Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Разделение деформации обычно называют процессом деформации, при котором общая деформация, испытываемая на породе, площади или области, неоднородно распределена с точки зрения интенсивности деформации и типа деформации (т.е. чистый сдвиг , простой сдвиг , дилатация ). [1] [2] [3] Этот процесс наблюдается в диапазоне масштабов от масштаба зерна- кристалла до масштаба плиты- литосферы, и происходит как в режиме хрупкой, так и в пластической деформации. [1] [2]Способ и интенсивность распространения деформации контролируются рядом факторов, перечисленных ниже. [2]

Факторы влияния [ править ]

Все четыре перечисленных ниже фактора по отдельности или в комбинации могут способствовать распределению напряжения. Следовательно, каждый из этих факторов должен приниматься во внимание при анализе того, как и почему распределяется штамм: [2]

  1. Анизотропия, такая как уже существующие структуры, композиционные слои или плоскости спайности. Изотропные линии «разделяют взаимно ортогональные основные траектории с каждой стороны. В поле плоской деформации деформация равна нулю в изотропных точках и линиях, и их можно назвать нейтральными точками и нейтральными линиями». [4]
  2. Реология
  3. Граничные условия - геометрические и механические свойства
  4. Ориентация напряжения - критические углы приложения напряжения [1] [2] [3]

Подразделения [ править ]

Разделение деформаций в литературе разнообразно и было разделено на три подразделения согласно Американскому геологическому институту. [5]

  1. Наложение отдельных компонентов деформации, вызывающих конечную деформацию [5]
  2. Накопление деформации под влиянием составляющих горных материалов [5]
  3. Индивидуальные механизмы деформации, которые способствуют возникновению конечной деформации [5]

Наложение отдельных компонентов деформации [ править ]

Наложение отдельных компонентов деформации может быть выражено в тектоническом масштабе, включая наклонные сходящиеся границы и тектонические режимы транспрессии / транстенсии. [1]

Наклонные сходящиеся поля [ править ]

Блок-схема, иллюстрирующая разделение деформации на наклонном сходящемся крае . Наклон схождения пластин (синие стрелки) вызывает компоненты напряжения, которые перпендикулярны краю (желтая стрелка) и параллельны краю (зеленая стрелка). Повышенные значения составляющей, параллельной дуге, вызывают горизонтальное перемещение (красные стрелки) между клином и ограничителем обратного хода. Адаптировано и модифицировано из Platt, 1993. [6]

Сходящиеся границы с наклонным углом субдукции часто приводят к разделению деформации на составляющую, параллельную дуге (компенсируемую сдвигами или зонами сдвига), и нормальную составляющую дуги (приспосабливаемую через надвиги ). [6] [7] Это происходит как реакция на напряжение сдвига, действующее в основании перекрывающей пластины, которое не перпендикулярно краю пластины. [6] [7] [8]

Фундаментальные факторы, контролирующие разделение деформации в наклонных орогенах [ править ]

  • Ориентация напряжения : угол субдукции - увеличенный угол субдукции увеличивает параллельную составляющую дуги [6] [7]
  • Реология и анизотропия : механические свойства клина: (кулон против пластика) влияют на геометрию клина [6] [7]
  • Граничные условия : трение и геометрия между упором обратного хода и клином [6] [7]

Пример: гималайский ороген [ править ]

Гималаи представляют собой штамм распределял ороген в результате чего из наклонного сближения Индии и Азии. [9] Конвергенция между двумя массивами суши сохраняется сегодня со скоростью 2 см / год. [9] Наклон конвергенции плит увеличивается по направлению к западной части орогена, таким образом вызывая более сильное разделение напряжений в западных Гималаях, чем в центральных. [9]

В таблице ниже показаны относительные скорости сближения Индии с Азией. Латеральная изменчивость скорости между центральными и краевыми областями орогена предполагает, что деформация разделена из-за наклонной конвергенции. [8] [9]

Место расположенияНормальная дугаПараллельная дуга
Западный~ 10 мм / год к северу~ 20 мм / год на запад
Центральная~ 30 мм / год к северу~ 0 мм / год
Восточная~ 15 мм / год к северу~ 20 мм / год на восток

Ссылка на таблицу: [8]

Транспрессия и транспрессия [ править ]

Расчленение деформаций является обычным явлением в транспрессивных и транстензивных тектонических областях. [10] [11] Оба режима включают компонент чистого сдвига (транспрессия - сжатие, растяжение - экстенсивное) и компонент простого сдвига. [3] [10] [11] Штамм может быть разделен по разработке разлома удара скольжения или зоны сдвига через активно деформирующую область. [10] [11]

Пример: Прибрежные горы Британской Колумбии [ править ]

На побережье Горы Британской Колумбии интерпретируется как transpressive складчатой , которая образуется во время мелового периода . [12] Косая субдукция вызвала развитие нескольких зон сдвига, которые простираются параллельно орогену. [12] Присутствие этих зон сдвига предполагает, что напряжение разделено в пределах Берегового орогена, что привело к горизонтальному перемещению террейнов на несколько сотен километров параллельно орогену. [12]

Блок-схема, показывающая разницу между однородной и разделенной деформациями в пределах транспрессивного и транспрессивного тектонических режимов Разделение деформации происходит за счет развития зоны сдвига или сдвига (показаны красными стрелками) через активно деформирующуюся область (коричневые). Адаптация и модификация из (Teyssier et al., 1995; [10] Fossen, 2012; [3] Jones and Tanner, 1995; [1] Sanderson and Marchini, 1984 [13] ).

Факторизация деформации [ править ]

Факторизация деформации - это математический подход для количественной оценки и характеристики изменения компонентов деформации с точки зрения интенсивности и распределения, которые вызывают конечную деформацию во всей деформируемой области. [13] [14] [15] [16] Это достигается за счет умножения матриц. [14] [15] Обратитесь к рисунку ниже, чтобы концептуально визуализировать то, что получается путем факторизации деформации.

