Разлом (геология)

Спутниковый снимок разлома Пицян , левостороннего сдвигового разлома северо-западного простирания в пустыне Такла-Макан к югу от гор Тянь-Шань , Китай (40,3 ° с.ш., 77,7 ° в.д.)

В геологии , А неисправность является плоской трещины или разрыва в объеме породы , через которую был достигнут значительный смещение в результате рок-массовых движений. Большие ошибки в пределах Земли «ы коры результате от действия тектонических плит сил, с самым большим , образующие границы между пластинами, такие как зоны субдукции или преобразования неисправностей . ^[1] Выделение энергии, связанное с быстрым движением по активным разломам, является причиной большинства землетрясений . Разломы также могут смещаться медленно за счет асейсмической ползучести.. ^[2]

Плоскости разлома является плоскость , которая представляет собой поверхность разрушения неисправности. Трасса разлома или линия разлома - это место, где разлом можно увидеть или нанести на карту на поверхности. След разлома - это также линия, обычно наносимая на геологические карты для обозначения разлома. ^{[3] [4]}

Зона разломов представляет собой кластер параллельных разломов. ^{[5] [6]} Однако этот термин также используется для обозначения зоны щебня вдоль единственного 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 [ править ]

Из-за трения и жесткости 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 неровностями . Напряжение нарастает, когда разлом заблокирован, и когда оно достигает уровня, превышающего порог прочности , разлом разрушается, и накопленная энергия деформации частично высвобождается в виде сейсмических волн , формируя землетрясение . ^[2]

Напряжение происходит накопительно или мгновенно, в зависимости от жидкого состояния породы; ковкие нижняя кора и мантия деформация накапливается постепенно с помощью сдвига , в то время как хрупкой верхней реагирует кору перелома - мгновенное снятие стресса - в результате движения вдоль разлома. ^[9] Разлом в пластичных породах также может мгновенно исчезнуть, когда скорость деформации слишком велика.

Скольжение, подъем, бросок [ править ]

Скольжение определяется как относительное движение геологических объектов, присутствующих по обе стороны от плоскости разлома. Чувство скольжения разлома определяется как относительное движение породы с каждой стороны разлома относительно другой стороны. ^[10] При измерении горизонтального или вертикального разделения выброс разлома является вертикальным компонентом разделения, а подъем разлома - горизонтальным компонентом, как в «Подбрасывании и вспучивании». ^[11]

Вектор сдвига может быть качественно оценен путем изучения любой складчатости пластов, которая может быть видна по обе стороны от разлома. ^[12] Складчатость - это зона складчатости вблизи разлома, которая, вероятно, возникает из-за сопротивления трения движению по разлому. ^[13] Направление и величину подъема и выброса можно измерить только путем нахождения общих точек пересечения по обе стороны от разлома (называемых точкой пробивки ). На практике обычно можно найти только направление скольжения разломов и аппроксимацию вектора вертикальной качки и броска.

Подвесная стена и подножка [ править ]

Две стороны невертикального разлома известны как висячая стена и опорная стенка . Висячая стена располагается над плоскостью разлома, а нижняя стенка - под ней. ^[14] Эта терминология пришла из горного дела: при работе с пластовым рудным телом шахтер стоял с опорной стенкой под ногами и нависающей стеной над ним. ^[15] Эти термины важны для различения различных типов разломов падения-скольжения: обратные разломы и нормальные разломы. При обратном разлоне висячая стена смещается вверх, а в нормальном разломе висячая стена смещается вниз. Различие между этими двумя типами разломов важно для определения режима напряжения движения разлома.

Типы неисправностей [ править ]

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 же
• косо-скольжение , сочетающее удар и падение .

Пробойно-сдвиговые разломы [ править ]

В сдвиговом разломе (также известном как разлом гаечного ключа , разрывной разрыв или поперечный разлом ) ^[16] поверхность разлома (плоскость) обычно близка к вертикали, а нижняя стенка перемещается в боковом направлении влево или вправо с очень небольшим вертикальным движением. Сдвиговые разломы с левосторонним движением также известны как левосторонние разломы, а сдвиговые разломы с правосторонним движением - правосторонние разломы. ^[17] Каждый определяется направлением движения земли, которое может видеть наблюдатель на противоположной стороне разлома.

