Θραυσιγενής τεκτονική – Μηχανισμοί θραύσης – Ρήγματα

Views:
 
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

Θραυσιγενής τεκτονική – μηχανισμοί θραύσης – ρήγματα:

Θραυσιγενής τεκτονική – μηχανισμοί θραύσης – ρήγματα Αλέξανδρος Χατζηπέτρος chatzipetros.weebly.com

Σεισμικότητα και νεοτεκτονική:

Σεισμικότητα και νεοτεκτονική Η σεισμικότητα σχετίζεται άμεσα με την ενεργοποίηση νεοτεκτονικών ενεργών ρηγμάτων. Γεωλογική σεισμικότητα Σεισμικά γεγονότα που συνέβησαν πριν από 10 3 έως 10 6 έτη. Ιδιαίτερη σημασία έχει η Παλαιοσεισμολογία . Ιστορική σεισμικότητα Σεισμικά γεγονότα που συνέβησαν πριν από 10 2 έως 10 3 έτη. Ιδιαίτερη σημασία έχει η Αρχαιοσεισμολογία . Ενόργανη σεισμικότητα Σεισμικά γεγονότα που συνέβησαν τα τελευταία 10 2 έτη. Αντικείμενο της Σεισμολογίας . 04:37 chatzipetros.weebly.com 2

Θραύση των πετρωμάτων στον ανώτερο φλοιό:

Ερωτήματα Απαντήσεις 04:37 chatzipetros.weebly.com 3 Θραύση των πετρωμάτων στον ανώτερο φλοιό Γιατί θραύονται τα πετρώματα; Ποια είναι η διαδικασία θραύσης; Από τι επηρεάζεται η καμπύλη παραμόρφωσης; Διότι οι τάσεις ξεπερνούν την αντοχή τους Ελαστική παρ.  πλαστική παρ.  θραύση Θερμοκρασία, πίεση, σύσταση

PowerPoint Presentation:

04:37 chatzipetros.weebly.com 4 Χαμηλή θερμοκρασία, υψηλός ρυθμός παραμόρφωσης Υψηλή θερμοκρασία, υψηλός ρυθμός παραμόρφωσης Υψηλή θερμοκρασία, χαμηλός ρυθμός παραμόρφωσης

Θεωρίες θραύσης:

Θεωρίες θραύσης Coulomb- Navier ( διατμητική θραύση) Θεωρία θραύσης του Mohr Θεωρία θραύσης του Griffith 04:37 chatzipetros.weebly.com 5

Θεωρία των Coulomb-Navier:

Θεωρία των Coulomb- Navier Η θραύση οφείλεται στις διατμητικές τάσεις κατά μήκος ενός επιπέδου. Κατά τη στιγμή της θραύσης ισχύει το κριτήριο Coulomb: (σ τ = διατμητική συνιστώσα, σ N = κάθετη συνιστώσα, s 0 = διατμητική αντοχή, μ = συντελεστής εσωτερικής τριβής). Ισχύει ότι μ=εφφ ( φ=γωνία εσωτερικής τριβής). Γωνία θραύσης (β) είναι η γωνία μεταξύ της σ 1 και της κάθετης στο επίπεδο θραύσης 04:37 chatzipetros.weebly.com 6

Θεωρία του Mohr:

Θεωρία του Mohr Παρόμοια με τη θεωρία Coulomb- Navier , με τη διαφορά ότι η συνάρτηση διατμητικής και κάθετης συνιστώσας της τάσης δεν είναι ευθεία, αλλά παραβολή: 04:37 chatzipetros.weebly.com 7

Θεωρία του Griffith:

Θεωρία του Griffith Θεωρεί ότι στο καταπονούμενο πέτρωμα υπάρχουν τυχαία κατανεμημένες μικρορωγμές . Η θραύση επέρχεται όταν στα άκρα των μικρορωγμών συγκεντρώνονται ισχυρές εφελκυστικές τάσεις, με αποτέλεσμα τη θραύση του πετρώματος. Οι ρωγμές στις οποίες επέρχεται θραύση είναι οι μεγαλύτερες σε μήκος και ο προσανατολισμός τους σε σχέση με τις ασκούμενες τάσεις και τη γωνία θραύσης είναι ευνοϊκός. Πιο εφαρμόσιμη θεωρείται η θεωρία Coulomb- Navier . 04:37 chatzipetros.weebly.com 8

