Разлом (геология) - Fault (geology)

«Линия неисправности» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Линия разлома (значения).
Спутниковый снимок Пицян разлом, левосторонний сдвиг северо-западного простирания в Пустыня Такламакан к югу от Горы Тянь-Шаня, Китай (40.3 ° N, 77.7 ° E)
Часть серия на
Землетрясения
  • Портал наук о Земле

В геология, а вина это планарный перелом или разрыв в объеме камень через которые произошло значительное смещение в результате перемещений горного массива. Крупные разломы внутри земной шар с корка результат действия плита тектоническая силы, наибольшие из которых образуют границы между пластинами, такие как зоны субдукции или преобразовать разломы.[1] Высвобождение энергии, связанное с быстрым движением на активные неисправности является причиной большинства землетрясения. Неисправности также могут смещаться медленно, асейсмическая ползучесть.[2]

А плоскость разлома это самолет который представляет собой поверхность излома разлома. А трассировка неисправности или линия разлома место, где разлом можно увидеть или нанести на карту на поверхности. Трасса разлома - это также линия, обычно наносимая на геологические карты представлять ошибку.[3][4]

А зона разлома представляет собой кластер параллельных разломов.[5][6] Однако этот термин также используется для обозначения зоны щебня вдоль одиночного разлома.[7] Продолжительное движение вдоль близко расположенных разломов может стереть различие, поскольку порода между разломами превращается в линзы скальных пород, ограниченных разломами, а затем постепенно разрушается.[8]

Механизмы разлома

Нормальная неисправность в Формация Ла Эррадура, Морро Солар, Перу. Светлый слой породы показывает смещение. Вторая нормальная неисправность - справа.
Смотрите также: Механика неисправностей

Должен трение и жесткость составляющих горных пород, две стороны разлома не всегда могут легко скользить или обтекать друг друга, и поэтому иногда все движение прекращается. Области повышенного трения вдоль плоскости разлома, где он блокируется, называются неровности. Стресс накапливается, когда неисправность заблокирована, и когда она достигает уровня, превышающего прочность порог, разрывы КЗ и накопленные энергия деформации выпущен частично как сейсмические волны, формируя землетрясение.[2]

Напряжение происходит накопительно или мгновенно, в зависимости от жидкое состояние скалы; то пластичный нижняя корочка и мантия постепенно накапливают деформацию стрижка, в то время как хрупкая верхняя кора реагирует разрывом - мгновенным снятием напряжения - что приводит к движению вдоль разлома. Разлом в пластичных породах также может мгновенно исчезнуть, когда скорость деформации слишком велика.

Скольжение, подъем, бросок

Ошибка в Марокко.Плоскость разлома - это круто падающая влево линия в центре фотографии, которая представляет собой плоскость, по которой слои горных пород слева сползли вниз относительно слоев справа от разлома.

Скольжение определяется как относительное движение геологических объектов, присутствующих по обе стороны от плоскости разлома. Вина чувство скольжения определяется как относительное движение породы с каждой стороны разлома по отношению к другой стороне.[9] При измерении горизонтального или вертикального разделения бросить разлома - это вертикальная составляющая отрыва и поднимать неисправности - это горизонтальная составляющая, как в «Подбрасывание и выпад».[10]

Микроразлом, показывающий точка прокола (диаметр монеты 18 мм)

Вектор проскальзывания можно качественно оценить, изучая любую складчатость пластов.[требуется разъяснение ] которые могут быть видны по обе стороны от разлома; направление и величину подъема и выброса можно измерить, только найдя общие точки пересечения по обе стороны от разлома (называемые точка прокола ). На практике обычно можно найти только направление скольжения разломов и аппроксимацию вектора вертикальной и поперечной качки.

Подвесная стена и подножка

Две стороны невертикального разлома известны как подвесная стена и подножка. Висячая стена находится над плоскостью разлома, а нижняя стенка - под ней.[11] Эта терминология пришла из майнинга: при работе с табличным руда тело, шахтер стоял, подставив под ноги стенку, а над ним - нависающую стену.[12] Эти термины важны для различения различных типов сдвигов-сдвигов: обратных и нормальных. В обратном разлоне висячая стена смещается вверх, а в нормальном разломе висящая стена смещается вниз. Различие между этими двумя типами разломов важно для определения режима напряжения движения разлома.

Типы неисправностей

По направлению скольжения разломы можно разделить на следующие категории:

  • сдвиг, где смещение преимущественно горизонтальное, параллельно трассе разлома;
  • падение-скольжение, смещение преимущественно вертикальное и / или перпендикулярно трассе разлома; или
  • косое скольжение, объединяя удар и падение соскальзывать.

