ZESTAW 31
Zdefiniować pojęcia transtensja i transpresja.
Są to typy ruchu skrzydeł uskoków przesuwczych:
A. Transpresja
– ruch przesuwczo-zbieżny
B. Transtensja
– ruch przesuwczo-rozbieżny
Wynikają one z tendencji do wzajemnego zbliżania lub oddalania się skrzydeł uskoku spowodowanej niereg Scharakteryzuj
płaszczowiny w Karpatach zewnętrznych (opiszę wszystkie na wszelki wypadek)
Karpaty zewnętrzne:
Pieniński Pas Skałkowy
Płaszczowina Magurska
Płaszczowina Śląska
Karpaty wewnętrzne:
Płaszczowiny na obszarze Tatrzańskim polski
Płaszczowina Czerwonych Wierchów
Płaszczowina Giewontu
Płaszczowina Kriżniańska
Geneza Karpat
W powstaniu Karpat wzięły udział dwa główne czynniki. Pierwszym z nich było tworzenie się orogenów alpejskich w procesie
tektoniki ucieczk
i co nadało kształt łuku karpackiego. Drugim zamykanie basenów morskich w północnej części co miało wpływ
na wytworzenie części zewnętrznych Karpat (Karpaty Zewnętrzne i część Wewnętrznych). K. Birkenmajer zaproponował model
z trzema strefami subdukcji nac
hylonymi ku południowi. Dodatkowym czynnikiem był prawoskrętna rotacja bloku panońskiego
która spowodowała wędrówkę fali deformacji wzdłuż łuku karpackiego z zachodu na wschód. Uwidoczniło to się w wiekowych
rozdziałach Karpat zewnętrznych. Badania geofizyczne wykazały, że Karpaty Wewnętrzne i Zewnętrzne należą do dwóch
różnych bloków skorupy o różnej budowie i różnych własnościach fizycznych. Blok Karpat Wewnętrznych o grubości skorupy
około 35km jest od bloku Karpat Zewnętrznych , którego grubość wynosi około 45km oddzielony dużym rozłamem wgłębnym.
Rozłam ten znajduje się pod Pienińskim Pasem Skałkowym. Odtworzenie paleografii basenu sedymentacyjnego Karpat jest
bardzo trudne ze względu na procesy tektoniczne które spowodowały odkucie skał osadowych od podłoża i przesunięcie ich na
znaczną odległość ku północy. Wielkość sumaryczna nasunięcia w Karpatach wynosi kilkaset kilometrów. Sugeruje się, że
zbiornik sedymentacyjny graniczył w mezozoiku na północy z wałem obszaru środkowoeuropejskiego, gdzie odbywała się
sedymentacja typu epikontynentalnego. W rozległym zbiorniku mezozoicznym występował szereg głębokich basenów
sedymentacyjnych i rozdzielających je podmorskich grzbietów gdzie panowały warunki płytkowodne.
Geneza Karpat Zewnętrznych
Karpaty zewnętrzne - fliszowe zbudowane są głównie z piaskowcowo-łupkowych utworów kredy i paleogenu. Na północ Karpaty
sięgają najdalej w rejon Wieliczki, w kierunku zachodnim granica skręca łagodnie ku południowi i przebiega na południe od
Skawiny. W kierunku wschodnim granica biegnie na linii Bochnia -
Tarnów. Główną masę osadów fliszowych reprezentują
kredowo-
trzeciorzędowe łupki i piaskowce płaszczowiny śląskiej i magurskiej. Różnice w odporności skał na wietrzenie i erozję
razem z głównymi rysami budowy tektonicznej spowodowały powstanie niezwykle urozmaiconej rzeźby powierzchni terenu.
