchu równoległą do powierzchni spękania.
extension fracture – szczelina extensyjna – cios
- brak widocznego rozsunięcia
- cios zazwyczaj bywa katetalny (prostopadły do powierzchni uławicenia)
- zbiór struktur ciosu równoległych do siebie to zespół
- 2 lub więcej zespołów przecinających się zawsze
pod tym samym kątem to system
extension fracture (fissure) – rozwarta szczelina
22.
Mechanizmy powstawania spękań.
I – opening - rozwieranie, ekstensja odpowiada
za spękania ciosowe i inne podobne do ciosu (złom rozdzielczy);
II – sliding - po polsku ścinanie lub poślizg,
III – tearing - dosłownie rozdzieranie, to też
ścinanie (para sił) ale skierowanych poprzecznie
do kierunku propagacji (rozwoju) spękania;
IV – closing - zamykanie – mechanizm
wyróżniony ostatnio dla stylolitów (powierzchnia
„pokryta” stylolitami to szew stylolitowy,
względem pręcików stylolitów jest poprzeczny,
często też skośny)
23. Wzajemne relacje przestrzenne spękań ciosowych, ścięciowych,
szczelin i szwów stylolitowych w grawitacyjnym układzie (polu) naprężeń
(rys. Fossena 2011)
fissure – szczelina
shear – spękanie ścięciowe
joint – spękanie ciosowe
stylolite – szew stylolitowy
24. Komplementarne powierzchnie ścięć powstałe przy ściskaniu
trójosiowym. Zaznacz na rysunku kąty ścinania i tarcia wewnętrznego.
Ścinanie, czyli oddziaływanie pary sił skierowanych przeciwstawnie, jest najczęstszą przyczyną
powstawania uskoków i spękań.
Z obecnością naprężeń ścinających nieodłącznie wiążą się przemieszczenia. W trójosiowym
układzie naprężeń można wyznaczyć dwie powierzchnie wzdłuż których wartość naprężeń
ścinających będzie największa. Na orientację tych powierzchni wpływ ma też kąt tarcia
wewnętrznego φ, charakterystyczny dla poszczególnych typów litologicznych skał.
Z teoretycznego punktu widzenia w trójosiowym układzie naprężeń mają prawo powstać dwie
powierzchnie ścięć, zorientowane pod kątem 45⁰ względem osi naprężenia największego σ
1
.
Od tego teoretycznego położenia odchylane są w związku z istnieniem tarcia wewnętrznego.
Kąt, jaki tworzy płaszczyzna ścinania z osią naprężenia największego – to kąt ścinania,
oznaczany θ, zaś kąt pomiędzy dwoma komplementarnymi powierzchniami ścięć wynosi 2θ.
Takie dwie powierzchnie ścięć powstałe w tym samym czasie i w tym samym polu naprężeń,
zorientowane względem siebie w taki sposób, że dwusieczna kąta ostrego wyznacza położenie
osi naprężenia największego σ
1
, nazywamy ścięciami komplementarnymi – pozwalają one
również na wyznaczenie położenia pozostałych osi naprężeń: krawędź przecięcia odpowiada osi
naprężenia pośredniego σ
2
, a oś naprężenia najmniejszego będzie do obu prostopadła σ
3
.
25. Spękania opierzające (pierzaste) powstałe w polu działania pary sił
(strefie ścinania prostego). Najlepiej rysunek z pracy Dadlez &
Jaroszewski (1994) Można pominąć elipsę odkształceń ale trzeba objaśnić
parami strzałek (jak narysowane w elipsie), które spękania są ścięciowe.
Które spękania są tensyjne?
spękania pierzaste [feather fractures] - wykazują konsekwentne ustawienie względem
zwrotu przemieszczenia; rozciągłość śladów na powierzchni ruchu prostopadła do osi ruchu
• W warunkach kruchych częstsze są spękania tensyjne T,
często rozwarte i wypełnione treścią mineralną (żyły), często
też o nieco sigmoidalnym zarysie w przekroju.
• W warunkach bardziej podatnych tworzą się spękania
ścięciowe R i R’, zazwyczaj
występujące rozdzielnie:
R - oznacza koncentrację ścinania
przyuskokowego w węższej strefie
R’ - ścinanie rozproszone
w szerszym paśmie skały (zbliżone
do płynięcia plastycznego)
stanowiące pomocnicze
powierzchnie poślizgu; w wyniku
silnego rozwoju tych spękań uskok
przybiera formę szerokiej strefy
ścinania;
26. Podaj definicję uskoku opartą o kryteria kinematyczne (kierunek ruchu
względem powierzchni nieciągłości skały).