Сдвиговые разломы

Схематическое изображение двух типов сдвиговых разломов

При сдвиге (также известном как ошибка гаечного ключа, разрыв разрыв или кратковременная неисправность),[13] поверхность разлома (плоскость) обычно близка к вертикали, а нижняя стенка перемещается вбок влево или вправо с очень небольшим вертикальным движением. Сдвиговые разломы с левосторонним движением также известны как левый разломы, а с правосторонним движением - как правый неисправности.[14] Каждый определяется направлением движения земли, которое может видеть наблюдатель на противоположной стороне разлома.

Особый класс сдвиговых разломов преобразовать вину, когда он образует тарелка граница. Этот класс связан со смещением в центр распространения, например Срединно-океанский хребет, или, что реже, в континентальной литосфера, такой как Преобразование Мертвого моря в Средний Восток или Альпийский разлом в Новая Зеландия. Трансформные разломы также называют «консервативными» границами плит, поскольку литосфера не создается и не разрушается.

Погружения-проскальзывания

Нормальные неисправности в Испания, между которыми слои горных пород соскользнули вниз (в центре фото)

Ошибки скольжения могут быть либо нормальный ("экстенсиональный ") или обеспечить регресс.

Поперечное сечение нормальных и обратных сдвигов-сдвигов

В обычном вине, висит стена движется вниз, относительно лежачего. Блок между двумя нормальными разломами, падающими навстречу друг другу, является грабен. Перевернутый блок между двумя отклоняющимися друг от друга нормальными разломами - это горст. Малоугловые сбросы с региональными тектонический значение может быть обозначено разломы отряда.

Обратная неисправность противоположность нормальных неисправностей висячих перемещается вверх относительно лежачего. Обратные разломы указывают на сжатие коры при сжатии. В окунуться взброса относительно крутая, более 45 °. Терминология «нормальный» и «обратный» происходит от добыча угля в Англии, где нормальные неисправности являются наиболее распространенными.[15]

А ошибка тяги имеет то же ощущение движения, что и обратный сброс, но с падением плоскости разлома менее 45 °.[16][17] Надвиги обычно образуют аппарели, уступы и изгибы (висящая стена и подошва) складки.

Тяга с разломом bend fold.svg

Плоские сегменты плоскостей надвигов известны как квартиры, а наклонные участки тяги известны как пандусы. Обычно разломы тяги перемещаются в образования, формируя равнины и поднимаясь по участкам с пандусами.

Складки разломов-изгибов образуются при движении висячей стенки по неплоской поверхности разлома и связаны как с разломами растяжения, так и с надвигами.

Сбои могут быть повторно активированы в более позднее время с движением в направлении, противоположном первоначальному движению (инверсия разлома). Следовательно, нормальная неисправность может превратиться в обратную неисправность и наоборот.

Форма разломов тяги пеленки и Клиппен в больших упорных ремнях. Зоны субдукции - это особый класс надвигов, которые образуют крупнейшие разломы на Земле и вызывают самые сильные землетрясения.

Косо-сдвижные разломы

Косо-сдвижной сброс

Разлом, который имеет компонент сдвига и компонент сдвига, называется сдвигом. косо-сдвиг. Почти все разломы имеют компоненты как сдвигов, так и сдвигов; следовательно, определение разлома как наклонного требует, чтобы компоненты падения и простирания были измеримыми и значительными. Некоторые косые разломы возникают внутри транстенсиональный и транспрессионный режимы и другие возникают, когда направление растяжения или сокращения изменяется во время деформации, но ранее сформированные разломы остаются активными.

В hade угол определяется как дополнять угла падения; это угол между плоскостью разлома и вертикальной плоскостью, проходящей параллельно разлому.

Листрическая ошибка

Листрическая ошибка (красная линия)

Листрические разломы похожи на нормальные разломы, но плоскость разлома изгибается, падение круче у поверхности, а затем - мельче с увеличением глубины. Падение может перейти в субгоризонтальный декольте, в результате чего горизонтальное скольжение по горизонтальной плоскости. На рисунке показан провал навесной стены по листрическому разлому. Там, где висящая стена отсутствует (например, на обрыве), опорная стенка может обваливаться, создавая множественные листрические разломы.

Ошибка кольца

Кольцевые разломы, также известные как разломы кальдеры, - это разломы, возникающие в руинах вулканического происхождения. кальдеры[18] и сайты болид забастовки, такие как Ударный кратер Чесапикского залива. Кольцевые разломы являются результатом серии перекрывающихся нормальных разломов, образующих круговой контур. Трещины, созданные кольцевыми разломами, могут быть заполнены кольцевые дамбы.[18]

Синтетические и противоположные недостатки

Синтетические и противоположные неисправности - это термины, используемые для описания незначительных неисправностей, связанных с основной неисправностью. Синтетические разломы падают в том же направлении, что и главный разлом, в то время как противоположные разломы падают в противоположном направлении. Эти неисправности могут сопровождаться антиклинали опрокидывания (например, Дельта Нигера Структурный стиль).

