Opracowanie pytań na tektonikę
1.Co to są dupleksy i jak powstają ?
Są to ciała nasunięte, rozbite w trakcie ruchu na szereg wąskich bloków rozdzielonych powierzchniami poślizgu. Mechanizm powstawania dupleksów, czyli dupleksowanie- każde nasunięcie musi być przestrzennie skompresowane:
- przez sfałdowanie u czoła, złuskowanie itp.,
- przez wyjście powierzchni ruchu na powierzchnię terenu lub dna basenu
Rozwój dupleksu jest związany z rozległymi zasunięciami z odkłucia. Nasunięcie macierzyste towarzyszy warstwie podatnej lub granicy kompleksów o różnej podatności, a poszczególne łuski powstają przez wycięcia z pakietu nasuwającego się .
2.Naprężenie główne, dewiatorowe, ciśnienie litostatyczne
-naprężenie główne są to naprężenia, które działają wzdłuż trzech krawędzi przecięcia płaszczyzn głównych, które stanowią osie naprężeń głównych;
- 3 osiowy stan naprężeń
- 2 osiowy stan naprężeń (odkształcenie płaszczyznowe)
- 1 osiowy stan naprężeń (tylko ściskanie lub rozciąganie)
Dzięki naprężeniom głównym możemy wyznaczyć
-naprężenie dewiatorowe - różnica wartości największego i najmniejszego naprężenia;od tego zależy zniszczenie, naprężenie to powoduje odkształcenia podłużne i poprzeczne; określa się je ogólnym wzorem ;
, ,
-ciśnienie litostatyczne – ciśnienie oddziaływujące na odkształconą próbkę, i jest wytworzone przez ciężar nadkładu skalnego
Interferencja fałdów jest to nałożenie się ruchów fałdowych (wielokrotne deformacje)
Powstają wówczas następujące struktury:
-kopułowa fałdy stojące na fałdach stojących – kopuły w basenach
- grzybowa - fałdy leżące i na nie nałożone fałdy stojące – struktury grzybowate
- zygzakowata - fałdy stojące i nałożone na nie fałdy leżące –osie zanurzone są w tym samym kierunku
4.Struktury linijne
-struktury linijne (lineacja) jest to liniowo-równoległa cecha skały; zawsze występuje na powierzchnii foliacji; linecje: (lineacja odnosi się do liniowych śladów na powierzchni foliacji- lineacja powstaje jako zapis przemieszczenia dwóch bloków.
- intersekcyjna - powstała na skutek przecięcia się co najmniej dwóch struktur planarnych wyrażona przez krawędzie ich przecięcia (równoległa do osi fałdu)
- mineralna – linijne (równoległe) ułożenie ziaren anizotropowych
- krenulacyjna – gdy powierzchnia foliacji jest drobno sfałdowana
- elongacyjna – wynikająca z wydłużenia
- rys ślizgowych – tworzy się na powierzchniach uskokowych lub fałdów (lineacja pokazuje kierunek oraz zwrot przemieszczenia)
- budinowa – warstwa bardziej kompetentna (sztywniejsza) znajduje się w otoczeniu warstw mniej kompetentnych
- mulinowa – powstaje na skutek ściskania warstwy o różnej kompetencji
- lineacja posówcza – sfałdowana warstwa kliważem przez drugą powierzchnię
5.Refrakcja kliważu
-jest to zmiana kąta zapadania kliważu na skutek przejścia kliważu z warstw o mniejszej kompetencji do warstw o większej, ( w warunkach umożliwiających rekrystalizację , płaszczyzny ścinania wewnątrz warstwowego stają się powierzchniami dojrzałej foliacji. Przy zaawansowanym przeobrażeniu foliacja ta nie ogranicza się do jednej warstwy- zróżnicowanie litologiczne zaznacza się większą jej wyrazistością i mniejszym kątem zatarcia w warstwach bardziej plastycznych. W kompleksach jednorodnych zaznacza się refrakcja na granicach między warstwowych, a nawet w obrębie ławic o płynnie zmieniającej się litologii.
6.Jak wyznaczyć kierunek transportu i zwrot w strefie mylonitycznej ?
