Poruchová rýha - Fault gouge

Poruchová rýha je tektonit (A Skála tvořený tektonickými silami / křehkou deformací) s velmi malou velikostí zrna. Chyba drážka nemá soudržnost a to je normálně nekonsolidovaný skalní typ, pokud cementace proběhlo v pozdější fázi. Porucha se vytvoří stejným způsobem jako chyba breccia, druhý má také větší klasty.[1] Ve srovnání s zlomovou brekcí, která je další nekohezivní zlomovou horninou, má zlomová drážka méně viditelné fragmenty (méně než 30% viditelných fragmentů, pokud jde o zlomovou drážku, a více než 30%, pokud jde o zlomovou brekcii).[2] Poruchová drážka je také klasifikována jako částice o průměru menším než 1 mm.[3] Poruchová drážka se proto obvykle skládá z jílů, z nichž se obvykle skládají Illite, Montmorillonit, Saponit, Kaolinit, Vermikulit, Křemen, Chloritany, Moskvan, Biotit a / nebo Živce.[4][5]

Malý chyba zářezy mezi světlejšími šedými kameny vpravo a tmavšími šedými kameny vlevo. Poruchový rýh je vidět jako lososově zbarvená skála ve středu obrázku nad batohem. od společnosti Tavan Har, Gobi, Mongolsko.

Poruchy vyplněné rýhou mohou být slabá letadla ve skalních masách. Pokud je kompresní zdůrazňuje stačí to může způsobit kompresní poddajnost nebo nakonec rock zlomenina.[6]

Původ

Porucha se vytvoří tektonický pohyb podél lokalizované zóny křehká deformace (A poruchová zóna ) ve skále. Broušení a frézování, ke kterému dochází, když jsou obě strany desky poruchová zóna pohyb po sobě vede k materiálu, který je vyroben z volných úlomků. První a chyba breccia vytvoří se, ale pokud bude broušení pokračovat, skála se stane zlomem. Větší stříhání událostí v poruchových zónách mají tendenci zmenšovat velikost částic matice, jinými slovy, větší síla koreluje s práškovitějším a jemnějším materiálem. Foliace se mohou ve zlomové drážce tvořit rovnoběžně se směrem stříhat, buď náhle, nebo po dobu několika stříhání událostí.[3]

V závislosti na orientaci a velikosti smykové síly se mohou minerály stát metamorficky změněn na ty, jako je mastek. Třecí silné a slabé minerály jako např křemen a mastek respektive může ovlivnit vlastnosti poruchy.[7]

Třecí vlastnosti

Tření uvnitř poruchy vzniká kombinací napětí a mineralogických vlastností poruchy. Vlastnosti poruchy, které se týkají celkového tření, zahrnují třecí vlastnosti minerálů před tím, než se podrobí poruše, vlastnosti materiálu matrice po vzniku počáteční poruchy a strukturální napětí na chybě. Třecí vlastnosti minerálů zahrnují tvar jednotlivých částic a pevnost vazby minerálů. Hloubka a teplota korelují přímo s koeficient tření zlomové drážky. Koeficienty tření se počítají dělením smykového napětí účinným normálovým napětím. Některé třecí koeficienty pro minerály jsou uvedeny níže:

MinerálníKoeficient tření
Montmorillonit[8]0.08 - 0.14
Křemen[8]0.49 - 0.62
Chryzotil (Hadí )[9]0.7
Illite[10]0.6-0.85

Jak lze předpokládat, zavedení vody má velký vliv na třecí vlastnosti chyba vydlabat. Voda většinou snižuje hodnoty tření dláta, spolu s mnoha dalšími typy tekutiny.[11][12] Pórovitost drážky také hraje hlavní roli v tom, kolik tekutiny může být absorbováno uvnitř matice. Pokud však chemikálie jako např hořčík křemičitan (Mg3Si4Ó10), což je předhydratovaná verze minerálu mastek, přijdou do styku s vodou, mohou se hydratovat, pokud jsou podmínky vhodné a třecí hodnota se sníží. Mnoho dalších minerálů může přecházet do svých vodnatých forem, když je do systému zavedena voda.[11] V některých případech však zavedení vody ne vždy sníží tření uvnitř a chyba a místo toho může umožnit vznik nového typu minerálu.