Особым классом сдвигового разлома является трансформный разлом, когда он образует границу плиты . Этот класс связан со смещением в центре спрединга , таком как срединно-океанический хребет , или, что реже, в континентальной литосфере , таком как трансформация Мертвого моря на Ближнем Востоке или Альпийский разлом в Новой Зеландии . Трансформные разломы также называют «консервативными» границами плит, поскольку литосфера не создается и не разрушается.

Ошибки проскальзывания [ править ]

Падения-сдвиги могут быть как нормальными (« растянутыми »), так и обратными .

При нормальном разломе висячая стена перемещается вниз относительно опорной стенки. Нисходящий блок между двумя нормальными разломами, падающими навстречу друг другу, является грабеном . Переброшенный блок между двумя отклоняющимися друг от друга нормальными разломами - это горст . Малоугловые сбросы с региональным тектоническим значением могут быть обозначены как разломы отрыва .

Обратный разлом противоположен нормальному - висячая стена перемещается вверх относительно опорной стенки. Обратные разломы указывают на компрессионное укорочение земной коры. Провал обратного разлома является относительно крутым, больше чем 45 °. Терминология «нормальный» и «обратный» пришла из угледобычи в Англии, где нормальные разломы являются наиболее распространенными. ^[18]

Надвига имеет тот же смысл движения в качестве обратной ошибки, но с падением плоскости разлома на менее чем 45 °. ^{[19] [20]} Надвиговые разломы обычно образуют аппарели, уступы и изгибы (висящая стена и ступенчатая стена) складки.

Плоские сегменты плоскостей надвиговых разломов известны как плоские , а наклонные участки надвиговых разломов известны как аппарели . Как правило, надвиговые разломы перемещаются внутри пластов, образуя отмели и поднимаясь по участкам с пандусами.

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

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

Thrust faults form nappes and klippen in the large thrust belts. Subduction zones are a special class of thrusts that form the largest faults on Earth and give rise to the largest earthquakes.

Oblique-slip faults[edit]

A fault which has a component of dip-slip and a component of strike-slip is termed an oblique-slip fault. Nearly all faults have some component of both dip-slip and strike-slip; hence, defining a fault as oblique requires both dip and strike components to be measurable and significant. Some oblique faults occur within transtensional and transpressional regimes, and others occur where the direction of extension or shortening changes during the deformation but the earlier formed faults remain active.

The hade angle is defined as the complement of the dip angle; it is the angle between the fault plane and a vertical plane that strikes parallel to the fault.

Listric fault[edit]

Listric faults are similar to normal faults but the fault plane curves, the dip being steeper near the surface, then shallower with increased depth. The dip may flatten into a sub-horizontal décollement, resulting in a horizontal slip on a horizontal plane. The illustration shows slumping of the hanging wall along a listric fault. Where the hanging wall is absent (such as on a cliff) the footwall may slump in a manner that creates multiple listric faults.

Ring fault[edit]

Ring faults, also known as caldera faults, are faults that occur within collapsed volcanic calderas^[21] and the sites of bolide strikes, such as the Chesapeake Bay impact crater. Ring faults are the result of a series of overlapping normal faults, forming a circular outline. Fractures created by ring faults may be filled by ring dikes.^[21]

Synthetic and antithetic faults[edit]

Synthetic and antithetic faults are terms used to describe minor faults associated with a major fault. Synthetic faults dip in the same direction as the major fault while the antithetic faults dip in the opposite direction. These faults may be accompanied by rollover anticlines (e.g. the Niger Delta Structural Style).

Fault rock[edit]

All faults have a measurable thickness, made up of deformed rock characteristic of the level in the crust where the faulting happened, of the rock types affected by the fault and of the presence and nature of any mineralising fluids. Fault rocks are classified by their textures and the implied mechanism of deformation. A fault that passes through different levels of the lithosphere will have many different types of fault rock developed along its surface. Continued dip-slip displacement tends to juxtapose fault rocks characteristic of different crustal levels, with varying degrees of overprinting. This effect is particularly clear in the case of detachment faults and major thrust faults.