-strefa mylonityczna jest to strefa plastycznego ścinania. Tworzą się w niej skały, w których składniki są bardziej uporządkowane, czyli występuje więźba. Kierunek i zwrot możemy określić po uporządkowaniu składników (więźbie).
--lepkość – jest współczynnikiem proporcjonalności między wartością obciążenia , a przyrostem odkształcenia w jednostce czasu :
Lepkość zależy od obciążenia - im większe , tym większa lepkość; lepkość zależy również od temperatury oraz ciśnienia otaczającego
- od obciążenia
- od temp.
-od ciśnienia otaczającego
9.Struktury w reżimie nasuwczym :
-struktury kwiatowe
-koński ogon – w wyniku rozciągania (efekt zanikania uskoku)
-uskok transformujący – uskok związany z rozrostem skorupy oceanicznej
10.Czynniki wpływające na geometrię fałdów o tej samej i różnej lepkości
taka sama lepkość – geometria zależy od:
-od miąższości warstw; im bardziej gruba warstwa, tym wygięcie jest mniejsze i fałd jest bardziej otwarty
-od kontrastu warstw - stosunku (A-amplituda, W-promień)
różna lepkość – im większa lepkość, tym fałdy są bardziej wygięte
11.Typy foliacji
- foliacja – płasko-równoległa tekstura w skałach krystalicznych – rozmieszczenie ziaren w sposób warstwowy. Typy:
-foliacja osiowa – równoległa do powierzchni osiowej nowo powstałego fałdu
-foliacja jednorodna – utworzona przez równoległe ułożenie płaskich ziaren mineralnych w skale
-foliacja niejednorodna – utworzona przez pozostałe rodzaje powierzchni nieciągłości:
-kliważ – powierzchnie nieciągłości materii lub struktury
-laminacja – powierzchnie nieciągłości składu mineralnego
12.Czynniki powodujące zjawisko wzmocnienia i osłabienia odkształceniowego
-cykliczne zmiany naprężenia – one mogą spowodować zwiększenie lub zmniejszenie wytrzymałości materiału
13. Wytrzymałość skały na zniszczenie.
Wytrzymałość zależy od :
- zmęczenia dynamicznego (powtarzające się obciążenie i odciążenie wraz ze wzrostem obciążeń cyklicznych powoduje spadek wytrzymałości )
- ciśnienie litostatyczne
- temp. (przyrost na ogół zwiększa podatność ale obniża granicę plastyczności i wytrzymałości )
- płyny porowe ( rozpuszczanie i rekrystalizacja – wzrost podatności na zniszczenia )
- czas
-po bliznach tensyjnych – jeżeli kąt <45- zmniejszenie objętości; jeżeli kąt >45- zwiększenie objętości
-po szwach stylolitowych – ślad po rozpuszczeniu i odprowadzeniu części skały; obecność szwów świadczy o zmianie objętości - materiał rozpuszczony jest usuwany
- kiedy widzimy jakieś przemieszczenie
- zerwanie ciągłości
- kiedy mamy powtórzenie lub opuszczenie jakiejś warstwy(które widzimy w przekroju mapy)
- mineralizacja wg jakiejś strefy( w szczelinach )
- nagła zmiana facji
- kiedy mamy produkty uskokowe (rysy ślizgowe, lustro tektoniczne, zadziory tektoniczne, spękania Riedla, spękania pierzaste, kliważ spękaniowy,
- skarpy uskokowe
- linijne rozmieszczenie np. wycieków
- metody sejsmograficzne
- kryteria geochemiczne- wykonanie zdjęć helowych
- lineamenty ( w podczerwieni )
-struktury ślizgowe z oderwania, z wyorania lub z wycięcia
-ścięcia Ridla – są prostopadłe do powierzchni uskokowej; powstają na skutek pęknięć Ridla – małych pęknięć pod małym kątem do głównego dużego pęknięcia; stopnie Ridla mają taką samą kinematykę jak ruch powierzchni uskokowej