Ανώτερη δομή της Γης:

Ανώτερη δομή της Γης 04:37 chatzipetros.weebly.com 9

PowerPoint Presentation:

04:37 chatzipetros.weebly.com 10 Λιθόσφαιρα: ελαστικές ιδιότητες, Ασθενόσφαιρα : πλαστικές ιδιότητες Σχιζόσφαιρα : σεισμική ολίσθηση, Πλαστόσφαιρα : ασεισμική ολίσθηση

PowerPoint Presentation:

04:37 chatzipetros.weebly.com 11

Τι είναι μία ζώνη διάτμησης;:

12 Τι είναι μία ζώνη διάτμησης; Μία ζώνη διάτμησης (shear zone) είναι μία ζώνη πετρωμάτων τα οποία εμφανίζονται πολύ περισσότερο τεκτονισμένα από τα περιβάλλοντά τους. Η παραμόρφωσή τους μπορεί να γίνει σε όλες τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Ανάλογα με τις συνθήκες, παρατηρούνται διαφορετικές μορφές παραμόρφωσης σε διατμητικές ζώνες. Διατμητικές ζώνες παρατηρούνται σε πολλά υλικά και αποτελεί αντικείμενο μελέτης πολλών επιστημών.

Παραδείγματα:

13 Παραδείγματα

Είδη παραμορφώσεων:

14 Είδη παραμορφώσεων Μη περιστροφική παραμόρφωση. Περιστροφική παραμόρφωση. Ομοιογενής περιστροφική παραμόρφωση. Ανομοιογενής περιστροφική παραμόρφωση. Συνδυασμός περιστροφικής και μη περιστροφικής παραμόρφωσης. Η πιο συνήθης μορφή παραμόρφωσης.

Μη περιστροφική παραμόρφωση (pure shear):

15 Μη περιστροφική παραμόρφωση ( pure shear) Είναι μία μονοαξονική (coaxial) παραμόρφωση που επιδρά σε ένα γεωλογικό σώμα το οποίο έχει τη δυνατότητα να επεκτείνεται πλευρικά.

Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

16 Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις

Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

17 Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις

Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

18 Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις

Περιστροφική παραμόρφωση (simple shear):

19 Περιστροφική παραμόρφωση (simple shear) Είναι μη-ομοαξονική (non-coaxial) παραμόρφωση και συντελείται με ολισθήσεις κατά μήκος παράλληλων επιφανειών διάτμησης ( s- επιφάνειες).

Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

20 Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις

Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

21 Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις

Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

22 Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις

Τύποι ζωνών διάτμησης:

23 Τύποι ζωνών διάτμησης Οι ζώνες διάτμησης μπορούν να ταξινομηθούν γενικά σε τρεις τύπους, ανάλογα με τις συνθήκες δημιουργίας τους: Θραυσιγενείς ( brittle). Πλαστικές (ductile). Θραυσιγενείς – Πλαστικές (brittle – ductile) ή Ημιθραυσιγενείς ( semibrittle ). Οι ζώνες διάτμησης σχετίζονται σχεδόν αποκλειστικά με περιστροφική παραμόρφωση ( simple shear).