Główną cechą budowy Karpat fliszowych jest inwersja rzeźby terenu. Prawie wszystkie elementy wyniesione morfologicznie są
formami wklęsłymi, wypełnionymi w części centralnej kompleksami piaskowców. Osady te, jako najbardziej odporne na
wietrzenie i erozję uległy najmniejszej degradacji w stosunku do pozostałych kompleksów. W konsekwencji nastąpiło
odwrócenie pierwotnej morfologii płaszczowin. Formowanie się podłoża zakończyło się u schyłku miocenu w trzeciorzędzie, po
czym nastąpiła faza ostatecznego kształtowania współczesnej powierzchni przez działalność lodowca w okresach glacjalnych i
wód płynących oraz stagnujących w okresach interglacjalnych. Spowodowało to, uformowanie się aktualnej sieci rzecznej oraz
powstaniem szeregu złóż kruszywa naturalnego w dolinach większych rzek (Wisła, Soła, Skawa, Raba, Dunajec, Biała). W
najmłodszej epoce ukształtowane zostały warunki zasilania i migracji wód podziemnych w czwartorzędowych horyzontach
w
odonośnych oraz warunki zasilania szczelinowych i porowych horyzontów starszych (karbon, trias, jura, kreda, trzeciorzęd):
Geneza Karpat Wewnętrznych
Karpaty wewnętrzne zbudowane są ze starych skał krystalicznych oraz kompleksów osadów mezozoicznych i paleogeńskich. W
ich strukturze wyróżnia się: Pieniński Pas Skałkowy, flisz podhalański i Tatry. Pieniński Pas Skałkowy stanowi granicę między
Karpatami zewnętrznymi i wewnętrznymi i jest zbudowany z osadów wieku jurajskiego i kredowego, cechuje go niezwykle
skomplikowana tektonika. Strefy wypiętrzone tworzą wychodnie skał jurajskich w postaci wapiennych skałek, natomiast
elementy wklęsłe wypełnione górnokredowymi marglami oraz fliszem stanowią strefy obniżone. W okolicy Czorsztyna,
Krościenka i Szczawnicy występują intruzje skał andezytowych.
Flisz podhalański wypełnia rozległą nieckę zapadliska śródgórskiego między Tatrami i Pieninami, jest słabo sfałdowany
tworząc łagodne antykliny i synkliny.
Tatry zbudowane są z krystalicznego trzonu i pokrywy skał osadowych. Najstarszymi utworami krystalicznego trzonu są skały
metamorficzne Tatr Zachodnich. Znany z Tatr Wysokich granit tatrzański stanowi górnokarbońską intruzję granitową w obrębie
kompleksu skał metamorficznych. Bezpośrednią pokrywę osadową trzonu krystalicznego tworzy seria wierchowa, która
obejmuje kompleks skał klastycznych i węglanowych od górnego permu do dolnej kredy. Utwory reglowe zbudowane są z
piaskowców, łupków i wapieni. Po utworzeniu się osadów dolnej kredy nastąpiło fałdowanie Tatr. Uformowane zostały dwie
płaszczowiny nasunięte z południa ku północy. Bezpośrednio na trzonie krystalicznym zalega autochtoniczny element serii
wierchowej oraz płaszczowina wierchowa. Tworzy ona fałdy Czerwonych Wierchów i Giewontu. Płaszczowina reglowa dzieli się
na trzy elementy, z tego dwa występują w obrębie Tatr polskich, tworzą one pas regli zakopiańskich.
Podział spękań ze względu na cechy mechaniczne.
Pod względem natury mechanicznej, odpowiednio do rodzajów powierzchni spękania, wyróżnia się:
Spękania (cios) ekstensyjne
Spękania (cios) ścięciowe
Spękania (cios) hybrydowe – spękania sprzężone o kącie dwuściennym 2θ≤600,
w praktyce 0<2θ<450.
Przedstaw klasyfikacje strukturalną fałdów wg Ramsay'a.
Ptygmatytowe fałdki
Śródfoliacyjne fałdki
Bezkorzeni
owe (wyoczkowane) fałdki
Futerałowe fałdy
lub
Fałdy koncentryczne
Symilarne
Dysharmonijne
ZESTAW 32
Pojęcie kompensacji i niekompensacji warstw, przykłady.
