Grm – grawitacyjne ruchy masowe

-zachodzą na lądach i pod wodą na stokach o kącie nachylenia od mniej niż 1 stopień do kilkudziesięciu stopni

- mają różne temp i zasięg pionowy oraz poziomy

- odpowiedzialne za redepozycję znaczących ilości materiału

- uruchamianie są po przekroczeniu

Kąt naturalnego zsypu

Zależy od:

- uziarnienia osadu, wysortowania, obtoczenia

- wilgotności osadu

Czynniki warunkujące ruchy masowe:

-nachylenie stioku – największy wpływ

-rodzaj i ułożenie skał/osadów

-klimat – decyduje o obecności wody w podłożu (zwiększenie ciężaru zwietrzeliny i przyspieszenie jej ruchu, woda może tworzyć też pow. poślizgu)

-tektonika

Przyczyny GRM

1. Zakłócenie równowagi stoku, wskutek:

- zestromienia stoku

- podcięcia stoku przez np. wody płynące, falowanie, drogę itp.

- zwiększenie ciężaru osadu deponowanego na stoku

- nadmiernego nawodnienia zwietrzeliny/skał

2. czynniki zewnętrzne tzw. Spustowe

- wstrząsy, trzęsienia ziemi

- erupcje wulkanu

Jakie utwory są podatne na GRM?

Np. osady drobnoziarniste (iły, muły) szybko deponowane w war podwodnych (np., delty, skłony kontynentalne)

Czynnikiem decydującym o wytrzymałości takiego osadu na ścinanie jest ciśnienie wody porowej . Jego wzrost może być spowodowany:

- zwiększeniem ciężaru nadkładu

- zwiększeniem nasycenia osadu wodą

- przebudową układu ziaren w osadzie

Spadek porowatości -> wzrost ciśnienia porowego -> spadek wytrzymałości na ścnianie (nawet do zera, osad ulega upłynnieniu)

Klasyfikacja GRM:

(ze względu na stopień dezintegracji przemieszczanego materiału!)

1. obrywy skalne

2. spełzywanie

3. ześlizgiwanie

4. osuwanie

5. grawitacyjne spływy osadu (spływy cieczy w większości nienewtonowskich

1. obrywy i lawiny skalne

obrywy – strome stoki bez szaty roślinnej

lawiny – lawinowo rozwijający się proces obrywania + uruchamianie luźnego rumoszy skalnego na stoku

Produkty:

Stożek usypiskowy

Piarg

Rumowisko skalne

- pow nachylona stromo (40-40 stopni)

-materiał skalny kanciasty, frakcja głazowa, materiał piaszczysto-ilasty nieobecny

2. Spełzywanie – powolne, rozciągające deformacje wskutek długotrwałego obciążania nie powodującego ścinania

Przyczyny:

Char:

-ląd

-b. powolne: v < 1 cm/rok

- zaw. wody mała <20%

- podłoże podatne: łupki, iły, gleba

- efekt: plastyczne odkształcenia skał: wypukłości, nabrzmienia, wygięcia warstw skalnych

3. Ześlizgiwanie – zsuwanie skał lub półskonsolidowanych osadów wzdłuż płaszczyzn odkłucia

Przyczyny:

4. osuwanie – Zsuwanie masy osadów po pow. ścięcia.

Struktura pierwotna osadów w dużym stopniu zaburzona

Ląd: górzysty tereny z gęstą szatą roślinną (strefa gorąca) lub stoki na obszarach aktywnych tektonicznie

Morze: delty, kaniony podmorskie, skłony kontynentalne

Przyczyny: wymienione + obfite deszcze

Najpowszechniejsze na lądzie -> osuwanie gleby (z reguły po obfitych opadach, małe i płytkie)

Nisza osuwiskowa

Koluwium osuwiskowe – osad z osuwania

-kopalne koluwium osuwiskowe tworzy łapicę z widocznymi strukturami deformacyjnymi tkwiącą pomiędzy dwoma warstwami o niezabuczonej skrukturze wewnętrznej

- styl deformacji w obrębie koluwium zmienia się przestezennie w zależności od:

* rodzaju osadu

* stopnia nawodnienia

* miąższości koluwium

* odległości, na jaką odbywał się transport

- struktury deformacyjne char. Dla osadów osuwisk:

*przemieszczeniowe: fałdy, nasunięcia, mikrouskoki

*odwodnieniowe: struktury iniekcyjne (wulkanu błotne, żyłki klastyczne

*obciążeniowe:

5. Grawitacyjne spływy osadów

Ciecz newtonowska – woda, powietrze

Płynąca woda wprawia w ruch transportowany przez nią materiał!