-blizny tensyjne – tworzą się w warunkach ścięciowych i ich nachylenie decyduje o zmianie objętości skały
-uskoki – utworzony przez przerwanie ciągłości skał i przesunięcie roztopionych części wzdłuż powierzchni uskokowej; ze względu na działanie naprężeń uskoki dzielimy na:
-normalne(1σ działa pionowo; 2σ,3σpoziomo),
-odwrócone (3σdziała pionowo; 1σ,2σpoziomo),
-przesuwcze (2σ działa pionowo; 1σ,3σ poziomo );
uskoki pod względem geometrii dzielimy na: podłużne, poprzeczne, skośne, pionowe, poziome, pochylone; ze względu na nachylenie uskoku do warstw dzielimy go na syntetyczny i asyntetyczny
ścięcia Ridla – są prostopadłe do powierzchni uskokowej; powstają na skutek pęknięć Ridla – małych pęknięć pod małym kątem do głównego pęknięcia; stopnie Ridla mają taką samą kinematykę jak ruch powierzchni uskokowej
-blizny tensyjne – tworzą się w warunkach ścięciowych i ich nachylenie decyduje o zmianie objętości skały
-uskoki – utworzony przez przerwanie ciągłości skał i przesunięcie rozspojonych części wzdłuż powierzchni uskokowej; ze względu na działanie naprężeń uskoki dzielimy na: normalne(działa pionowo; ,poziomo), odwrócone (działa pionowo; ,poziomo), przesuwcze (działa pionowo; ,poziomo ); uskoki pod względem geometrii dzielimy na: podłużne, poprzeczne, skośne, pionowe, poziome, pochylone; ze względu na nachylenie uskoku do warstw dzielimy go na syntetyczny i asyntetyczny
17.Izogonowa klasyfikacja fałdów
-izogona – linie łącząca punkty o jednakowym nachyleniu (jest to linia łącząca punkty o stałym kącie upadu na różnych warstwach )
dzielimy je na:
-fałdy cieniejące – w przgubie mniejsza miąższość, na skrzydłach większa – izogony zbieżne
-fałdy równoległe – taka sama miąższość na szkrzydłach i przgubie – izygony równoległe
-fałdy wysmuklone – większa miąższość w przegubie- izogony rozbieżne
18. Na czym polega transpozycja foliacji ?
-transpozycja foliacji jest procesem prowadzącym do reorientacji mechanicznej foliacji
19. Struktury w reżimie przesuwczym
-dupleksy
-struktura wymykowa – wysunięcie części struktury do góry – aby rozładować naprężenia przy ciągłym działaniu kontrakcji
-stos antyformalny – struktura mająca cechy antykliny
-basen – centrum depozycji i basen migrują, dopasowując się do nasunięć, ku zagórzu orogenu
-budiny – tworzą się pod wpływem rozciągania zespołu warstw o różnej podatności; jest to podział ławic mniej podatnych w otoczeniu w otoczeniu podatniejszym na bochenkowe fragmenty, częściowo, lub w całości izolowane od siebie przez materiał podatniejszy. Oriętacja budin w fałdzie jest funkcją układu naprężeń w okresie budionwania- przy układzie typowym najdłuższy wymiar budin jest równoległy do osi fałdu,
-muliony – tworzą się pod wpływem ściskania zespołu warstw o różnej kompetencji; są to półkolumnowe obłe żebra na powierzchniach warstw, rozdzielone wąskimi zagłębieniami, wzdłuż których biegną wychodnie powierzchni kliważu, muliony odnoszą się do danego fałdu a nie do całego regionu (obserwuje się je na powierzchniach warstw o mniejszej podatności i na styku z warstwą podatniejszą )