Kompensacja
– zachodzi w rejonie aktywnych uskoków przesuwczych (?) polega na skracaniu ściskanych kompleksów
skalnych w wyniku kompresji. Wyróżnia się następujące typy kompensacji:
sfałdowanie
Występuje np. w odwiedzonym na praktykach wąwozie Homole.
nasu
nięcie/seria uskoków odwróconych na styku z przedpolem
Występowanie: dyslokacja Łysogórska.
komprymacja
– rozpuszczanie pod ciśnieniem (stylolityzacja tektoniczna)
Występowanie: skały wapienne w mezozoicznym obrzeżeniu Gór Świętokrzyskich. (?)
wyciskanie s
kał ku górze
Występowanie: wysady solne Niżu Polskiego(występowała tam równocześnie kompresja i niestabilność gęstości)
Przykłady tektoniki ucieczkowej.
Tektonika ucieczkowa
– polega na oroklinalnym wygięciu orogenu i rozsuwaniu na boki bloków skorupowych po obu stronach
klina, które to bloki niejako uciekają od obszaru kolizji. Przykładem mogą być górotwory Karpat i Zachodnich Alp powstałe przez
rozpychanie bloków skorupowych na boki przez „wpychający” się między nie „klin” adriatycko-apuliński. Podobna sytuacja
zachodzi także w z blokami anatolijskim i irańskim rozpychanych przez północny skraj płyty arabskiej:
Jednak najbardziej spektakularnym wynikiem tego typu tektoniki jest kolizja płyty indyjskiej z azjatycką która skutkuje
fałdowaniem Himalajów.
Scharakteryzuj spękania pierzaste.
Spękania pierzaste (T) jest to rodzaj spękań przyuskokowych ustawionych konsekwentnie względem przemieszczenia uskoku,
prostopadle do osi ruchu:
Wyróżnia się następujące rodzaje spękań pierzastych:
Spękania tensyjne T – częste w warunkach kruchych, zwykle wypełnione wtórną mineralizacją, mają lekko sigmoidalny kształt.
Spękania ścięciowe R (węższa strefa gęstych spękań) i R’(ścinanie rozproszone w szerszym paśmie skały) – częste w
warunkach podatnych
Powstają w skałach kruchych w następującym układzie sił (w tle elipsoida odkształceń, oraz inne spękania przyuskokowe)
ZESTAW 33/34
Pękanie hydrauliczne
powstaje w skałach nasyconych wodą o ciśnieniu porowym większym od R (wytrzymałości na jednoosiowe rozciąganie na
diagram
ie (z)Mohra) powodując powstanie spękań tensyjnych. Ma ono wpływ na rozwój mikrospękań – szczelinek Griffitha, a
także w powstawaniu ciosu, brekcjowaniu tektonicznym, genezie niektórych złóż hydrotermalnych, hydrogeologii i geologii
naftowej.
Styolity
W w
yniku oddziaływania tych czynników powstają szwy stylolitowe – dziobate powierzchnie nieciągłości (mimo, że jest to
odkształcenie plastyczne !). Kompleks takich szwów to lineacja stylolitowa która jest równoległa do osi największego naprężenia
w górotworze.
Wyróżniamy następujące typy morfologiczne stylolitów:
rys. A
– pasmo (PS), szew (SS), powłoka (czarne)
rys. B
– wciski na granicach ziaren i mikrostylolity w większym zbliżeniu,
oraz typy genetyczne na rysunku C związane z naprężeniem litostatycznym (pionowym) i tektonicznym (poziomym).
Rozpuszczone składniki mogą migrować powodując sadek objętości skały, nieraz dość znaczny, tak jak ma to miejsce na
rysunku D.
Karpaty zewnętrzne:
Pieniński Pas Skałkowy
Płaszczowina Magurska
Płaszczowina Śląska
Struktura tulipanowa
Struktura tulipanowa
– jest to pozytywna (wklęsła ku górze) struktura kwiatowa którą można zaobserwować np. w przekrojach
poprzecznych przez uskok transformacyjny. Tworzy się w warunkach czystego poślizgu przesuwczego. W przekroju
przypomina faktycznie kwiat tulipana:
Struktura ta kompensuje ruch uskoku przesuwczego.