Uskok [fault] - struktura utworzona przez przerwanie ciągłości skał i przesunięcie rozspojo-
nych części wzdłuż powierzchni uskokowej [fault surface] lub strefy uskokowej [fault zone]
Skrzydła uskoku [fault walls, fault sides] –wzajemnie przemieszczone części ośrodka
skalnego po obu stronach powierzchni uskokowej, jeśli przemieszczenie ma składową zrzutową
[dip-slip component]:
* skrzydło wiszące [upthrown side]
* skrzydło zrzucone [downthrown side]
Jeśli przemieszczenie ma składową przesuwczą [strike - slipcomponent]:
* określenie geograficzne położenia skrzydeł Terenu
Podział ze względu na tor ruchu uskokowego:
a) uskok translacyjny [translational fault] - tor ruchu prostoliniowy lub prostoliniowo
łamany
b) uskok rotacyjny [rotational fault] - tor ruchu łukowy
c) zawiasowy [hinge fault] - wzdłuż całego uskoku występuje jeden zwrot ruchu
d) nożycowy [pivotal fault, scissors fault] - wzdłuż uskoku występują dwa przeciwstawne
zwroty ruchu
27. Skały uskokowe.
Uskoki o większej amplitudzie często zaznaczają się skruszeniem, czyli kataklazą, skał w ich
sąsiedztwie. Czasami dochodzi do powstania odrębnych typów skalnych. Skały te nazywamy
skałami uskokowymi (ang. fault rocks). Skały uskokowe jest to ewolucyjny szereg
produktów coraz to drobniejszej dezintegracji mechanicznej, od brekcji przez mączkę
uskokową, mylonit do ultramylonitu.
W otoczeniu uskoku obserwuje się: odwapnienie, sylifikację, dolomityzację, serycytyzację,
chlorytyzację, albityzację.
Skały uskokowe bez kierunkowego ułożenia ziarn to brekcje i mączki skalne, a powstałe
głębiej (wyższe P i T) kataklazyty (drobno zmielone). Przy dużym udziale naprężenia
poprzecznego do powierzchni ślizgu powstaje równoległa do uskoku foliacja cechująca
mylonity. Kataklazie i mylonityzacji towarzyszą zmiany fazowe (powstają nowe minerały).
Skały kataklastyczne są efektem zjawisk kruszenia i/lub rekrystalizacji przebiegających na ogół
strefowo w war. litostatycznego lub tektonicznego obciążenia ośrodka skalnego.
Podział genetyczno-strukturalny:
1.
bez foliacji kataklastycznej
•
brekcje: spękaniowe, okruchowe
•
kataklazyty - zbudowane z miazgi mineralnej, w której udział okruchów skały
wyjściowej jest nieznaczny. Produkt kruszenia bez syntektonicznej rekrystalizacji
minerałów skały wyjściowej; tworzyły się w warunkach kruchych
•
pseudotachylity - skały barwy czarnej, zbudowane z bardzo drobnoziarnistej miazgi
skalnej z przejawami częściowego stopienia produktów kruszenia
2.
skały z foliacją kataklastyczną - w procesie deformacji nabyły cech budowy kierunkowej
•
brekcje z foliacją kataklastyczną
•
kataklazyty z foliacją kataklastyczną
Różne zaawansowanie rekrystalizacyjnych przemian produktów kruszenia prowadzi do
wykształcenia się nowych odmian skał kataklastycznych:
• blastokataklazytów - kataklazytów o zapoczątkowanej rekrystalizacji miazgi
mineralnej
• katablastytów - skał powstałych w wyniku kruszenia, a następnie silnej
rekrystalizacji miazgi mineralnej, aż do jej zaniku włącznie
3.
mylonity - zwięzłe, drobnoziarniste skały o teksturze łupkowatej; wymagają badań
mikroskopowych
- występują rysy ślizgowe i zadziory
- jeśli rysy się świecą – była rekrystalizacja
- slikolity – formy przejściowe między rysami a stylolitami
28. Uskok pogrzebany (buried) – podaj przykład rysunkiem.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
na egzaminie w razie czego dorysować
wyraźnie jakikolwiek nadkład :)
29. Orientacja naprężeń głównych przy trzech podstawowych typach
uskoków – objaśnij rysunkiem (tzw. teoria uskokowania Andersona).