Разлом рок

Лососевый дефектная выемка и связанный разлом разделяет два разных типа пород слева (темно-серый) и справа (светло-серый). От Гоби из Монголия.
Неактивная неисправность от Садбери к Sault Ste. Мари, Северный Онтарио, Канада

Все разломы имеют измеримую толщину, состоящую из деформированных пород, характерных для уровня земной коры, где произошло разломо, типов пород, затронутых разломом, а также наличия и характера любых минерализующие жидкости. Разломные породы классифицируются по их текстуры и подразумеваемый механизм деформации. Неисправность, которая проходит через разные уровни литосфера на его поверхности будет развиваться множество различных типов разломных пород. Продолжительное смещение падения-скольжения приводит к сближению пород разломов, характерных для разных уровней земной коры, с различной степенью наложения отпечатков. Особенно ярко этот эффект проявляется в случае разломы отряда и основные разломы тяги.

К основным типам разломных пород относятся:

  • Катаклазит - порода разлома, связанная с плохо развитой или отсутствующей плоской ткань, или несвязный, обычно угловатый Clasts и обломки горных пород в более мелкозернистой матрица аналогичного состава.
    • Тектоническая или Разломная брекчия - катаклазит от средне- до крупнозернистого, содержащий> 30% видимых фрагментов.
    • Неисправность долота - несвязный, глина -богатый штраф- до ультратонкий -зернистый катаклазит, который может иметь плоскую ткань и содержать <30% видимых фрагментов. Могут присутствовать обломки пород
      • Мазок глины - глинисто-богатая трещина разлома, образовавшаяся в осадочный толщи, содержащие богатые глиной слои, которые сильно деформированы и врезаны в трещину разлома.
  • Милонит - разломная порода, которая является связной и характеризуется хорошо развитой плоской тканью, возникающей в результате тектонического уменьшения размера зерна, и обычно содержит округлые формы. порфирокласты и обломки горных пород аналогичного состава минералы в матрице
  • Псевдотахилита - ультрамелкозернистый стекловидный материал, обычно черный и кремнистый по внешнему виду происходит как тонкий плоский вены, инъекционные вены или в качестве матрицы для псевдоконгломераты или брекчии, который заполняет трещины дилатации вмещающей породы. Псевдотахилиты формируются только в результате скоростей сейсмических колебаний и могут действовать как индикатор частоты отказов при неактивных разломах.[19]

Воздействие на конструкции и людей

В геотехническая инженерия ошибка часто образует прерывность которые могут иметь большое влияние на механическое поведение (прочность, деформация и т. д.) почва и горные массивы, например, туннель, Фонд, или же склон строительство.

Уровень активности неисправности может иметь решающее значение для (1) определения местоположения зданий, резервуаров и трубопроводов и (2) оценки сейсмический тряска и цунами опасность для инфраструктуры и людей в непосредственной близости. В Калифорнии, например, запрещено строительство новых зданий непосредственно на разломах или рядом с ними, которые переместились в Голоцен Эпоха (последние 11700 лет) геологической истории Земли.[20] Кроме того, разломы, показавшие движение в течение голоцена плюс Плейстоцен Эпохи (последние 2,6 миллиона лет) могут быть рассмотрены, особенно для критических структур, таких как электростанции, плотины, больницы и школы. Геологи оценивают возраст разлома, изучая почва особенности, замеченные в неглубоких раскопках и геоморфология видно на аэрофотоснимках. Подповерхностные подсказки включают ножницы и их связь с карбонат узелки, размытый глина и утюг окись минерализация в случае более старой почвы и отсутствие таких признаков в случае более молодой почвы. Радиоуглеродное датирование из органический материал, захороненный рядом или над сдвигом разлома, часто имеет решающее значение для отличия активных разломов от неактивных. От таких отношений, палеосейсмологи может оценить размеры прошлого землетрясения за последние несколько сотен лет и разработать приблизительные прогнозы будущей активности разломов.

Разломы и рудные месторождения

Многие рудные месторождения залегают на разломах. Это связано с тем, что поврежденные зоны разломов обеспечивают циркуляцию минеральных флюидов. Пересечения почти вертикальных разломов часто являются местами значительных залежей руды.[21]