Wergencja i klinencja fałdów
Wergencja
– kierunek pochylenia i asymetrii fałdów. Jej miarą jest kąt wergencji. Wergencja, w pewnych warunkach, informuje o
fałdowaniu w warunkach regionalnego transportu tektonicznego – jednokierunkowego przemieszczenia zgodnego z kierunkiem
wergencji.
Klinencja
– kierunek odchylenia płaszczyzn środkowych fałdów od prostopadłości do ich obwiedni. Jej miarą jest kąt klinencji.
Klinencja ma znacze
nie przy określaniu stosunku fałdów drobniejszych do struktury nadrzędnej (większego fałdu, nasunięcia).
ZESTAW 35
Kąt ścinania
Kąt ścinania θ jest kątem między osią σ1 (największego naprężenia) a powierzchniami ścięć w skale. Dla danego rodzaju skały
jest w przybliżeniu stały.
*dla skał podatnych jest duży, wzrasta wraz z ciśnieniem otaczającym
*dla skał niepodatnych jest mniejszy
*dla skał wybitnie kruchych (niepodatnych) równy jest zeru (skała jest rozerwana a nie ścięta)
Spękania typu kulisowego, geneza.
Spękania kulisowe powstają w okolicy uskoku, przed jego utworzeniem są konsekwentne względem zwrotu pary sił:
Spękania te mogą się, po zuskokowaniu, przekształcić w spękania kulisowe sygnalizujące swą długością amplitudę uskoku
Omówić hipotezę grawitacyjno-odprężeniową.
Istnieje wiele hipotez powstawania spękań ciosowych. Grawitacyjno-odprężeniowa uznawana jest za najwłaściwszą i opisuje
sposób powstawania spękań ciosowych na terenach płytowych. Przebieg wydarzeń jest następujący:
Sedymentacja osad
u, diageneza, pogrzebanie pod młodszymi osadami.
Przebywanie w polu palonaprężeń (litostatycznych, tektonicznych)
Epejrogeniczne dźwiganie w innej epoce geologicznej i związana z tym zmiana pola naprężeń w danej skale - odprężenie skały.
Sprężyste poszerzanie skał w wyniku ekstensji.
Po osiągnięciu krytycznej głębokości przekroczona jest wytrzymałość skały na rozciąganie –otwiera się pierwszy zespół spękań.
W rezultacie najmniejsze naprężenie σ3 zostaje rozładowane, a pośrednie σ2 staje się najmniejszym. Dobra, czaję σ3 musi
mieć najmniejszą wartość, ale jest ekstensyjne (ujemne) więc zapisywane jako trzecie (σ3), a nie pierwsze (σ3).
Przy dalszym dźwiganiu (odprężaniu) powstaje drugi zespół ekstensyjnych spękań prostopadły do pierwszego.
Gdy prócz ciśnienia litostatycznego w pdpkt. B pojawiają się również naprężenia tektoniczne powstaje cios ścięciowy na który
może nałożyć się ortogonalny system z pdpkt. E-F.
Gdy w pdpkt. G niemożliwe jest ścinanie powstaje cios odciążeniowy.
Każde piętro strukturalne może mieć zupełnie inny cios (skały były poddane innym palonaprężeniom).
Dużą rolę w powstawaniu spękań może mieć ciśnienie porowe – pękanie hydrauliczne
Płaszczowiny w Karpatach
Karpaty zewnętrzne:
Pieniński Pas Skałkowy
Płaszczowina Magurska
Płaszczowina Śląska
Karpaty wewnętrzne:
Płaszczowiny na obszarze Tatrzańskim polski
Płaszczowina Czerwonych Wierchów
Płaszczowina Giewontu
Płaszczowina Kriżniańska