30.
Ciągnienie przyuskokowe warstw normalne i odwrócone – podaj
przykłady rysunkiem.
podgięcia przyuskokowe (zwrócone zgodnie z działaniem tarcia) powstające w wyniku
ciągnienia przyuskokowego w skałach wykazujących plastyczna reakcje na ruch uskokowy
31. Skrzydło stropowe i spągowe uskoku – kiedy stosujemy te terminy?
Skrzydło spągowe - skrzydło znajdujące się pod powierzchnią uskokową
Skrzydło stropowe - skrzydło znajdujące się nad powierzchnią uskokową
Podział ten stosuje się przy prowadzeniu podziemnej eksploatacji górniczej, gdy nie
wiemy gdzie jest skrzydlo wiszące a gdzie zrzucone.
Podstawowe elementy uskoków na przykładzie uskoku normalnego A i odwróconego B
1
– powierzchnia uskokowa, 2 – skrzydło zrzucone (tu zarazem stropowe),
3
– skrzydło wiszące (tu zarazem spągowe), 4 – skrzydło spągowe (tu zarazem zrzucone),
5
– skrzydło stropowe (tu zarazem wiszące)
32. Mechanizmy kompensacji objętości przy wklęsłym zrzutowym uskoku
listrycznym (2x - wersja krucha i podatna).
33. Struktury kompensujące nadmiar i brak objętości
(kontrakcyjne i ekstensyjne) w strefach uskoków przesuwczych.
Struktury kompensujące to te które równoważą pewne działania innym działaniem.
Kontrakcyjne powodują zmniejszenie objętości, a ekstensyjne – zwiększenie przez rozciąganie.
W przypadku uskoków przesuwczych mogą występować zarówno
naprężenia ściskające (transpresja), jak i rozciągające
(transtensja), miejscami naprzemiennie.
W tych strefach powstają charakterystyczne struktury:
- sfałdowanie jednego ze skrzydeł i towarzyszące temu
uskoki rozrywające
- wypiętrzenia międzyprzesuwcze
- zapadliska międzyprzesuwcze
- struktury typu końskiego ogona (wygasanie uskoku)
- stylolityzacja tektoniczna (rozpuszczanie pod ciśnieniem)
Kompensacja czołowa i tylna uskoków przesuwczych ujawnia się:
- przy zakończeniach uskoków,
- między dwiema gałęziami strefy przesuwczej,
- u zbiegu ich kulisowych odcinków.
struktury kwiatowe
34. Różnica między nasunięciem a płaszczowiną.
Różnicą między nasunięciem i płaszczowiną jest zasięg ich występowania.
Jeżeli proces nasunięcia objął pokrywę o regionalnych rozmiarach, przemieszczoną na
odległość minimum kilku km (ok. 5 km) to mówimy o płaszczowinie.
35. Objaśnij na rysunku jakie mechanizmy nasuwania działają na stromym
i połogim odcinku listrycznej powierzchni nasunięcia.
Na połogim odcinku powierzchni listrycznej działa tylko
odkłucie, a na stromym ścięcie razem z odkłuciem.
36. W obrębie jakich skał najczęściej dochodzi do odkłucia.
Do odkłucia najczęściej dochodzi na kontrastowej granicy skał o różnych właściwościach
mechanicznych np. granit i łupek. Najłatwiejsze nasunięcia są na iłach z powodu obecnej
w nich wody, którą oddają.
37. Objaśnij co to jest allochton i autochton, czapka i okno tektoniczne.
Autochton - masy skalne pozostające na miejscu swego tworzenia się (nie przemieszczane),
zakorzenione w podłożu, często zdeformowane tektonicznie (zuskokowane, sfałdowane)
Allochton - masy skalne, zazwyczaj znacznych rozmiarów, oderwane od swojego pierwotnego
podłoża i przemieszczone poziomo na znaczną odległość, wskutek ruchów tektonicznych
(nasunięcia, płaszczowiny).
Czapka tektoniczna – izolowany ostaniec masy allochtonicznej, odcięty od głównego ciała
płaszczowiny na skutek erozji.
Okno tektoniczne – Obszar, na którym w skutek erozyjnego rozcięcia płaszczowiny
odsłonięte zostało jej podłoże.
38. Co to jest dupleks (narysuj) i jaki jest stary polski odpowiednik tego
terminu.