Teploty

Protože tření dochází, jsou generovány vyšší teploty a mohou způsobit mineralogické změny v chyba vydlabat. To záleží na tom, zda chyba je čistý zlomenina nebo je-li široká zóna. Když chyba je generován poprvé, v závislosti na původním mineralogickém složení a teplotách vytvářených třením mezi dvěma povrchy, může být zlomová drážka vytvořena jako samostatný minerál. Ale pokud geotermální přechody nejsou dosaženy k vygenerování dalšího minerální, mineralogické složení chyba drážka se nezmění.[13] To je samozřejmě pouze s ohledem na tření a teplota, minerály se neustále mění prostřednictvím řady dalších procesů.

Klasifikace Fault Gouge

Dláta se obvykle klasifikuje podle charakteristik, lze ji klasifikovat na základě jejího chemického nebo mineralogického složení a podle typu velikosti částic. Další konkrétnější vlastnosti uvedené v dříve zmíněných částech obvykle nejsou součástí pojmenování nomenklatura. Všechny defekty se však obvykle označují jako jemnější velikost částic než 1 mm. Oba velikost částic a mineralogická kompozice může být analyzována použitím petrologie a petrografická analýza tenkých řezů.

Velikost částic:

Clay Gouge: Je považován za Gouge Jíl Drážkujte, pokud je velikost klastu mezi 63 - 125 µm.[14][15]

Granular Fault Gouge: Je popsáno, že granulovaná zlomová drážka má velikosti částic 105 - 149 µm.[16]

Klasifikace na základě chemického nebo mineralogického složení:

Tenká sekce z Glaucophane (Modrá) a Chloritany (Zelená).
Moskvan v metagranit. V pravé části jsou zrna biotit. Fotografujte s zkřížené póly.

Technicky vzato, chyba dláto může být složeno z téměř jakéhokoli minerální nebo sada minerálů v závislosti na hornině země v regionu. Některé běžné chyba složení drážek je uvedeno níže.

Minerály
Illite
saponit
Hadí
Montmorillonit
Kaolinit
Vermikulit
Křemen
Chloritany
Moskvan
Biotit
Živce
Correite

Jiný:

Simulovaná chyba Gouge: Simulované chyba drážka jednoduše označuje drážku, která je spíše modelována než měřena v terénu. Mohlo by to být také provedeno v kombinaci se vzorky z pole pro generování simulace chyba Systém.

Pozoruhodná chyba Gouge

Porucha San Andreas

Chyba San Andreas Drážka: Skládá se ze dvou aktivních smykové zóny: jihozápadní deformační zóna a střední deformační zóna. Oba jsou zastřešující složeny z hadovitý porfyroclasty a sedimentární hornina mezi jílem bohatým na hořčík matice. Saponit, corresite, křemen, a živce skládat jihozápadní deformující se zónu. Saponit, křemen, a kalcit tvoří centrální deformační zónu.[17]

Mapa velkého zemětřesení Hashan, generovaná Nojima Fault

Nojima Fault Drážka: Tato chyba způsobila tenké kmity foliace z psudotachylit a jemnou závadu žula v hloubce 3 km.[17]