21. Na czym polega i w jakich warunkach zachodzi dynamiczna rekrystalizacja ?
-dynamiczna rekrystalizacja zachodzi pod wpływem naprężeń przy odpowiedniej temp. (odpowiadającej danemu minerałowi); następuje przemieszczenie się atomów w sieci, jednak nie dochodzi do pęknięć; są tylko plastyczne przejścia w minerale
22. Odkształcenia jednorodne i niejednorodne
-odkształcenie jednorodne – linie proste pozostają proste i równoległe do siebie mimo zmiany kształtu ciała
-odkształcenie niejednorodne – linie pierwotnie proste stają się krzywe w trakcie deformacji; linie nie są do siebie proste ani równoległe jak na początku
23. Różnice między odkształceniami: jednorodne-niejednorodne, rotacyjne-nierotacyjne
-odkształcenie jednorodne – linie proste pozostają proste i równoległe do siebie mimo zmiany kształtu ciała
-odkształcenie niejednorodne – linie pierwotnie proste stają się krzywe w trakcie deformacji; linie nie są do siebie proste ani równoległe jak na początku
-deformacja rotacyjna (ścinanie proste) – osie z postępem odkształcenia będą ulegały rotacji; wszystkie elementy ulegają rotacji w tą samą stronę;
-deformacja nierotacyjna (ścinanie czyste) – rotacja do zgodności z powierzchnią; osie mają ciągle tą samą pozycję w przestrzeni i nie zmieniły swojego położenia; prostopadłe i równoległe obiekty pozostają takie same
24. W jakich warunkach powstają struktury kwiatowe ?
struktury kwiatowe są to struktury, które powstały w wyniku deformacji uskoku przesuwczego. Mogą powstać w wyniku:
-transtensji – ruchu przesuwczo-rozbieżnego, wówczas w wyniku rozciągania tworzy się obniżenie – uskoki zrzutowe normalne – struktury kwiatowe negatywne
-transpersji – ruchu przesuwczo-zbieżnego – pod wpływem ściskania tworzą się nasunięcia – uskoki odwrócone – struktury kwiatowe pozytywne
Negatywny: Pozytywny:
odkształcenie liniowe:
-elongacja:
-wydłużenie liniowe: s=1+e
-wydłużenie kwadratowe:
-eliptyczność:
odkształcenie ścięciowe:
-
26. Od czego zależy wytrzymałość skały ?
od warunków zewnętrznych
- od temperatury – im większa, tym skała szybciej ulega deformacji
- od ciśnienia otaczającego – utwór jest bardziej wytrzymały, im większe jest ciśnienie
- od ciśnienia efektywnego – o nim decyduje zawartość cieczy w skale; woda w skale powoduje spadek jej wytrzymałości
- od izotropowości – obecność anizotropii świadczy o wytrzymałości materiału; gdy kierunek deformacji jest równoległy do kierunku anizotropii to wytrzymałość jest mniejsza
- od przeobrażeń metamorficznych, które są reakcjami chemicznymi – może wystąpić chemiczne osłabienie skały – zmniejszenie jej wytrzymałości
od budowy skały:
- od wielkości ziaren – im bardziej skała drobnoziarnista, tym wytrzymałość większa
- od liczby styków ziaren – im więcej, tym skała bardziej wytrzymała
27. Mechanizmy powstawania fałdów
Mechanizmy powstawania fałdów
-fałdowanie ze zginania – odkształcenie sprężysto-lepkie; przemieszczenia masy skalnej dokonuje się wzdłuż powierzchni międzyławicowych. Towarzyszą im powstawanie uskoków lub spękań
-fałdowanie ze ścinania - powstanie polega na tym, że przemieszczenia mas skalnych dokonują się wzdłuż gęstych powierzchni nieciągłości przecinających uławicenie i mniej więcej równoległych do powierzchni osiowych fałdu
-fałdowanie z płynięcia – płynięcie lepkoplastyczne; występuje w większym lub mniejszym stopniu w każdym procesie fałdowym; prowadzi do zmian miąższości ławic
-przyczyny fałdowania:
-proste ściskanie
-para sił w płaszczyźnie pionowej
-para sił w płaszczyźnie poziomej
-ruchy pionowe i strome
Powstawanie fałdów:
Fałdy- wygięcie warstwy, ławicy lub innego pierwotnego płaskiego elementu strukturalnego wytworzonego wtórnie. Fałdowanie może się dokonać w drodze różnych mechanizmów i niezależnie od tego może mieć różne przyczyny
28. Sposoby propagacji nasunięć
-Tworzy się dzięki występowaniu uskoków ślepych, czyli takich, które nie przecinają powierzchni. Rozwojowi uskoku ślepego towarzyszy rozwijanie fałdu. Dają one wiele systemów uskokowych.