Пример неисправности хостинга ценного медно-порфировые месторождения северный Чили Разлом Домейко с депозитами в Чукикамата, Collahuasi, Эль-Абра, Эль Сальвадор, La Escondida и Potrerillos.[22] Южнее в Чили Los Bronces и El Teniente Медно-порфировые месторождения расположены на пересечении двух систем разломов.[21]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Lutgens, Tarbuck, Tasa. Основы геологии (11-е изд.). п. 32.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  2. ^ а б Охнака, М. (2013). Физика разрушения горных пород и землетрясений. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-1-107-35533-0.
  3. ^ Геологическая служба США и трассировки неисправностей
  4. ^ Геологическая служба США и линии разломов.
  5. ^ зона. " Словарь Merriam-Webster.com, Merriam-Webster. Проверено 8 октября 2020 г.
  6. ^ Филлмор, Роберт (2010). Геологическая эволюция плато Колорадо в восточной части Юты и западного Колорадо, включая реку Сан-Хуан, природные мосты, каньонлендс, арки и книжные скалы. Солт-Лейк-Сити: Университет Юты Press. п. 337. ISBN  9781607810049.
  7. ^ Каин, Ионафан Саул; Эванс, Джеймс П .; Форстер, Крейг Б. (1 ноября 1996 г.). «Архитектура зоны разлома и структура проницаемости». Геология. 24 (11): 1025–1028. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <1025: FZAAPS> 2.3.CO; 2.
  8. ^ Чайлдс, Конрад; Manzocchi, Том; Уолш, Джон Дж .; Бонсон, Кристофер Дж .; Николь, Эндрю; Шёпфер, Мартин П.Дж. (февраль 2009 г.). «Геометрическая модель разломной зоны и изменения толщины разломных пород». Журнал структурной геологии. 31 (2): 117–127. Дои:10.1016 / j.jsg.2008.08.009.
  9. ^ SCEC и образовательный модуль, п. 14.
  10. ^ «Ошибки: Введение». Калифорнийский университет в Санта-Крус. Архивировано из оригинал на 2011-09-27. Получено 19 марта 2010.
  11. ^ USGS и подвесная стена.
  12. ^ Тингли и Писарро 2000, п. 132
  13. ^ Аллаби 2015.
  14. ^ Парк 2004
  15. ^ Peacock D.C.P .; Knipe R.J .; Сандерсон Д.Дж. (2000). «Глоссарий нормальных неисправностей». Журнал структурной геологии. 22 (3): 298. Bibcode:2000JSG .... 22..291P. Дои:10.1016 / S0191-8141 (00) 80102-9.
  16. ^ "погружение". Глоссарий по землетрясениям. USGS. В архиве из оригинала 23 ноября 2017 г.. Получено 13 декабря 2017.
  17. ^ «Чем обратные разломы отличаются от надвигов? Чем они похожи?». Научная линия UCSB. Калифорнийский университет в Санта-Барбаре. 13 февраля 2012 г. В архиве из оригинала 27 октября 2017 г.. Получено 13 декабря 2017.
  18. ^ а б «Записная книжка по структурной геологии - разломы кальдеры». maps.unomaha.edu. В архиве из оригинала 2018-11-19. Получено 2018-04-06.
  19. ^ Роу, Кристи; Гриффит, Эшли (2015). «Сохраняют ли разломы запись о сейсмическом скольжении: второе мнение». Журнал структурной геологии. 78: 1–26. Bibcode:2015JSG .... 78 .... 1R. Дои:10.1016 / j.jsg.2015.06.006.
  20. ^ Brodie et al. 2007 г.
  21. ^ а б Пикер Ромо, Хосе Мёлен; Яньес, Гонсало; Ривера, Орландо; Кук, Дэвид (2019). «Зоны долгоживущего повреждения земной коры, связанные с пересечениями разломов в высоких Андах Центрального Чили». Андская геология. 46 (2): 223–239. Дои:10.5027 / andgeoV46n2-3108. В архиве с оригинала 8 августа 2019 г.. Получено 9 июня, 2019.
  22. ^ Робб, Лоуренс (2007). Введение в процессы рудообразования (4-е изд.). Мальден, Массачусетс, Соединенные Штаты: Blackwell Science ООО п. 104. ISBN  978-0-632-06378-9.

Рекомендации

  • Аллаби, Майкл, изд. (2015). «Ударно-пробуксовка». Словарь геологии и наук о Земле (4-е изд.). Издательство Оксфордского университета.
  • Дэвис, Джордж Х .; Рейнольдс, Стивен Дж. (1996). "Складки". Структурная геология горных пород и регионов (2-е изд.). Джон Вили и сыновья. С. 372–424. ISBN  0-471-52621-5.
  • Hart, E.W .; Брайант, W.A. (1997). Опасность разрыва разлома в Калифорнии: акт зонирования разломов при землетрясении Алквист-Приоло с указанием карт зон разломов землетрясений (Отчет). Специальная публикация 42. Калифорнийское отделение горнодобывающей промышленности и геологии.
  • Маркиз, Джон; Хафнер, Катрин; Хаукссон, Эгилл, «Свойства разломного скольжения», Исследование землетрясений по региональной сейсмичности, Центр землетрясений Южной Калифорнии, архив из оригинал 25 июня 2010 г., получено 19 марта 2010

внешняя ссылка