Dupleks (ang. duplex) to rodzaj tektonicznej struktury imbrykacyjnej składającej się
z nasuniętych na siebie płaskich lub sigmoidalnych łusek tektoniczych (ang. horse), które
razem są dodatkowo ograniczone od spągu i od stropu odpowiednio przez nasunięcia spągowe
(ang. sole thrust) i stropowe (ang. roof thrust).
Dupleks jest to ciało nasunięte, rozbite w trakcie ruchu na szereg wąskich bloków
rozdzielonych powierzchniami poślizgu, zwanych w literaturze angielskiej horse (polski
odpowiednik - Łuska). Jest to typ struktury imbrykacyjnej wyróżniający się tym, że łuski są
obwiedzione powierzchniami poślizgu nie tylko na wzajemnych kontaktach i od dołu, ale
również od góry (są pokryte nasunięciem stropowym).
39. Narysuj w przekroju strukturę imbrykacyjną z nasunięciem spągowym.
40. Różnica między tektoniką naskórkową i skorupową z podaniem nazw
preferowanych typów nasunięć w obu przypadkach.
Różnica polega na tym, że tektonika skorupowa powoduje deformacje tektoniczne na dużych
głębokościach skorupy kontynentalnej, natomiast tektonika naskórkowa nie narusza kratonu,
czyli najstarszej, utwardzonej część skorupy ziemskiej.
przykład tektoniki skorupowej : nasunięcia ze ścinania
przykład tektoniki naskórkowej: płaszczowiny warstwowe.
41. Które z płaszczowin tatrzańskich są skorupowe a które naskórkowe.
Płaszczowiny skorupowe: płaszczowina Giewontu
płaszczowina Czerwonych Wierchów
Płaszczowiny naskórkowe: płaszczowina reglowa dolna (płaszczowina kriżniańska)
płaszczowina reglowa górna (płaszczowina choczańska)
42. Co oznacza po polsku „piggy back mechanism” i co jeździ zgodnie z tym
mechanizmem.
Piggyback mechanism tworzą struktury typu dupleksów. Łuski starsze wspinają się na
młodsze, przemieszczając się wraz z nimi na ich grzbietach tzw. „jazda na barana”.
43. Cechy fałdów ze zginania w skałach o zmiennej litologii i grubości ławic.
W sfałdowanych kompleksach o znacznych różnicach podatności i zmiennej litologii częste są
fałdy podrzędne, dysharmonijne, obejmujące ławice nie bardziej, lecz mniej podatne od
ławic sąsiednich. Są to fałdy pasożytnicze. Przy stromym ustawieniu ławic, znaczna
plastyczność procesu w połączeniu z działającą pod dużym kątem kompresją warunkuje
wydłużenie, któremu ławice podatne poddają się w sposób ciągły, ławice kruche zaś pękają.
W ten sposób rodzi się budinaż – podział ławic mniej podatnych w otoczeniu podatniejszym na
bochenkowate fragmenty, częściowo lub całkowicie izolowane od siebie przez materiał
podatniejszy. Wskutek posuwu fałdowego postają fałdki ciągnione.
44. Cechy fałdów ze zginania w cienkoławicowych skałach o monotonnej
litologii.
Ławice zachowują mniej więcej stałą miąższość, czego efektem jest powstawanie struktur
koncentrycznych (przy dużym zróżnicowaniu litologicznym kompleksu i znaczącym udziale
ławic grubszych), bądź similarnych (w monotonnie wykształconych i gęsto uławiconych
kompleksach), w których zmiany miąższości ograniczają się do przegubów. W fałdach
powstałych w wyniku fałdowania ze zginania występują odspojenia przegubowe (często są
wypełnione przez napłynięty materiał podatny lub przez żyły siodłowe; często mają wartość
złożową). Niekiedy w wyniku „przełamania” fałdu, zazwyczaj wzdłuż jednego lub kilku pęknięć
w strefie osiowej tworzą się zębate formy zwane fałdami harmonijkowatymi. Powstają też
fałdki kolankowe, będące formą przejściową między fałdem a uskokiem.
Posuw fałdowy jest utrudniony.
45. Co to jest posuw fałdowy. Powstaniu jakich fałdków sprzyja?
Fałdy ciągnione, czyli zaburzenia fałdowe w skrzydle większego fałdu, powstałe w wyniku
posuwu fałdowego – ślizgania się po sobie warstw w czasie fałdowania. Widoczne fałdy są
niewielkie (ściana ma kilkanascie metrów wysokości) w stosunku do szerokiej na parę
kilometrów synkliny, w której skrzydle powstały. Posuw fałdowy sprzyja też powstaniu kliważu
spękaniowego.