29. Teoria Coulomba-Mohra i Griffitha
-teoria Coulomba-Mohra określa spękania ścięciowe. Określa przy jakich naprężeniach dojdzie do zerwania spójności (kohezji) i tym samym do zniszczenia. Zależność tę wyraża wzór :
-teoria Griffitha - w każdym materiale sprężystym są rozsiane mikroskopijne szczelinki (szczelinki Griffitha). One kontrolują proces zniszczenia. W skałach są to drobne pory, szczelinki między ziarnami Taką szczelinę przybliżamy wydłużoną elipsą. W doświadczeniach obserwuje się rozwój spękania wzdłuż dużej półosi elipsy. Na ostrych końcach występuje strefa spiętrzenia naprężeń. (sT- naprężenia rozciągające działające na obu końcach elipsy)
Im mniejszy promień wpisanego koła, tym większe naprężenie maksymalne
30.Sposoby określania zwrotu młodnienia sfałdowanych warstw paleontologicznie niemych (młodnienie sfałdowanych warstw )
-gradacja ziaren – w normalnym położeniu ziarna większe koncentrują się przy spągu warstwy, natomiast najdrobniejsze przy stropie
-struktury geopetalne – np. występowanie hieroglifów na spągu warstwy
-pęcherzyki gazów – znajdują się w stropie warstwy; powstają w czasie stygnięcia mas; zazwyczaj są to konkrecje
- struktura migdałowcowa
-fałdy pasożytnicze – dzięki nim możemy odróżnić skrzydło normalne od odwróconego. W przypadku skrzydła normalnego fałdy te mają kształt litery Z, natomiast w skrzydle odwróconym mają kształt litery S
-kąt zapadania kliważu – jeżeli kąt zapada stromiej niż warstwowanie jest to skrzydło normalne, natomiast jeżeli kliważ zapada bardziej łagodnie niż warstwowanie, jest to skrzydło odwrócone fałdu
-porfiroklasty – bardziej sztywne materiały podczas deformacji np. fałdowanie ulegają rotacji
-sigmaklasty (nie ma rotacji – cienie ciśnień)
-deltaklasty ( występuje rotacja klastów i foliacji)
-odkształcenie ścięciowe – parametr odkształcenia ścięciowego -
-foliacja
-lineacja
- mikrowięźba (konkretne uporządkowanie)
-mylonit – warstwowana skała, powstała w wyniku dynamicznej rekrystlizacji, (wymaga to wys. Temp.) skała ta jest uporządkowana wewnętrznie – posiada więźbę; powstaje w strefach plastycznego ścinania
-pseudotachylit – skała ze szkliwem, mająca nieregularne kształty. Powstaje na skutek stopnienia skał w strefach uskokowych. W wyniku tarcia wytwarza się duża temp. Po jej obniżeniu powstaje struktura szklista.
-supermylonit – skała metamorficzna, kataklastyczna, utworzona w warunkach bardzo silnego metamorfizmu poprzez proces mylonityzacji ( bardzo wys. Temp i ciśnienie )
-ineterferencja fałdów – jest to nałożenie się ruchów fałdowych. Występuje wielokrotna deformacja i powstają wówczas następujące struktury:
-kopułowa – interferencja fałdów o prostopadłych do siebie osiach fałdów
-grzybowa
-zygzakowata – interferencja fałdów, w których ośrodki biegną w tym samym kierunku
Pod działaniem trwającego nacisku i rekrystalizacji, starsza orientacja może ulec zatarciu, następuje rozczłonkowanie przegubów i całych fałdów na oderwane fragmenty, skrzydła doznają częściowej redukcji, ze sprasowanych i rozpojonych drobnych fałdów kształtują się soczewkowate ciała, a potem laminy o różnym składzie, leżące w płaszczyźnie nowej foliacji
- rekrystalizacja- rekrystalizacja dynamiczna (zachodzi pod naprężeniem) rekrystalizacja statyczna( po ustaniu naprężeń )
- poślizg po granicy ziarn (rotacja kryształów) poślizg zbliźniaczeniowy (jedna część jest lustrzanym odbiciem drugiej), poślizg sieciowy (w obrębie sieci dochodzi do przesunięcia o odległość równą odległości jeden komórki elementarnej – odkształcenie jednorodne)