Τύποι ζωνών διάτμησης:

24 Τύποι ζωνών διάτμησης Αύξηση πάχους ζώνης διάτμησης Θραυσιγενής Θραυσιγενής - Πλαστική Πλαστική

Αλλαγή συνθηκών με το βάθος:

25 Αλλαγή συνθηκών με το βάθος Θραυσιγενής παραμόρφωση Πλαστική παραμόρφωση Μη παραμορφωμένο αρχικό πέτρωμα Ρήγμα με συνεκτικό κατακλασίτη Ρήγμα με ψευδοταχυλίτη Πλαστική ζώνη διάτμησης με μυλωνίτη Πλαστική ζώνη διάτμησης με γνευσιωμένα πετρώματα Συνεκτικοί κατακλασίτες Μη συνεκτικοί κατακλασίτες Μυλωνίτες Γνεύσιοι

PowerPoint Presentation:

26 ( Sibson , 1977)

Χαρακτηρισμός πετρωμάτων ζωνών διάτμησης:

27 Χαρακτηρισμός πετρωμάτων ζωνών διάτμησης Αύξηση βάθους παραμόρφωσης Αύξηση ανακρυστάλλωσης και ορυκτογένεσης Τεκτονικά λατυποπαγή Τεκτονικά μικρολατυποπαγή Κατακλασίτες Πρωτομυλωνίτες Μυλωνίτες Υπερμυλωνίτες Φυλλωνίτες Βλαστομυλωνίτες Μυλωνιτικοί γνεύσιοι 10 km 20 km Ψευδοταχυλίτες

Θραυσιγενείς ζώνες διάτμησης:

28 Θραυσιγενείς ζώνες διάτμησης Θραυσιγενείς (brittle) ζώνες διάτμησης. Σχηματίζονται στον ανώτερο φλοιό σε συνθήκες ταχείας παραμόρφωσης. Χαρακτηρίζονται από τεκτονικά λατυποπαγή, ρήγματα, διακλάσεις, κατακλασίτες, κλπ. Το πάχος των ζωνών αυτών είναι μεγαλύτερο όσο μεγαλύτερη είναι η μετατόπιση.

Δομές θραυσιγενών (brittle) ζωνών διάτμησης:

29 Δομές θραυσιγενών (brittle) ζωνών διάτμησης Δομές Riedel Y shears ( παράλληλες με τα επίπεδα διάτμησης). P, R και R ΄ shears. Φλέβες Κλιμακωτά ρήγματα Ανακρυστάλλωση ορυκτών σε συνθήκες συμπίεσης και εφελκυσμού.

PowerPoint Presentation:

30 Πειραματικά μοντέλα δημιουργίας θραυσιγενών ζωνών διάτμησης σε ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης. a, b, c: δεξιόστροφη ζώνη. d: αριστερόστροφη ζώνη.

PowerPoint Presentation:

31 Διατμητικές διαρρήξεις R και R’ Πτυχές Κανονικά ρήγματα Ανάστροφα ρήγματα

PowerPoint Presentation:

Ως κλείθρα χαρακτηρίζονται ορισμένα τμήματα του ρήγματος (κάμψεις του ρήγματος, φυσικές εξογκώσεις, τμήματα μεγάλης τραχύτητας, κλπ.) τα οποία παρουσιάζουν ισχυρή αντίσταση στη θραύση τους ενώ στο υπόλοιπο μέρος του ρήγματος η διάρρηξη γίνεται σχετικώς εύκολα. κλείθρα Επιφάνεια κλείθρων Επιφάνεια ρήγματος Επιφάνεια ρήγματος

Το μοντέλο των εμποδίων (asperities):

Το μοντέλο των εμποδίων (asperities) Η τάση συγκεντρώνεται στα κλείθρα μέχρι τη διάρρηξη.

Το μοντέλο των φραγμάτων (barriers):

Το μοντέλο των φραγμάτων ( barriers) Η τάση είναι ομογενώς κατανεμημένη. Μετά τη θραύση, η τάση συγκεντρώνεται στα κλείθρα, όπου και παρατηρούνται οι μετασεισμοί.

