Kesme bölgesi

Bir kayma bölgesi , yer kabuğunda ve üst mantoda önemli bir tektonik süreksizlik alanıdır . Oluşumları , enerjisi düz veya hafif eğimli fay yüzeylerinde yoğunlaşan homojen olmayan bir deformasyon sürecine kadar izlenebilir . Aradaki (kabuklar) alanlar, daha büyük deformasyonlardan nispeten etkilenmez. Çevreleyen, daha sert ortamın kesme hareketleri nedeniyle, kesme bölgelerinde rotasyonel, koaksiyel olmayan bir bileşen indüklenebilir. Bu süreksizlikler genellikle farklı derinliklerden geçtiği için çok çeşitli farklı kayalar oluştururlar . Kesme bölgeleri, dünya yüzeyinde fraksiyonel tektonik faylar olarak oluşur .

Genel Tanıtım

Artan kabuk derinliği ile bir kesme bölgesindeki deformasyondaki değişimin şematik gösterimi. Yukarıda: sadece kesirli deformasyon (bir çarpıklığa karşılık gelir ). Orta: plastik ve kırılgan deformasyon. Alt: sadece plastik deformasyon (sünek bir kesme bölgesine karşılık gelir). Deformasyon alanı ve kayma gerilmesi dağılımı şematik olarak gösterilmiştir.

Kayma bölgesi, çok daha az sonlu deformasyona sahip kayalarla çevrili çok güçlü bir deformasyona (yüksek deformasyon oranına sahip ) bir alandır . Uzunluk-genişlik oranı 5: 1'den fazladır.

Kesme bölgeleri, geniş bir jeolojik yapı sürekliliği oluşturur . Kırılgan kesme bölgelerinden ( faylar ) kırılgan-sünek kesme bölgelerine ve sünek-kırılgan kesme bölgelerine , tamamen sünek kesme bölgelerine kadar çeşitlilik gösterirler . Gevrek kesme bölgelerinde, deformasyon, bitişik kaya blokları arasındaki dar bir kırılma yüzeyinde yoğunlaşırken, sünek kesme bölgelerindeki deformasyon daha geniş bir alana yayılır ve deforme olmayan bloklar arasında mukavemet açısından sürekli olarak değişir. Sürekliliğin bu iki uç bağlantısı arasında, iki uç bağlantının karışık formlarını temsil eden kırılgan-sünek ve sünek-kırılgan kesme bölgelerinin ara aşamalarına aracılık eder.

Bu yapısal süreklilik, yer kabuğundaki çeşitli deformasyon mekanizmalarını yansıtır - yüzeydeki veya yakınındaki kırılgan kırılma deformasyonundan derinliği artan sünek, viskoz akışa kadar. Tüm gevrek-sünek geçiş bölgesi ulaşıldığında , plastik deformasyon mekanizmaları ilk kez olarak ayarlayın. Geçiş aniden gerçekleşmez, ancak gevrek kırılmanın ve sünek akışın birlikte meydana geldiği daha geniş bir derinlik aralığında dağıtılır. Bunun temel nedeni, genellikle farklı deformasyon davranışına sahip birkaç farklı mineral türünden oluşan kabuk bölgesindeki kayaların yapısında yatmaktadır. Örneğin, kuvarsın sünek davranışı feldispatlarinkinden çok daha erken (yani daha düşük bir sıcaklıkta) oluşur . Litoloji, tane boyutu ve verilen yapıdaki farklılıklar sonuç olarak farklı bir reolojik davranışı belirler . Ancak tamamen fiziksel faktörler de kırılgan-sünek geçişi etkiler:

Scholz'un modeline göre, kuvars ve feldispatlardan (Güney Kaliforniya'ya özgü jeotermal gradyanlı) oluşan bir kabuk, yaklaşık 11 kilometre ve 300 ° C derinlikte sünek deformasyon mekanizmalarında yer alır. Geçiş bölgesi daha sonra yaklaşık 16 kilometre derinliğe kadar uzanır, buradaki hakim sıcaklık 360 ° C civarındadır. 16 kilometrenin altında yalnızca tamamen sünek deformasyonlar meydana gelir.

Sismojenik bölgesi , yani olağan olan derinliği aralığı deprem meydana kırılgan alanı, olarak adlandırılan sınırlı kalır schizosphere . Geçiş bölgesini geçtikten sonra plastosfer takip eder . Sismojenik tabaka gerçek ile karakterize edilir değişen kataklazitler . Genellikle bir üst stabilite geçişinin 4 ila 5 kilometre altındaki bir derinlikte başlar . Neredeyse herhangi bir titreme kaynağı bunun üzerinde belirlenemez. Sismojenik katman daha sonra 11 kilometre derinliğe kadar uzanır. Bununla birlikte, büyük depremler dünyanın yüzeyine ve geçiş bölgesine, hatta bazen plastosfere kadar parçalanabilir.

