Nyírózóna

A nyírózóna a tektonikus diszkontinuitás jelentős területe a földkéregben és a felső köpenyben . Létrehozásuk nem homogén deformációs folyamatra vezethető vissza , amelynek energiája lapos vagy kissé ívelt törésfelületekre koncentrálódik. A (kéreg) közötti területeket a nagyobb deformációk viszonylag nem érintik. A környező merevebb közeg nyírómozgásai miatt forgásirányú, nem koaxiális komponens indukálható a nyírási zónákban. Mivel ezek a folytonosságok általában különböző mélységeken haladnak át, a különböző kőzetek széles skáláját hozzák létre . Nyírási zónákban fordulnak elő a Föld felszínén, mint frakcionált tektonikai hibák .

Általános bevezető

A deformáció változásának sematikus ábrázolása egy nyírási zónában a kéreg mélységének növekedésével. Fent: csak frakcionális alakváltozás (megfelel a vetemedésnek ). Közép: plasztikus és törékeny alakváltozás. Alul: csak képlékeny alakváltozás (megfelel egy alakítható nyírási zónának). A deformációs mezőt és a nyírófeszültség-eloszlást sematikusan mutatjuk be.

A nyírási zóna egy nagyon erős (nagy deformációs sebességű) deformációjú terület, amelyet sokkal kisebb véges deformációjú kőzetek vesznek körül. Hosszúságuk és szélességük aránya nagyobb, mint 5: 1.

A nyírási zónák a geológiai struktúrák széles kontinuumát alkotják . A törékeny nyírási zónáktól ( hibáktól ) a törékeny-képlékeny nyírási zónákon és a képlékeny-törékeny nyírási zónákon át a tisztán alakítható nyírási zónákig terjednek . A törékeny nyírási zónákban a deformáció egy keskeny törésfelületre koncentrálódik a szomszédos kőzettömbök között, míg a alakítható nyírózónákban a deformáció egy szélesebb területen nyúlik el, és a deformálatlan tömbök között folyamatosan változik az ereje. A kontinuum e két végösszekötője között a törékeny-képlékeny és a képlékeny-törékeny nyírási zónák közbülső szakaszait közvetítik, amelyek a két végösszekötő vegyes formáját képviselik.

Ez a szerkezeti kontinuum a földkéreg különböző deformációs mechanizmusait tükrözi - a törékeny törésdeformációtól a felszínen vagy annak közelében vagy a növekvő mélységű , képlékeny, viszkózus áramlásig. A törékeny-képlékeny átmeneti zóna elérésekor először beindulnak a képlékeny alakváltozási mechanizmusok . Az átmenet nem következik be hirtelen, hanem egy szélesebb mélységtartományban oszlik el, amelyben a törékeny törés és a képlékeny áramlás együttesen fordul elő. Ennek legfőbb oka a kéreg területén található kőzetek szerkezetében rejlik, amelyek általában több különböző ásványi anyagból állnak, eltérő deformációs viselkedéssel. Például a kvarc képlékeny viselkedése jóval korábban (azaz alacsonyabb hőmérsékleten) beáll, mint a földpátoké . A kőzettan, a szemcseméret és az adott szerkezet különbségei következésképpen eltérő reológiai viselkedést határoznak meg . De a tisztán fizikai tényezők is befolyásolják a törékeny-képlékeny átmenetet:

Scholz modellje szerint a kvarcból és a földpátokból álló kéreg (Kaliforniának déli részére jellemző geotermikus gradienssel) mintegy 11 kilométeres és 300 ° C-os mélységben alakítható képlékeny alakváltozási mechanizmusokba. Az átmeneti zóna ezután körülbelül 16 kilométeres mélységig nyúlik le, az ott uralkodó hőmérséklet 360 ° C körül mozog. 16 kilométer alatt csak a képlékeny alakváltozás fordul elő.