Mechanizm podtrzymującym ziarna jest turbulencja wody, osad i woda stanowią oddzielne fazy podczas transportu

Koncentracja osadu jest < 20% obj.

Mechanizm transportu: Ciecz napędzana przez zawarty w niej osad (zawiesinię), który porusza się po stoku pod wpływem grawitacji!

Rodzaj spływu zależy od reologii mieszaniny, a ta zależy od:

-kohezyjności mieszaniny

- koncentracji osadu (% obj.)

- mechanizmu podtrzymującego ziarna

- czasu trwania i prędkości spływu

Ale: ta sama mieszanina będzie zachowywała się inaczej w wodzie i na lądzie

Wiele klasyfikacji – te same terminy mogą znaczyć co innego

Podst. Middelton i Hampton

Współćzeniśnie:

Spływy kohezyjne –

V Koncentracja materiału kohezyjnego: ok 10% obj.

Spływy niekohezyjne

V Koncentracja zawiesiny: < 9% obj.

Prądy zawiesinowe

1. Spływy kohezyjne

Mechanizm – ziarna fazy rozproszonej (żwir + piasek) podtrzymywanie w zawiesinie przez kohezję fazy rozproszonej (ił, muł)

Model ciała plastycznego Binghama

Wytrzymałość f. rozpraszającej na ścinanie jest b. niska -> spływy płyną prawie bez tarcia wewnętrznego

Ruch trwa dopóki składowa ścinająca siły ciężkości jest > od siły oporu wywołanych lepkością masy spływu

Lepkość rośnie wskutek utraty wody i prędkości spływania

Gdy działające siły równoważą się -> zamrożenie spływu

Kąt nachylenia stoku:

- w war podwodnych: od 1 -2 stopni

- na lądzie: stoki bardziej stropme obciążone rumoszem lub pokryte grubą warstwą gleby

Przyczyny: trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów i dodatkowo:

- na lądzie: ulewne deszcze, gwałtowne roztopy

- w war. Podwodnych: gwałtowna depozycja, sztormy, uwolnienie gazu

Rodzaje spłyuwów kohezyjnych:

-spływy mułowe/błotne (mud flow) – matriks > 70%

-spływy rumoszu/gruzowe (debris flow) – matriks < 70%

*olistostromy – przeważa materiał gruboziarnisty

-lahary – spływy kohezyjne na stokach wulkaców zawierające w swoim składzie głównie materiał wulkanoklastyczny

Cechy teksturalno-strukturalne debrytów:

-strop ławic – często uzbrojony

-spąg ławic – najczęściej nieerozyjny

-rozproszony szkielet ziarnowy

- b. złe wysortowanie osadu – bi- do polimodalnego rozkładu uziarnienia

- osady masywne, bezstrukturalne, rzadko – uzarinienie frakcjonalne odwrotne

Debryt – osad spływu rumoszu

2. Spływy Kolizyjne

Mechanizm: ziarna podtrzymywane w zawiesinie przez ciśnienie dyspersyjne będące wynikiem kolizji międzyziarnowych.

Kąt nachylenia stoku: w war podwodnych i na lądzie min.: 30 stopni

Przykład: lawinowe osypywanie piasku (zawietrzne stoki wydm)

Cechy teksturalno-strukturalne osadów spływów kolizyjnych:

-osady piaszczysto-żwirowe (brak lub znikome ilości iłu)

- Strop: piaski

-Łąwice: masywne bezstrukturalne, często grube

-otoczaki

3. Spływ upłynnionego materiału

Machanizm: ziarna podtrzymywane w zawiesinie przez ciś dyspersyjne wody porowej i turbulencję.

Depozycja zachodzi wskutek utraty wody porowej, która stopniowo wyciskana jest z dolnych partii spływu.