Karakteristik kayalar

Kesme bölgelerinde meydana gelen deformasyon süreçleri, farklı yapıların ve mineral bileşimlerinin oluşumundan sorumludur. Bunlar, deformasyon sırasında hakim olan basınç ve sıcaklık koşullarını (pT yolu) yansıtır ve ayrıca ilgili hareket hissini, akış davranışını ve deformasyonların belirli kronolojik sırasını belgeler. Bu nedenle makaslama bölgeleri, teranların jeolojik tarihini anlamak için büyük önem taşımaktadır .

Tipik olarak, derinlik arttıkça kesme bölgelerinde aşağıdaki kaya türleri ile karşılaşılır:

Hem fay hatları hem de kataklazitler, kırılgan, deprem oluşturan faylardaki aşınmadan kaynaklanır .

İlk milonitler, geçiş bölgesinde sünek deformasyon davranışı başladığında ortaya çıkar. Bunlar cinsindendir yapıştırıcı (aşınma süreçleri Engl. Yapıştırıcı aşınma ortaya). Pseudotachylites, geçiş bölgesinde de gelişebilir, ancak yeşil kayrak yüz koşullarına ulaşıldığında ortadan kaybolur , böylece sonuçta yalnızca milonitler bulunur. Çizgili gnayslar, sünek makaslama zonlarının en düşük derinliklerinden yüksek dereceli milonitlerdir.

Kesme bölgelerinde hareket yönü ve hareket duygusu

Makroskopik ve sayısız mikroskobik yapı temelinde kayma bölgelerindeki (sağ veya sol) hareket duygusu belirlenebilir. Ana göstergeler zırh (şeritler, oluklar ve mineral büyümesi) ve ayrıca uzama ve mineral doğrusaldır. Hareketin yönünü gösterirler. Hareket duygusu daha sonra katmanlama veya koridorlar gibi yapılar üzerindeki dengeleme vasıtasıyla belirlenebilir. Kesme bölgesi yönünde katmanlaşma veya yapraklanma gibi düzlemsel yapıların bükülmesi (yayılma) da güvenilir bir hareket göstergesidir.

Çapraz Fiederspaltensysteme yumuşaktan kırılgan kırılma bölgeleri karakteristik ve vestibüler kıvrımlar (Engl. Kılıf kıvrımları ) eşit makroskopik hareket göstergesidir.

Aşağıdaki yapılar mikroskobik göstergeler arasında gösterilebilir:

Kayma bölgelerinin genişliği ve sonuçta ortaya çıkan yanal kayma

Ayrı kayma bölgelerinin genişliği, tane boyutundan kilometreye kadar değişebilir. Tüm kabuk alanı boyunca uzanan kesme bölgeleri 10 kilometreye kadar genişliğe sahiptir. Onlarda meydana gelen yanal kayma, onlarca kilometreden yüz kilometreye kadar değişir.

Kırılgan kayma bölgeleri (faylar) genellikle derinlikle genişler. Aynı etki, yanal kaymanın artırılmasıyla da elde edilir.

Deformasyon yumuşatma ve sünek davranış

Kayma bölgelerinin ayırt edici özelliği, artan bir deformasyon hızıdır, ancak bu, kayadaki sınırlı bir alanla sınırlı kalır. Böylece kaya bu alanda hiç canlı bir şekilde tepki verebilir, bir tür Deformationserweichung (Engl. Strain yumuşatma ) oluşması gerekir. Aşağıdaki işlemler kayanın yumuşamasına katkıda bulunabilir:

  • Tane boyutunu küçültme.
  • Geometrik yumuşama.
  • reaksiyona bağlı yumuşama.
  • sıvı kaynaklı yumuşatma.

Sürekli akış deformasyonunu sağlamak için süneklikte bir artış kırılma davranışı olmadan gerçekleşmelidir. Aşağıdaki deformasyon mekanizmaları (tane boyutu seviyesinde) bunu sağlar:

  • Difüzyon sünmesi (çeşitli tipler).
  • Çıkık sünme (çeşitli tipler).
  • Sözdizimsel olarak meydana gelen yeniden kristalleşmeler.
  • Çözüm süreçlerini yazdırın.
  • Tane sınırı yer değiştirmeleri (süperplastisite) ve tane sınırı alanı azalmaları.