A szeizmogén zóna , vagyis az a mélységtartomány, amelyben a rendes földrengések bekövetkeznek, továbbra is a törékeny területre, az úgynevezett skizoszférára korlátozódik . Az átmeneti zóna átlépése után ezt követi a plasztoszféra . A seismogenic réteget jellemzi valós cataclasites . Általában 4-5 kilométeres mélységben kezdődik egy felső stabilitási átmenet alatt . Aligha lehet valamilyen remegés forrása fölötte. Ezután a szeizmogén réteg 11 kilométeres mélységig terjed. A nagy földrengések azonban egészen a föld felszínéig és az átmeneti zónáig, néha akár a plasztoszféráig is megtörhetnek.

Jellegzetes sziklák

A nyírási zónákban zajló deformációs folyamatok felelősek a különböző szerkezetek és ásványi összetételek kialakulásáért. Ezek tükrözik a deformáció során uralkodó nyomás- és hőmérsékleti viszonyokat (pT útvonal), és dokumentálják a mozgásérzetet, az áramlási viselkedést és a deformációk sajátos időrendjét. A nyírási zónák ezért nagy jelentőséggel bírnak a terránok geológiai történetének megértésében .

A mélység növekedésével általában a következő típusú kőzetekkel találkozunk a nyírási zónákban:

Mind a törésvonalakat, mind a kataklazitákat a törékeny, földrengést előidéző ​​hibák kopása okozza .

Az első mylonitok akkor jelennek meg, amikor az átmeneti zónában elkezdődik a képlékeny alakváltozás viselkedése. Ezek a ragasztó (kopási folyamatok Engl. Adhezív kopás ) alakult ki. A pszeudotachilitek az átmeneti zónában is fejlődhetnek, de a zöld pala pala állapotának elérésekor eltűnnek , így végül csak a mylonitok találhatók meg. A csíkos gneisz kiváló minőségű mylonitok a képlékeny nyírási zónák legalacsonyabb mélységéből.

A mozgás iránya és mozgásérzete a nyírási zónákban

A nyírási zónák (jobb vagy bal) mozgásérzéke makroszkopikus és számtalan mikroszkopikus szerkezet alapján határozható meg. A fő mutatók a páncél (hevederek, barázdák és ásványi anyagok növekedése), valamint a kiterjesztés és az ásványi vonalak. Megmutatják a mozgás irányát. A mozgásérzet ezután meghatározható a szerkezetek, például a rétegek vagy a folyosók eltolásával . A síkbeli struktúrák (szétterjedés), például a rétegződés vagy a fóliázás a nyírózóna irányában is megbízható mozgásmutató.

Lépcsőzetes Fiederspaltensysteme jellemző képlékeny-rideg nyírási zónák, és vestibularis redők (Engl. Köpeny redők ) egyaránt makroszkopikus mozgást mutató.

A mikroszkopikus indikátorok között a következő struktúrákat lehet megemlíteni:

A nyírási zónák szélessége és az eredményezett oldalirányú eltolás

Az egyes nyírózónák szélessége szemcsemérettől kilométerig változhat. A teljes kéregterületen átnyúló nyírási zónák szélessége legfeljebb 10 kilométer. A rajtuk bekövetkezett oldalirányú eltolás több tíz kilométertől több mint száz kilométerig terjed.

A törékeny nyírási zónák (hibák) általában mélységgel szélesednek. Ugyanez a hatás érhető el az oldal eltolásának növelésével is.

A deformáció lágyulása és a képlékeny viselkedés

A nyírási zónák jellemzője a deformáció megnövekedett üteme, amely azonban a szikla korlátozott területére korlátozódik. Tehát a kőzet egyáltalán élénken reagálhat ezen a területen, egyfajta must Deformationserweichung (angolul törzslágyulás ) történt. A kőzet lágyulásához a következő folyamatok járulhatnak hozzá:

  • Szemcseméret-csökkentés.
  • Geometriai lágyulás.
  • reakcióval kapcsolatos lágyulás.
  • folyadék okozta lágyulás.

A alakíthatóság növekedésének törésmentesség nélkül kell történnie a folyamatos áramlási deformáció biztosítása érdekében. A következő deformációs mechanizmusok biztosítják ezt (szemcseméret szinten):

  • Diffúziós kúszó (különféle típusok).
  • Dislokációs kúszás (különféle típusok).
  • Szintektonikusan előforduló átkristályosítások.
  • Nyomtatási megoldási folyamatok.
  • Szemcsehatár elmozdulások (szuperplaszticitás) és szemcsehatárterületek csökkentései.