PowerPoint Presentation:

Οι σεισμοί τύπου εμποδίου οφείλονται σε σχετικά ομογενή ρήγματα στα οποία υπάρχουν σταθερά ισχυρά εμπόδια τα οποία σπάνε κατά τη διάρκεια γένεσης των μεγάλων σεισμών. Στις περιπτώσεις των σεισμών αυτών δεν αναμένεται έντονη μετασεισμική δράση αφού κατά τη γένεση του κύριου σεισμού σπάνε τα εμπόδια. Τέτοιοι σεισμοί είναι συνήθως οι οριοπλακικοί σεισμοί ( interplate earthquakes ), δηλαδή, αυτοί που έχουν τις εστίες τους στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών. Οι σεισμοί τύπου φράγματος οφείλονται σε εξαιρετικώς ανομοιογενή ρήγματα στα οποία υπάρχουν ασθενή φράγματα κατανεμημένα μεταξύ ισχυρών φραγμάτων, τα οποία μένουν συνεχώς άθραυστα. Στην περίπτωση αυτή, αναμένεται έντονη μετασεισμική δράση η οποία διαρκεί επί μεγάλο χρονικό διάστημα (πολλούς μήνες ή έτη). Τέτοιοι είναι συνήθως οι ενδοπλακικοί σεισμοί ( intraplate earthquakes ), δηλαδή, αυτοί που γεννιούνται μέσα στις λιθοσφαιρικές πλάκες.

PowerPoint Presentation:

Μοντέλο εμποδίων Μοντέλο φραγμάτων 04:37 chatzipetros.weebly.com 36 Αρχικά ανομοιογενής κατανομή τάσεων Ολίσθηση πριν το κύριο γεγονός ( προσεισμοί ) Κατά το κύριο γεγονός η πτώση τάσης είναι μεγάλη και μετά ελαττώνεται Μετά το γεγονός: εξομάλυνση των τάσεων και ομοιόμορφη κατανομή Απουσία μετασεισμών Ερμηνεία γένεσης των προσεισμών Αρχικά ομοιογενής κατανομή τάσεων Δεν παρατηρείται ολίσθηση πριν το κύριο γεγονός Κατά το κύριο γεγονός η πτώση τάσης είναι μικρή και μετά αυξάνεται Μετά το γεγονός: ανακατανομή των τάσεων και ανομοιόμορφη κατανομή Πρόκληση μετασεισμών Ερμηνεία γένεσης των μετασεισμών

Παραδείγματα ρηξιγενών ζωνών στην Ελλάδα:

Παραδείγματα ρηξιγενών ζωνών στην Ελλάδα

PowerPoint Presentation:

40

PowerPoint Presentation:

42

PowerPoint Presentation:

43

PowerPoint Presentation:

44

PowerPoint Presentation:

45 Φάσεις μετανάστευσης του Ελληνικού ορογενούς προς Νότο.

PowerPoint Presentation:

Σε όλη τη διάρκεια της Αλπικής και Μεσογειακής ορογένεσης, δηλαδή από το Κρητιδικό μέχρι το Πλειόκαινο αλλά και μέχρι σήμερα, παρατηρείται μια συνεχής μετανάστευση του τεκτονισμού προς τα εξωτερικά του Ελληνικού τόξου με τις διαδοχικές συμπιέσεις των πετρωμάτων που ακολουθούνται κατά ζώνη από την εφελκυστική τεκτονική, την κατάρρευση του φλοιού και την αποκάλυψη τεκτονικών παράθυρων των βαθύτερων τμημάτων του φλοιού . Η μελέτη αυτής της συνεχόμενης και εναλλασσόμενης τεκτονικής διεργασίας οδηγεί στο γενικό συμπέρασμα ότι από την πρώτη περίοδο της Αλπικής ορογένεσης (Κρητιδικό) μέχρι σήμερα όλη η Ελληνική Ενδοχώρα ήταν σε εφελκυσμό και αναθόλωση με ιδιαίτερη ένταση τη δεύτερη Αλπική περίοδο ( Ηώκαινο - Ολιγόκαινο ). Η συμπιεστική τεκτονική που την περίοδο Ηωκαίνου κυριαρχούσε στο χώρο των Εσωτερικών Ελληνίδων ( Περιροδοπική , Αξιού, Πελαγονική , Υποπελαγονική ) αντικαθίσταται στις ζώνες αυτές σταδιακά το Ολιγόκαινο -Μέσο Μειόκαινο από εφελκυσμό, ενώ η συμπίεση μεταναστεύει στις Εξωτερικές Ελληνίδες για να αντικατασταθεί στο Μειόκαινο-Πλειόκαινο και εκεί από εφελκυσμό. 46

PowerPoint Presentation:

47 Οι κύριες ενεργές τεκτονικές δομές και το ενεργό πεδίο των τάσεων στον ευρύτερο Ελληνικό χώρο.