- rozpuszczanie pod ciśnieniem – stilolityt
- ścinanie czyste (jednorodne odkształcenie nierotacyjne ) na element działają dwie pary sił, osie w przebiegu procesu deformacyjnego nie zmieniają położenia
- ścinanie proste (ścinanie rotacyjne) na element działa jedna para sił przeciwnie skierowanych , dąży do obrotu(rotacji) ścinanego elementu , jeżeli obrót nie jest możliwy ściany elementu doznają odkształcenia
Są to takie fałdy, które powstają w warunkach kruchych, poprzez załamanie, w fyllitach
Kolaps grawitacyjny
Diapiry – wynika z różnicy gęstości skał wyżej i niżej leżących – wysad solny podnosi cięższe warstwy, które leżą na nim
Daki- struktury związane z deformacją, wpływ grawitacji
Fałdki kaskadowe- na zboczach
Rozciąganie, poślizg, poślizg i rozciągnie
Powstają poprzez skrajny stopień wygięcia w warunkach wysokiego upłynnienia (silnie powyginane osie fałdów, które stają się do siebie nie równoległe nawet w sąsiednich formach) mogą powstać również jako rezultat diapiryzmu solnego, w skałach metamorficznych są często produktem translacyjnego przeformowania innych już istniejących struktur fałdowych (np. zmiana starszych fałdów w nowe bardziej powyginane )
Kliważ to gęste równoległe powierzchnie nieciągłości nadające skale oddzielność łupkową
Kliważ dzielimy na :
- kliważ ciągły – złupowacenie typu dachowego
Pod względem morfologicznym dzielimy na
- zwarty
- ze słupkowaniem typu łupków łyszczykowych , fyllitów itp.
- rozstępy
- kliważ rytmiczny – powierzchnie mają skoczny odstęp, rozdzielają je nieskliważowane fragmenty skalne
-krenulacyjny (sfałdowanie pierwotnej tekstury w mikrolitach (dyskretny i strefowy))
- dysjunktywny z przebudową – kształtowanie się mniej więcej równoległych pasemek minerałów blaszkowych , (szorstka i gładka)
- dysjunktywny bez przebudowy – brak nowej orientacji teksturalnej (anostomizujący, stylolitowy, tnący i sigmoidalny)
Reguła V dotyczy interpretacji map geologicznych , śledząc przebieg i kształt linii intesekcyjnych oraz ich stosunek do poziomic terenu jesteśmy w stanie określić, w którą stronę zapada warstwa
złupkowanie to wybitne, penetratywne uporządkowanie płasko-równoległe płaskich, głównie blaszkowych ziarn mineralnych. Niekiedy uporządkowaniu towarzyszy drobna laminacja
Struktury S-C (mylonity S-C) – wskaźnik kinematyczny, dokumentują główne przemieszczenia tektoniczne
Lineacja – liniowo-równoległa cecha skały, widoczna makro- lub mikroskopowo. Może być to cecha petrograficzna (np. lineacja mineralna), tektoniczna(np. osie drobnych fałdów) i sedymentacyjna (np. ślady wleczenia)
Są to uskoki w obrębie basenu sedymentacyjnego lub na jego brzegach, czynne podczas jego wypełniania przez osady. Uskoki te spełniają ważną rolę w obniżaniu i wewnętrznym różnicowaniu den basenów, wpływając radykalnie na stosunki sedymentacyjne.
Cechy tych uskoków:
- wyraźnie większa miąższość tych samych warstw w skrzydle zrzutowym lub nawet brak pewnych warstw w skrzydle wiszącym )
- częste zaburzenia syndepozycyjne osadu, zwłaszcza w skrzydle zrzuconym – brekcje, struktury osuwiskowe, sejsmity,
- gwałtowne kontrasty facjalne
-zwykle niewielkie nachylenie nawet 20- 50 stopni, na ogół zwrócone ku centrum basenu
Rozwija się łatwo w ośrodkach plastycznych i w horyzontach o wysokim ciśnieniu porowym (dehydratacja smektytu), Uskoki synsedymentacyjne są ważne z praktycznego punktu widzenia, gdyż często stwarzają doskonałe warunki dla migracji węglowodorów i dla uwięzienia ich złóż