Nyírási zónák előfordulása és példái

A kaliforniai San Andreas-törés, a jobb oldali jobbra toló nyírási zóna

Mivel a nyírási zónák nagyon mélyre nyúlhatnak , minden metamorf fáciesben megtalálhatók . Törékeny nyírási zónák (hibák) mindenütt jelen vannak a felső kéregben. A képlékeny nyírási zónák a zöld pala területén kezdődnek, ezért metamorf terránokhoz vannak kötve.

A nyírási zónák a következő geotektonikus helyzetekben fordulnak elő:

  • Tágulás alatt keletkező zavarok - többé-kevésbé vízszintesen:
    • Nyírások (pl. Metamorf magkomplexumokon)

A nyírási zónák nem kötődnek sem kőzettípushoz, sem pedig egy meghatározott időszakhoz. Általában nem egyenként jelennek meg, inkább fraktál , összekapcsolt hálózatokat alkotnak , amelyek képzésük során információkat nyújtanak a terepen uralkodó mozgásérzetről.

Jó példa az oldalirányú elmozdulás-típusú nyírási zónák a Dél Armorican Shear Zone, valamint az Észak-Armorican Shear Zone a Bretagne és a North anatóliai hiba a Törökországban . Shear zónái Transform típusú a Holt-tenger hiba az Izrael , a San Andreas Fault in California , és az alpesi Fault in New Zealand . A mennyezet típusára példa a Skócia északnyugati részén található Moine Thrust . A medián zóna a Japánban egy fosszilis szubdukciós zóna. A központi komplex típusú nyírások nagyon gyakoriak Kalifornia délkeleti részén; B. a Whipple Mountain különítmény hibája . A hatalmas, egymással összefüggő nyírási zónák példája a Borborema nyírási zóna Brazília északkeleti részén .

fontosságát

A nyírási zónák fontossága a méretükben rejlik. Ezek a gyenge zónák általában a teljes kéregterületen átmennek a Moho-ig, és akár a felső palástig is eljuthatnak. A nyírási zónák nagyon hosszú ideig mozoghatnak, ezért gyakran több olyan szakaszot mutatnak, amelyek időben átfedik egymást. Az anyag szállítható felfelé vagy lefelé a nyírási zónákban. A legfontosabb reagens itt kétségtelenül a víz , amellyel sokféle oldott ion kering a gyenge zónákon keresztül. Jelentős következmény a metasomatikus változás a gazda kőzetekben. A felső köpenyben még a kőzetek metasomatikus dúsulása is végső soron nyírási zónákra vezethető vissza.

Nyírási zónákban befogadására gazdaságilag értékes Ásványosítás a legjobb példa erre a jelentős arany betétek a prekambriumtól , amelyek többnyire közvetlenül kapcsolódó nyírási zónák (példák: aranybányák a Superior Craton , Kanada és az Yilgarn Craton a Western Australia ).

irodalom

  • Cornelis W. Passchier, Rudolph AJ Trouw: Mikrotektonika. Springer, Berlin és mtsai., ISBN 3-540-58713-6 .
  • John G. Ramsay, Martin I. Huber: A modern szerkezeti geológia technikái. 2. kötet: Ráncok és törések. Academic Press, London és mtsai 1987, ISBN 0-12-576902-4 .
  • Christopher H. Scholz: A földrengések mechanikája és a hibák. Cambridge University Press, Cambridge et al., 1990, ISBN 0-521-33443-8 .

Egyéni bizonyíték

  1. ^ John G. Ramsay, Martin I. Huber: A modern szerkezeti geológia technikái. 2. kötet: Ráncok és törések. Academic Press, London és mtsai 1987, ISBN 0-12-576902-4 .
  2. ^ Christopher H. Scholz: A földrengések mechanikája és a hibák. Cambridge University Press, Cambridge et al., 1990, ISBN 0-521-33443-8 .