Ρηξιγενής ιστός:

Ρηξιγενής ιστός 1902, 6.6 Άσσηρος 1932, 6.9 Ιερισσός 1978, 6.5 Στίβος

Ιστορική σεισμικότητα:

Ιστορική σεισμικότητα Seismic quiescence (?) “Early Byzantine paroxysm” Scattered earthquakes Historical record is probably incomplete due to lack of adequate resources

Επιφανειακές διαρρήξεις του 1978:

Επιφανειακές διαρρήξεις του 1978 Κατανομή επιφανειακών διαρρήξεων και θέσεις παλαιοσεισμολογικών τομών.

Μορφολογία ρηξιγενούς πρανούς:

Μορφολογία ρηξιγενούς πρανούς N 

Ενεργά ρήγματα:

Ενεργά ρήγματα

Ερπυσμός:

Ερπυσμός

Τομή GER-1:

Τομή GER- 1 N S Απλοποιημένη καταγραφή της τομής GER-1.

Ρυθμός ολίσθησης:

Ρυθμός ολίσθησης Ρυθμός ολίσθησης 0.016 mm/ yr Σεισμική μετατόπιση (cm ) Χρόνος ( ka BP)

Τομή GER-4:

Τομή GER-4 22 cm Strike 085 ο N N

Τομή GER-4:

Τομή GER-4 N Displacement: 22 cm Strike 085 ο N

Τομή GER-5:

Τομή GER-5 07/12/2011 5th International Symposium on Eastern Mediterranean Geology 61

PowerPoint Presentation:

62 Τα κυριότερα ενεργά ρήγματα της ευρύτερης περιοχής

PowerPoint Presentation:

64 Ρήγματα στο πολεοδομικό συγκρότημα

PowerPoint Presentation:

65 Γεωλογικοί – Νεοτεκτονικοί χάρτες

PowerPoint Presentation:

66 Ρήγμα Ανθεμούντα F-Sx F-VL F-GNSP F-PP F-Th F-AV F-AA F-An F-A F-Ka F-As F-MA F-E F-Or F-K - ΖΕΡΒΟΠΟΥΛΟΥ ΑΝΝΑ 2007

PowerPoint Presentation:

67 Ρήγμα Ανθεμούντα - Περαία

PowerPoint Presentation:

68 Ρήγματα εντός της πόλης

PowerPoint Presentation:

69 Δυναμικό των ρηγμάτων Ρήγμα Δυναμικό μεγέθους Δυναμικό μετατόπισης ( m) Ανθεμούντα 6,9 1,3 Γερακαρούς – Περιστερώνα 6,5 0,6 Ν. Απολλωνίας – Ν. Μαδύτου 6,3 0,5 Ασβεστοχωρίου 6,3 0,5 Πανοράματος – Πυλαίας 6,2 0,3 Αγχιάλου – Ν. Μεσημβρίας 6,1 0,3 Ευκαρπίας 6,1 0,3 Αεροδρομίου 5,5 0,1 Στρατωνίου 7,0 1,4 Κερκίνης – Πετριτσίου 7,0 1,4 Οι τιμές που αναφέρονται στον πίνακα είναι οι ακραίες αναμενόμενες τιμές με βάση τους τύπους των Pavlides & Caputo (2004), Wells & Coppersmith (1994) και Ambraseys & Jackson (1998)

PowerPoint Presentation:

ΡΗΓΜΑ ΡΥΜΝΙΟΥ-ΠΑΛΑΙΟΧΩΡΙΟΥ-ΣΑΡΑΚΗΝΑΣ (ΑΠΟ ΤΗ ΓΕΦΥΡΑ ΤΟΥ ΡΥΜΝΙΟΥ, ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΤΑΞΗ ) ΑΝΕΡΧΟΜΕΝΟ ΤΕΜΑΧΟΣ ΠΛΕΥΡΙΚΑ ΚΟΡΗΜΑΤΑ (ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΗ) ΣΕΙΣΜΙΚΟ ΡΗΓΜΑ ΣΤΟ ΔΡΟΜΟ ΠΑΛΑΙΟΧΩΡΙ-ΣΑΡΑΚΗΝΑ Κύρια ρήγματα που ενεργοποιήθηκαν κατά το σεισμό της 13ης Μαïου 1995. Το ρήγμα Ρυμνίου – Παλαιοχωρίου – Σαρακήνας (ΡΠΣ) είναι ΒΑ-ΝΔ παράταξης, ενώ το ρήγμα Χρωμίου Α-Δ. ΡΗΓΜΑ ΧΡΩΜΙΟΥ ΑΝΕΡΧΟΜΕΝΟ ΤΕΜΑΧΟΣ ΚΩΝΟΙ ΚΟΡΗΜΑΤΩΝ ΡΗΓΜΑ ΡΥΜΝΙΟΥ-ΠΑΛΑΙΟΧΩΡΙΟΥ-ΣΑΡΑΚΗΝΑΣ Διακρίνεται η επαναδραστηριοποίηση μετά το σεισμό της 13-05-95 (απογύμνωση βράχου κατά 10 cm Ρήγμα Ρυμνίου-Παλαιοχωρίου-Σαρακήνας Σεισμικό ρήγμα Ρυμνίου – Παλαιοχωρίου – Σαρακήνας Παράταξη ΒΑ-ΝΔ (60 ο -70 ο ) Κλίση 30 ο -35 ο ΒΔ Συνολικό μήκος 30 Km Κανονικό λιστρωτό ρήγμα Ενεργό ρήγμα Χρωμίου-Κνίδης Παράταξη Α-Δ Συνολικό μήκος 15 Km Έχει δημιουργηθεί από ρήγμα οριζόντιας μετατόπισης. Λειτούργησε ως δευτερεύον αντιθετικό ρήγμα στο σεισμό 13-05-95 ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΤΟΜΗ ΤΟΥ ΡΗΓΜΑΤΟΣ ΚΑΘΕΤΑ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΤΑΞΗ Mountrakis et al 1995

PowerPoint Presentation:

ΡΗΓΜΑ ΣΕΡΒΙΩΝ-ΒΕΛΒΕΝΤΟΥ (ΠΑΝΟΡΑΜΙΚΗ ΑΠΟΨΗ ΑΠΟ ΤΗΝ Τ.Λ. ΠΟΛΥΦΥΤΟΥ ΡΗΓΜΑ ΣΕΡΒΙΩΝ-ΒΕΛΒΕΝΤΟΥ ΑΝΕΡΧΟΜΕΝΟ ΤΕΜΑΧΟΣ ΚΩΝΟΙ ΚΟΡΗΜΑΤΩΝ Ρήγματα ΒΑ-ΝΔ παράταξης που διαχωρίζονται από το ρήγμα ΡΠΣ με ένα γεωμετρικό «φράγμα» ( barrier ) που εμπόδισε τη διάδοση της διάρρηξης του 1995. Ενεργό ρήγμα Βερμίου-Βεργίνας Παράταξη ΒΑ-ΝΔ (50 ο -60 ο ) Συνολικό μήκος 20 Km ΡΗΓΜΑ ΣΕΡΒΙΩΝ-ΒΕΛΒΕΝΤΟΥ ΛΕΙΑΣΜΕΝΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΣΕ ΜΕΣΟΖΩΙΚΟΥΣ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΟΥΣ ΤΗΣ ΠΕΛΑΓΟΝΙΚΗΣ Ενεργό ρήγμα Σερβίων - Βελβενδού Παράταξη ΒΑ-ΝΔ (60 ο ) Κλίση 60 ο -70 ο ΒΔ Συνολικό μήκος 31 Km Κανονικό ρήγμα

authorStream Live Help