The main types of fault rock include:

• Cataclasite – a fault rock which is cohesive with a poorly developed or absent planar fabric, or which is incohesive, characterised by generally angular clasts and rock fragments in a finer-grained matrix of similar composition.
  • Tectonic or fault breccia – a medium- to coarse-grained cataclasite containing >30% visible fragments.
  • Fault gouge – an incohesive, clay-rich fine- to ultrafine-grained cataclasite, which may possess a planar fabric and containing <30% visible fragments. Rock clasts may be present
    • Clay smear - clay-rich fault gouge formed in sedimentary sequences containing clay-rich layers which are strongly deformed and sheared into the fault gouge.
• Mylonite – a fault rock which is cohesive and characterized by a well-developed planar fabric resulting from tectonic reduction of grain size, and commonly containing rounded porphyroclasts and rock fragments of similar composition to minerals in the matrix
• Pseudotachylyte – ultrafine-grained glassy-looking material, usually black and flinty in appearance, occurring as thin planar veins, injection veins or as a matrix to pseudoconglomerates or breccias, which infills dilation fractures in the host rock. Pseudotachylyte likely only forms as the result of seismic slip rates and can act as a fault rate indicator on inactive faults.^[22]

Impacts on structures and people[edit]

In geotechnical engineering, a fault often forms a discontinuity that may have a large influence on the mechanical behavior (strength, deformation, etc.) of soil and rock masses in, for example, tunnel, foundation, or slope construction.

The level of a fault's activity can be critical for (1) locating buildings, tanks, and pipelines and (2) assessing the seismic shaking and tsunami hazard to infrastructure and people in the vicinity. In California, for example, new building construction has been prohibited directly on or near faults that have moved within the Holocene Epoch (the last 11,700 years) of the Earth's geological history.^[23] Also, faults that have shown movement during the Holocene plus Pleistocene Epochs (the last 2.6 million years) may receive consideration, especially for critical structures such as power plants, dams, hospitals, and schools. Geologists assess a fault's age by studying soil features seen in shallow excavations and geomorphology seen in aerial photographs. Subsurface clues include shears and their relationships to carbonate nodules, eroded clay, and iron oxide mineralization, in the case of older soil, and lack of such signs in the case of younger soil. Radiocarbon dating of organic material buried next to or over a fault shear is often critical in distinguishing active from inactive faults. From such relationships, paleoseismologists can estimate the sizes of past earthquakes over the past several hundred years, and develop rough projections of future fault activity.

Faults and ore deposits[edit]

Many ore deposits lie on or are associated with faults. This is because the fractured rock associated with fault zones allow for magma ascent^[24] or the circulation of mineral-bearing fluids. Intersections of near-vertical faults are often locations of significant ore deposits.^[25]

An example of a fault hosting valuable porphyry copper deposits is northern Chile's Domeyko Fault with deposits at Chuquicamata, Collahuasi, El Abra, El Salvador, La Escondida and Potrerillos.^[26] Further south in Chile Los Bronces and El Teniente porphyry copper deposit lie each at the intersection of two fault systems.^[25]

See also[edit]

• Aseismic creep
• Fault scarp – A small step or offset on the ground surface where one side of a fault has moved vertically with respect to the other
• Fault block
• Mitigation of seismic motion
• Mountain formation – The geological processes that underlie the formation of mountains
• Orogeny – The formation of mountain ranges
• Seismic hazard – Probability that an earthquake will occur in a given geographic area, within a given window of time
• Striation – A groove, created by a geological process, on the surface of a rock or a mineral
• Vertical displacement - Vertical movement of Earth's crust

Notes[edit]

References[edit]

External links[edit]

The Wikibook Historical Geology has a page on the topic of: Faults

Wikimedia Commons has media related to Faults.

• Fault Motion Animations at IRIS Consortium
• Aerial view of the San Andreas fault in the Carrizo Plain, Central California, from "How Earthquakes Happen" at USGS
• LANDSAT image of the San Andreas Fault in southern California, from "What is a Fault?" at USGS