Viz také

Reference

  1. ^ Twiss, R.J. & Moores, E.M., 2000 (6. vydání): Strukturní geologie, W.H. Freeman & co, ISBN  0-7167-2252-6; p. 55
  2. ^ Sibson, R. H. (1977). „Poruchové kameny a poruchové mechanismy“. Journal of the Geological Society of London. 133 (3): 191–213. doi:10.1144 / gsjgs.133.3.0191. S2CID  131446805.
  3. ^ A b „Procesy v strukturní geologii a tektonice v2“. psgt.earth.lsa.umich.edu. Citováno 2020-03-29.
  4. ^ Wu, Francis T. (01.07.1978). "Mineralogie a fyzikální podstata hliněného dláta". Čistá a aplikovaná geofyzika. 116 (4): 655–689. doi:10.1007 / BF00876531. ISSN  1420-9136. S2CID  186238015.
  5. ^ Ikari, Matt J .; Saffer, Demian M .; Marone, Chris (2009). "Třecí a hydrologické vlastnosti zlomové drážky bohaté na jíl". Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 114 (B5). doi:10.1029 / 2008JB006089. ISSN  2156-2202.
  6. ^ Bertuzzi, R., 2015: Mechanismus načítání podpory tunelů, UNSW, Sydney, Austrálie; p. 1
  7. ^ Wang, Chaoyi; Elsworth, Derek; Fang, Yi (2019). „Pevnost ve smyku, stabilita a propustnost smíšeného mineralogického zlomového zlomu získaného z 3D granulárních modelů“. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 124 (1): 425–441. doi:10.1029 / 2018JB016066. ISSN  2169-9356.
  8. ^ A b Logan, John M .; Rauenzahn, Kim Ann (1987-12-15). "Třecí závislost drážkových směsí křemene a montmorillonitů na rychlosti, složení a struktuře". Tektonofyzika. 144 (1): 87–108. doi:10.1016/0040-1951(87)90010-2. ISSN  0040-1951.
  9. ^ Moore, Diane E .; Lockner, David A .; Tanaka, Hidemi; Iwata, Kengo (01.05.2004). "Koeficient tření chrysotilní drážky v seismogenních hloubkách". Mezinárodní geologický přehled. 46 (5): 385–398. doi:10.2747/0020-6814.46.5.385. ISSN  0020-6814. S2CID  129239165.
  10. ^ Tembe, Sheryl; Lockner, David A .; Wong, Teng-Fong (2010). "Vliv obsahu jílu a mineralogie na třecí kluzné chování simulovaných drážek: Binární a ternární směsi křemene, ilitu a montmorillonitu". Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 115 (B3). doi:10.1029 / 2009JB006383. ISSN  2156-2202.
  11. ^ A b Morrow, C. A .; Moore, D.E .; Lockner, D. A. (2000). „Vliv pevnosti minerální vazby a adsorbované vody na třecí sílu zlomové drážky“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 27 (6): 815–818. doi:10.1029 / 1999 GL008401. ISSN  1944-8007.
  12. ^ Summers, R .; Byerlee, J. (01.5.1977). "Poznámka k vlivu složení zlomové drážky na stabilitu třecího skluzu". International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 14 (3): 155–160. doi:10.1016/0148-9062(77)90007-9. ISSN  0148-9062.
  13. ^ Cardwell, R. K .; Chinn, D. S .; Moore, G. F .; Turcotte, D. L. (01.03.1978). "Třecí ohřev v poruchové zóně s konečnou tloušťkou". Geophysical Journal International. 52 (3): 525–530. doi:10.1111 / j.1365-246X.1978.tb04247.x. ISSN  0956-540X.
  14. ^ Crawford, B. R .; Faulkner, D. R .; Rutter, E. H. (2008). "Vývoj pevnosti, pórovitosti a propustnosti během hydrostatického a smykového zatížení syntetického křemičitého jílového zlomku". Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 113 (B3). doi:10.1029 / 2006JB004634. ISSN  2156-2202.
  15. ^ Vrolijk, Peter; van der Pluijm, Ben A. (01.08.1999). "Clay gouge". Journal of Structural Geology. 21 (8): 1039–1048. doi:10.1016 / S0191-8141 (99) 00103-0. ISSN  0191-8141.
  16. ^ Scuderi, Marco M .; Carpenter, Brett M .; Marone, Chris (2014). „Fyzikálně-chemické procesy frikčního hojení: účinky vody na pokles napětí v tahu a tření granulovaného zlomového lomu“. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 119 (5): 4090–4105. doi:10.1002 / 2013JB010641. ISSN  2169-9356.
  17. ^ A b Lockner, David A .; Morrow, Carolyn; Moore, Diane; Hickman, Stephen (duben 2011). „Nízká pevnost hlubokého defektu San Andreas z jádra SAFOD“. Příroda. 472 (7341): 82–85. doi:10.1038 / nature09927. ISSN  1476-4687. PMID  21441903. S2CID  4413916.