Cechy teksturalno-strukturalne osadów spływów upłynnionego materiału:

-dobrze wysortowanie piaski i pyły

Osady grubsze – zbyt przepuszczalne

Domieszka iłu - upłynnienie uniemożliwione przez siły kohezji

-ławice ostro odgraniczone od otoczenia

-Struktury w obrębie ławicy:

*strukt ucieczkowe wody

* laminacja konwolutna związana z ucieczką wody

* słabo zaznaczona gradacja ziaren najgrubszych

-Spąg: struktury obciążeniowe, pojedyncze erozyjne

4. Prądy zawiesinowe

Stanowią odmianę prądów gęstościowych

Zachodzą tylko pod wodą!

Prąd zawiesinowy – różnica gęstości wynika z obecności osadu

Kąt nachylenia stoki – nie ma znaczenia

Źródłą zawiesiny:

- uruchamiana przez jakieś impulsy (np. wstrząc sejsmiczny)

- wzbudzana przez osuwiska i ześlizgi

- dostarczana przez rzeki lub generowana przez sztormy

Mechaznim: ziarna utrzymywane w zawiesinie przez turbulencję.

Autosuspensja (samounoczenie) – Bagnold

-Uruchomiona zawisinea spływa w dół stoku pod działaniem Fg

-ruch zawisieny powoduje powstanie turbulencji

-turbulencja przeciwdziała opadaniu ziaren

- prąd płynie aż do utraty (wskutek oporów tarcia) uzyskanej na stoku energii

Czoło prądu zawiesinowego

- poprzeczne fale lub wały migrujące w górę prądu

- nieregularne

Rozpraszanie prądu zawiesinowego:

-Ciągłe dostarczanie zawiesiny do fal migrujących w górę prądu -> v przepływu w środkowych partiach prądu > niż w czasie

-Spadek gęstości prądu w wyniku mieszania z wodą otaczającą -> osłabienie siły napędowej prądu oraz zmniejszenie zagęszczenia

-Spadek zdolności transportowej -> depozycja niesionego materiału

Osad prądu zawiesinowego: turbidyt

Gdy utrata prędkości prądu zawiesinowego następuje powoli tworzą się kompletnie 5-cio członowe sekwencje osadów o określonych strukturach, tzw. Sekwencja Boumy: (ważne!)

-Te - bezstrukturalne

-Td – laminacja płaska pozioma

-Tc – laminacja przekątna riplemarkowa, falista lub konwolutna

-Tb – laminacja płaska pozioma (zw. Z górnym płaskim dnem)

-Ta – masywne lub uziarnione frakcjonalne normalnie (tworzy się w pierwszej fazie osłabiania prądu)

W spągu hieroglify prądowe i narzędziowe

Ta – Tb – piasek + żwir

Tc – Td – piasek + pył

Te – muł

Pełne sekwencje Boumy są b. rzadkie. Częściej występuje sekwencje pozbawione niektó®ych członków. Kompletność zależy od:

- początkowej gęstości prądu zawiesinowego

- osiągniętej prędkości

- szybkości hamowania prądu

- odległości miejsca depozycji od obszaru źródłowego

Rozkład prędkości i koncentracji materiału w prądzie

Jeżeli zawiesina została wygenerowana przez fale sztormowe i wyniesioan w postaci prądu zawiesinowego poniżej sztormowej podstawy falowania i tam zdeponowana ->

tempestyt dystalny~ turbidyt dystalny

5. Fluksoturbidyt

Mechanizm: skomplikowany i nie do końca wyjaśniony

Inne cechy ławic:

- zmienna miąższość, często wyklinowują się i tworzą soczewkowate ciałą

-częsta amalgamacja dolnych części ławic

-spąg: zazwyczaj erozyjny + pogrąży, hieroglify wleczeniowe

- miąższość grn cz ławicy << miążsozści dolnej cz. Łąwicy

Flisz –

Studer (1827) : grube serie osadowe składające się z na przemian leżących piaskowców, mułowców i łupków w Alpach – pierwotnie termin miał znaczenie ściśle litologiczne

Współcześnie: flisz to zespół osadów terygenicznych powstających w stosunkowo głębokich basenach morskich przy znacznym o ile nie dominującym, udziale prądów zawiesinowych oraz innych spływów grawitacyjnych