Ζώνες διάτμησης

Views:
 
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

Ζώνες διάτμησης:

Ζώνες διάτμησης Αλέξανδρος Χατζηπέτρος users.auth.gr/ac

Τι είναι μία ζώνη διάτμησης;:

2 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. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Παραδείγματα:

3 Παραδείγματα 05:36 chatzipetros.weebly.com

Τύποι τεκτονικής παραμόρφωσης:

4 Τύποι τεκτονικής παραμόρφωσης Ρηξιγενής ή θραυσιγενής τεκτονική Πτυχογόνος τεκτονική Αύξηση πίεσης – θερμοκρασίας 05:36 chatzipetros.weebly.com

Διατμητική τάση:

5 Διατμητική τάση Όταν σε ένα σώμα ασκείται μία δύναμη F (τάση) υπό γωνία θ, αυτή μπορεί να αναλυθεί σε κάθετη (S) και εφαπτομενική ή διατμητική (T) συνιστώσα. Ισχύει ότι Τ = F συνθ και S = F ημθ. F S T θ Στα κύρια επίπεδα οι διατμητικές τάσεις μηδενίζονται. Σε ομογενή και ισότροπα σώματα η μέγιστη τιμή της διατμητικής τάσης επιτυγχάνεται με γωνία θ=45 ο . Στα γεωλογικά σώματα (ανισότροπα) η γωνία αυτή είναι μικρότερη και συνήθως θεωρείται 30 ο . 05:36 chatzipetros.weebly.com

Είδη παραμορφώσεων:

6 Είδη παραμορφώσεων Μη περιστροφική παραμόρφωση. Περιστροφική παραμόρφωση. Ομοιογενής περιστροφική παραμόρφωση. Ανομοιογενής περιστροφική παραμόρφωση. Συνδυασμός περιστροφικής και μη περιστροφικής παραμόρφωσης. Η πιο συνήθης μορφή παραμόρφωσης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Μη περιστροφική παραμόρφωση (pure shear):

7 Μη περιστροφική παραμόρφωση ( pure shear) Είναι μία μονοαξονική (coaxial) παραμόρφωση που επιδρά σε ένα γεωλογικό σώμα το οποίο έχει τη δυνατότητα να επεκτείνεται πλευρικά. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

8 Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις 05:36 chatzipetros.weebly.com

Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

9 Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις 05:36 chatzipetros.weebly.com

Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

10 Μη περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις 05:36 chatzipetros.weebly.com

Περιστροφική παραμόρφωση (simple shear):

11 Περιστροφική παραμόρφωση (simple shear) Είναι μη-ομοαξονική (non-coaxial) παραμόρφωση και συντελείται με ολισθήσεις κατά μήκος παράλληλων επιφανειών διάτμησης ( s- επιφάνειες). 05:36 chatzipetros.weebly.com

Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

12 Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις 05:36 chatzipetros.weebly.com

Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

13 Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις 05:36 chatzipetros.weebly.com

Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις:

14 Περιστροφική παραμόρφωση - Προσομοιώσεις 05:36 chatzipetros.weebly.com

Τύποι ζωνών διάτμησης:

15 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). 05:36 chatzipetros.weebly.com

Τύποι ζωνών διάτμησης:

16 Τύποι ζωνών διάτμησης Θραυσιγενής Θραυσιγενής - Πλαστική Πλαστική Αύξηση πάχους ζώνης διάτμησης 05:36 chatzipetros.weebly.com

Αλλαγή συνθηκών με το βάθος:

17 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 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 18:

18 ( Sibson , 1977) 05:36 chatzipetros.weebly.com

Χαρακτηρισμός πετρωμάτων ζωνών διάτμησης:

19 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 05:36 chatzipetros.weebly.com

Παράγοντες που επηρεάζουν την παραμόρφωση σε ζώνες διάτμησης:

20 Παράγοντες που επηρεάζουν την παραμόρφωση σε ζώνες διάτμησης Μέγεθος καταπόνησης. Όσο περισσότερη καταπόνηση δεχτεί ένα πέτρωμα, τόσο περισσότερο θα παραμορφωθεί. Συνθήκες πίεσης. Μεγαλύτερη πίεση οδηγεί σε αύξηση της φύλλωσης του πετρώματος. Συνθήκες θερμοκρασίας. Αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε ανακρυστάλλωση του υλικού. Ρυθμός παραμόρφωσης. Μεγαλύτερος ρυθμός παραμόρφωσης οδηγεί σε αύξηση της μηχανικής παραμόρφωσης αντί για ανακρυστάλλωση. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Θραυσιγενείς ζώνες διάτμησης:

21 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. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Δομές θραυσιγενών (brittle) ζωνών διάτμησης:

22 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. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 23:

23 Πειραματικά μοντέλα δημιουργίας θραυσιγενών ζωνών διάτμησης σε ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης. a, b, c: δεξιόστροφη ζώνη. d: αριστερόστροφη ζώνη. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 24:

24 Διατμητικές διαρρήξεις R και R’ Πτυχές Κανονικά ρήγματα Ανάστροφα ρήγματα 05:36 chatzipetros.weebly.com

Πλαστικές ζώνες διάτμησης:

25 Πλαστικές ζώνες διάτμησης Πλαστικές (ductile) ζώνες διάτμησης. Σχηματίζονται στο μέσο και κατώτερο φλοιό, κυρίως σε συνθήκες μεταμόρφωσης. Χαρακτηρίζονται από μυλωνιτιωμένα πετρώματα. Το πάχος των ζωνών αυτών είναι σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό των αντίστοιχων ρηξιγενών. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Δομές πλαστικών (ductile) ζωνών διάτμησης:

26 Δομές πλαστικών (ductile) ζωνών διάτμησης Οι δομές αυτές δημιουργούνται από αναδιάταξη και ανακρυστάλλωση ορυκτών. S: επίπεδα κύριας σχιστότητας. C: επίπεδα διάτμησης, παράλληλα ή υποπαράλληλα με τα όρια της ζώνης διάτμησης. C’ : επίπεδα διάτμησης υπό γωνία με τα όρια της ζώνης διάτμησης. C” : συζυγή επίπεδα των C’ (παρατηρούνται σπάνια). 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 27:

27 Παραδείγματα σχέσεων επιπέδων C και S. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Πώς σχηματίζονται οι πλαστικές ζώνες διάτμησης;:

28 Πώς σχηματίζονται οι πλαστικές ζώνες διάτμησης; Σχηματίζονται λόγω διαφορικής ταχύτητας ολίσθησης κατά μήκος των c -επιπέδων. Η διαφορά στην ταχύτητα ολίσθησης οφείλεται στο φαινόμενο της ροής (τεκτονική ροή – tectonic flow – στην περίπτωση των ζωνών διάτμησης) και παρατηρείται σε πλήθος φυσικών διεργασιών που σχετίζονται με ροή. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Προσομοίωση δημιουργίας μίας πλαστικής ζώνης διάτμησης:

29 Προσομοίωση δημιουργίας μίας πλαστικής ζώνης διάτμησης 05:36 chatzipetros.weebly.com

Προσομοίωση δημιουργίας μίας πλαστικής ζώνης διάτμησης:

30 Προσομοίωση δημιουργίας μίας πλαστικής ζώνης διάτμησης 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 31:

31 Αλλαγή της γωνίας φύλλωσης σε μία ζώνη διάτμησης σε σχέση με την παραμόρφωση. Η γωνία κλίσης μειώνεται λογαριθμικά με την αύξηση της παραμόρφωσης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Πληροφορίες ζωνών διάτμησης:

32 Πληροφορίες ζωνών διάτμησης Οι ζώνες διάτμησης μπορούν να μας δώσουν πληροφορίες σχετικά με: Τη σχετική χρονολόγηση παραμορφωτικών φάσεων. Τη διακρίβωση της φοράς κίνησης (shear sense) με τη χρήση κινηματικών δεικτών. Οι παρατηρήσεις γίνονται σε μεσο- και μικρο- κλίμακα. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Σχετική χρονολόγηση παραμορφωτικών φάσεων:

33 Σχετική χρονολόγηση παραμορφωτικών φάσεων Η σχετική χρονολόγηση παραμορφωτικών φάσεων γίνεται με την παρατήρηση της επικάλυψης των παραμορφωτικών δομών και τη σειρά κρυστάλλωσης ορυκτών που σχετίζονται με παραμόρφωση και/ή με μεταμόρφωση. Η μελέτη των σχέσεων αυτών μπορεί να δώσει μόνο σχετική χρονολόγηση των παραμορφώσεων, όχι απόλυτη. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 34:

34 Σχετική χρονολόγηση παραμορφωτικών φάσεων με τη βοήθεια ζωνών διάτμησης. Η αρχική σχιστότητα S 1 επηρεάζεται από τη μεταγενέστερη σχιστότητα S 2 η οποία προήλθε από τις ζώνες διάτμησης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Κινηματικοί δείκτες:

35 Κινηματικοί δείκτες Λόγω της υψηλής παραμόρφωσης σε μία πλαστική ζώνη διάτμησης, παρατηρούνται διάφορες μορφές διάταξης των ορυκτών, από τις οποίες είναι δυνατόν να συναχθούν συμπεράσματα για την κινηματική της ζώνης. Οι μορφές αυτές ονομάζονται κινηματικοί δείκτες και πρέπει να συνδυάζονται και με ευρύτερες παρατηρήσεις υπαίθρου. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Μετατοπισμένες δομές:

36 Μετατοπισμένες δομές Σε ορισμένες περιπτώσεις είναι δυνατό να συναχθεί η φορά κίνησης και το μέγεθος της μετατόπισης μίας ζώνης διάτμησης από τη σχετική θέση υπαρχουσών δομών (markers) . Είναι ανάλογο φαινόμενο του άλματος στα ρήγματα. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 37:

37 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 38:

38 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 39:

39 D1 D2 D3 05:36 chatzipetros.weebly.com

Διάταξη κρυστάλλων:

40 Διάταξη κρυστάλλων Σε μία πλαστική ζώνη διάτμησης οι κρύσταλλοι των ορυκτών αναδιατάσσονται και αλλάζουν τον προσανατολισμό τους. Ο μέγιστος άξονάς τους τείνει να γίνει παράλληλος με τα επίπεδα διάτμησης. Συχνά η αναδιάταξη των ορυκτών συνοδεύεται από ορυκτογένεση, διάλυση και μεταφορά υλικού, και δημιουργία νέων δομών. Μεγάλη σημασία έχουν οι μηχανικές και χημικές ιδιότητες του πετρώματος, καθώς και οι συνθήκες παραμόρφωσης ( P-T ). 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 41:

41 Διάφορα είδη κινηματικών δεικτών σε ζώνες διάτμησης ( White et al., 1986). Περιστροφή της σχιστότητας στα όρια της ζώνης. Ασυμμετρία μικροπτυχώσεων μέσα στη ζώνη. Ασυμμετρία s και c επιφανειών. Μετατόπιση τεμαχών πορφυροβλαστών. Ασυμμετρία πορφυροβλαστών. Ασυμμετρία χαρακτηριστικών κλαστών μαρμαρυγία (mica fish) 05:36 chatzipetros.weebly.com

Πορφυροκλάστες και Πορφυροβλάστες:

42 Πορφυροκλάστες και Πορφυροβλάστες Πορφυροκλάστες: υπολειμματικοί κρύσταλλοι του πρωτολίθου. Πορφυροβλάστες: κρύσταλλοι ορυκτών οι οποίοι σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια ή μετά από μία παραμορφωτική φάση. Διακρίνονται σε δύο τύπους ( Barker, 1990) : σ-πορφυροβλάστες. Κρύσταλλοι με συμμετρικές «ουρές» ανακρυσταλλωμένου υλικού. Ρυθμός ανακρυστάλλωσης > ρυθμός διάτμησης. δ-πορφυροβλάστες. Κρύσταλλοι με ασύμμετρες «ουρές» ανακρυσταλλωμένου υλικού Ρυθμός ανακρυστάλλωσης < ρυθμός διάτμησης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 43:

43 σ-πορφυροβλάστης 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 44:

44 δ-πορφυροβλάστης 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 45:

45 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 46:

46 δ-πορφυροβλάστης μορφής «χιονόμπαλας» (snowball) 05:36 chatzipetros.weebly.com

Πορφυροβλάστες:

47 Πορφυροβλάστες Προσομοίωση περιστροφής ενός πορφυροβλάστη σε μία ζώνη διάτμησης σε συνθήκες περιστροφικής παραμόρφωσης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 48:

48 Μορφές πορφυροβλαστών σε διαφορετικές τιμές διατμητικής παραμόρφωσης. Μορφή πορφυροβλάστη σε τρεις διαστάσεις. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Πτυχές τύπου sheath:

49 Πτυχές τύπου sheath Οι πτυχές τύπου sheath αναπτύσσονται μέσα σε ζώνες διάτμησης και παραμορφώνουν την υφή του πετρώματος, χωρίς όμως απαραίτητα να οφείλονται σε διαφορετική φάση παραμόρφωσης. Έχουν πολύ χαρακτηριστική μορφή και είναι καλοί δείκτες της φοράς κίνησης σε μία ζώνη διάτμησης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Μορφολογία πτυχών τύπου sheath:

50 Μορφολογία πτυχών τύπου sheath 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 51:

51 Μία πτυχή τύπου sheath με χαρακτηριστική οφθαλμοειδή εμφάνιση. 05:36 chatzipetros.weebly.com

Slide 52:

52 05:36 chatzipetros.weebly.com

Συμπεράσματα:

53 Συμπεράσματα Η ανάλυση των ζωνών διάτμησης μπορεί να δώσει πολύτιμα συμπεράσματα σχετικά με την κινηματική της περιοχής μελέτης (φορά κίνησης, μετατόπιση, κλπ). την ιστορία παραμόρφωσης (παραμορφωτικές φάσεις, σχετική χρονολόγηση, μεταμόρφωση, κλπ). Το είδος και το μέγεθος της ζώνης διάτμησης δίνει στοιχεία για τις επικρατούσες φυσικοχημικές συνθήκες και οδηγεί σε συμπεράσματα σχετικά με το βάθος παραμόρφωσης. 05:36 chatzipetros.weebly.com

authorStream Live Help