46. Co to jest budinaż
Budinaż – struktura powstała wskutek podziału ławic mniej podatnych w otoczeniu
podatniejszym na bochenkowate fragmenty, częściowo lub całkowicie izolowane od siebie przez
materiał podatniejszy. Powstaje przy stromym ustawieniu ławic, gdzie znaczna plastyczność
procesu w połączeniu z działającą pod dużym kątem kompresją warunkuje wydłużenie ławic
przez co ławice podatne poddają się w sposób ciągły, a ławice kruche pękają. Forma ta jest
związana z fałdowaniem ze zginania – tworzy się pod wpływem naprężeń rozciągających
w płaszczyźnie ławic i ściskających w kierunku prostopadłym.
47. Fałdy ze ścinania i współwystępujące często ze ścięciami drobne fałdki.
Fałdowanie ze ścinania:
Typowe przy niskim stopniu metamorfizmu
Polega na przemieszczaniu masy skalnej wzdłuż gęstych powierzchni przecinających
uławicenie, równolegle do powierzchni osiowych fałdów.
Występuje tzw. fałdowanie kliważowe, najczęściej równoległe do pow. osiowej
kliważ osiowy
Występuje wzrost smukłości fałdów w wyniku ich przemieszczenia wzdłuż powierzchni
poślizgu
Ma miejsce zróżnicowanie miąższości na przegubach (wzrost) i skrzydłach (spadek)
Może występować zróżnicowanie miąższości ławic w skrzydłach stromych (wzrost) i
połogach (spadek)
Typowe formy:
fałdki krenulacyjne (tzw. kliważ krenulacyjny) – mogą prowadzić do powstania foliacji
fałdki dysharmonijne (nierównomiernie rozwinięte spękania, występują strefy
w których spękania się nie rozwijają)
Schemat fałdowania ze ścinania:
1.
Kliważ pionowy, prostopadły do pierwotnego ułożenia warstw
2.
Kliważ wtórnie pochylony (zrotowany) pierwotnie prostopadły do warstw
3.
Kliważ skośny względem pierwotnego położenia warstw
48. Foliacja – co to i po co wprowadzono ten termin.
Foliacja oznacza planarne uporządkowanie kierunkowewewnętrznej budowy skały. Określenie
to stosuje się do skał metamorficznych i magmowych. Płaskie i wydłużone ziarna minerałów
skałotwórczych są ułożone równolegle - nie musi pokrywać się z kierunkami pierwotnego
uławicenia. Foliacja często pokrywa się z laminacją skały.
Foliacja powstaje w wyniku:
wysokiego ciśnienia (np. nacisku tektonicznego), rekrystalizacji
ziaren mineralnych i krystalizacji nowych minerałów metamorficznych.
Skutkiem foliacji jest łatwe dzielenie się skały na cienkie płytki.
49. Cechy fałdowania z płynięcia
Fałdowanie z płynięcia – z ang. flow folding - jeden z trzech mechanizmów prowadzących do
fałdowania, charakterystyczny dla tektoniki solnej, w tym diapiryzmu. Fałdy powstałe w ten
sposób posiadają znaczne zgrubienia przegubów i ścienienia na skrzydłach. Fałdy powstają
najczęściej w wyniku niestatecznego warstwowania gęstościowego, co objawia się częściowym
lub całkowitym odwróceniem warstw. Charakterystyczną formą tego fałdowania są także fałdy
futerałowe [sheath fold], gdzie wydłużenie następuje w kierunku działania siły σ
1
.
50. Mieszane mechanizmy fałdowania.
Mieszane mechanizmy fałdowania – procesy prowadzące do fałdowania, będące
wypadkowymi wszystkich mechanizmów fałdowań. Polega to na łączeniu się różnych
mechanizmów podczas tworzeniu fałdów - to najbardziej powszechny sposób fałdowania.
Istnieją różne przyczyny wymuszające fałdowania np. para sił w płaszczyźnie poziomej,
pionowej, proste ściskanie, ześlizgi grawitacyjne, glacitektonika, niestateczne warstwowanie
gęstościowe. Jako, że budowa geologiczna zazwyczaj nie jest jednoznaczna, fałdowanie
zachodzi przeważnie na skutek dwóch lub więcej ww. przyczyn. Wówczas możemy wyróżnić
mechanizmy fałdowania łączące się np. ścięciowo–odkłuciowe.