Kayma bölgelerinin oluşumları ve örnekleri

California'daki San Andreas Fayı, büyük bir sağ taraftaki kayma bölgesi

Makaslama zonları çok derinlere ulaşabildikleri için metamorfik fasiyelerin tamamında bulunurlar . Üst kabukta her yerde kırılgan kayma bölgeleri (faylar) mevcuttur. Sünek kesme bölgeleri yeşil arduvaz alanında başlar ve bu nedenle metamorfik arazilere bağlıdır.

Kesme bölgeleri aşağıdaki jeotektonik durumlarda oluşur:

  • Sıkıştırma altında oluşan rahatsızlıklar - aşağı yukarı yatay:
  • Genişleme altında oluşan rahatsızlıklar - aşağı yukarı yatay:
    • Kesme (örneğin metamorfik çekirdek kompleksleri üzerinde)

Kesme bölgeleri ne bir kaya türüne ne de belirli bir zaman dilimine bağlıdır. Genellikle tek başlarına görünmezler, daha ziyade , eğitimlerinde bir arazide hakim olan hareket duygusu hakkında bilgi sağlayan fraktal , birbirine bağlı ağlar oluştururlar.

Yanal iyi örnekleri deplasman tipi makaslama zonları olan Güney Armorikan Kesme Bölgesini, hem de Kuzey Armorikan Kayma Bölgesini de Brittany ve Kuzey Anadolu Fay içinde Türkiye . Transform tip kayma bölgeleri olan Ölü Deniz Fay içinde İsrail , San Andreas Fayı içinde Kaliforniya ve Alp Fayı içinde Yeni Zelanda'da . Tavan tipine bir örnek, İskoçya'nın kuzeybatısındaki Moine Thrust'tır . Medyan bölge içinde Japonya'da bir fosil yitim bölgesidir. Çekirdek kompleks tipinin kesilmeleri güneydoğu Kaliforniya'da çok yaygındır; B. Whipple Dağı Sıyrılma Fayı . Büyük birbirine bağlı kesme bölgelerine bir örnek, kuzeydoğu Brezilya'daki Borborema kesme bölgesidir .

önem

Kesme bölgelerinin önemi, boyutlarında yatmaktadır. Genellikle bu zayıf bölgeler Moho'ya kadar tüm kabuk bölgesinden geçer ve hatta üst mantoya kadar inebilir. Kesme bölgeleri çok uzun süreler boyunca hareket halinde olabilir ve bu nedenle genellikle zaman içinde çakışan birkaç aşama gösterir. Malzeme kayma bölgelerinde yukarı veya aşağı taşınabilir. Buradaki en önemli reaktif kuşkusuz , çok çeşitli çözünmüş iyonların zayıf bölgelerde dolaştığı sudur . Önemli bir sonuç, konakçı kayalardaki metasomatik değişikliktir. Üst Manto'daki kayaların metasomatik zenginleşmesi bile nihayetinde makaslama bölgelerine kadar izlenebilir.

Kesme bölgeleri ekonomik olarak değerli mineralizasyonu barındırabilir, buna en güzel örnek önemlidir altın yatakları Prekambriyen'den çoğunlukla doğrudan makaslama bölgelere bağlantılıdır, (örnekler: altın madenleri Üstün Kratonunun , Kanada ve Yilgarn Kratonunun içinde Batı Avustralya ) .

Edebiyat

  • Cornelis W. Passchier, Rudolph AJ Trouw: Mikrotektonik. Springer, Berlin ve diğerleri 1996, ISBN 3-540-58713-6 .
  • John G. Ramsay, Martin I. Huber: Modern Yapısal Jeolojinin Teknikleri. Cilt 2: Kıvrımlar ve Kırıklar. Academic Press, London ve diğerleri 1987, ISBN 0-12-576902-4 .
  • Christopher H. Scholz: Deprem ve faylanma mekaniği. Cambridge University Press, Cambridge ve diğerleri 1990, ISBN 0-521-33443-8 .

Bireysel kanıt

  1. ^ John G. Ramsay, Martin I. Huber: The Techniques of Modern Structural Geology. Cilt 2: Kıvrımlar ve Kırıklar. Academic Press, London ve diğerleri 1987, ISBN 0-12-576902-4 .
  2. ^ Christopher H. Scholz: Deprem ve faylanma mekaniği. Cambridge University Press, Cambridge ve diğerleri 1990, ISBN 0-521-33443-8 .