Концептуальная иллюстрация факторизации деформации. Это подчеркивает, как порядок наложения чистых и простых компонентов сдвига приводит к разной геометрии, поскольку умножение матриц некоммутативно. Адаптация и модификации из Ramsay and Huber, 1983; [14] Рамзи и Хубер, 1987 [15]

Влияние реологии горных пород [ править ]

В масштабе зерен и кристаллов разделение деформации может происходить между минералами (или обломками и матрицей), что определяется их реологическими контрастами. [2] [5] [17] [18] Составляющие минералы с разными реологическими свойствами в породе будут накапливать напряжение по-разному, создавая таким образом механически предпочтительные структуры и ткани. [17] [18]

Пример [ править ]

Породы, которые содержат несостоятельные (механически слабые) минералы, такие как слюды, и более подходящие (механически более сильные) минералы, такие как кварц или полевой шпат, могут образовывать полосу сдвига. [17] [18] В некомпетентные минералы будут преимущественно образуют С-поверхностей и компетентные минералы будут образовывать вдоль S-поверхностей. [17] [18]

Индивидуальные механизмы деформации [ править ]

Упрощенная иллюстрация различных механизмов деформации, вызывающих конечную деформацию. Цитирование различных типов механизмов деформации получено из (Passchier and Trouw, 2005) [19]

Разделение деформации также известно как процедура разложения общей деформации на отдельные механизмы деформации, которые позволяют компенсировать деформацию. [14] Этот подход основан на геометрическом анализе горных пород в масштабе зерна-кристалла. [14] Деформационное разделение механизмов деформации включает в себя те механизмы, которые возникают одновременно и / или впоследствии по мере развития тектонических условий, поскольку механизмы деформации являются функцией скорости деформации и условий давления-температуры. [14] [16] Выполнение такой процедуры важно для структурного и тектонического анализа, поскольку она обеспечивает параметры и ограничения для построения моделей деформации. [16] [20]

См. Также [ править ]

  • Сдвиговая тектоника
  • Сходящаяся граница
  • Теория конечных деформаций
  • Совместимость (механика)

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Джонс, Ричард; Таннер, П. В. Джефф (1995). «Деформационное разделение в зонах транспрессии». Журнал структурной геологии . 17 (6): 793–802. Bibcode : 1995JSG .... 17..793J . DOI : 10.1016 / 0191-8141 (94) 00102-6 .
  2. ^ a b c d e f Каррерас, Хорди; Косгроув, Джон; Другует, Елена (2013). «Расчленение деформаций в полосчатых и / или анизотропных породах: последствия для определения тектонических режимов». Журнал структурной геологии . 50 : 7–21. Bibcode : 2013JSG .... 50 .... 7C . DOI : 10.1016 / j.jsg.2012.12.003 .
  3. ^ a b c d Фоссен, Хокон (2012). Структурная геология . Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-51664-8.
  4. ^ Жан-Пьер Брун (1983) "Изотропные точки и линии в полях деформации", Журнал структурной геологии 5 (3): 321–7
  5. ^ a b c d e Neuendorf, Kaus; Мел, Джеймс; Джексон, Джулия (2005). Глоссарий геологии (5-е изд.). Александрия, Вирджиния, США: Американский геологический институт. ISBN 978-0-922152-76-6.
  6. ^ Б с д е е Platt, JP (1993). «Механика наклонной конвергенции». Журнал геофизических исследований . 98 (B9): 16, 239–16, 256. Bibcode : 1993JGR .... 9816239P . DOI : 10.1029 / 93JB00888 .
  7. ^ а б в г д Маккаффри, Роберт (1992). «Косая конвергенция пластин, векторы скольжения и деформация передней дуги». Журнал геофизических исследований . 97 (B6): 8905–8915. Bibcode : 1992JGR .... 97.8905M . DOI : 10.1029 / 92JB00483 .
  8. ^ a b c Сайрон, Ричард; Тейлор, Майкл; Мерфи, Майкл (2011). «Косая конвергенция, параллельное дуге расширение и роль сдвиговых разломов в Высоких Гималаях» . Геосфера . 7 (2): 582–596. Bibcode : 2011Geosp ... 7..582S . DOI : 10.1130 / GES00606.1 .
  9. ^ а б в г Мерфи, Массачусетс; Тейлор, MH; Gosse, J .; Серебро, RP; Whipp, DM; Бомонт, К. (2014). «Предел деформации раздела в Гималаях, отмеченный сильными землетрясениями в западном Непале». Природа Геонауки . 7 (1): 38–42. Bibcode : 2014NatGe ... 7 ... 38М . DOI : 10.1038 / NGEO2017 .
  10. ^ a b c d Тейсье, Кристиан; Тикофф, Василий; Маркли, Мишель (1995). «Косое движение плит и континентальная тектоника». Геология . 23 (5): 447. Bibcode : 1995Geo .... 23..447T . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1995) 023 <0447: OPMACT> 2.3.CO; 2 .
  11. ^ a b c Фоссен, Хокон; Тикофф, Василий; Тейсье, Кристиан (1994). «Деформационное моделирование транспрессионной и трансстенсионной деформации» (PDF) . Norsk Geologisk Tidsskrift . 74 : 134–145.
  12. ^ a b c Шардон, Доминик; Андроникос, Кристофер; Холлистер, Линкольн (1999). «Крупномасштабные структуры транспрессивных зон сдвига и смещения внутри магматических дуг: прибрежно-плутонический комплекс, Британская Колумбия» . Тектоника . 18 (2): 278–292. Bibcode : 1999Tecto..18..278C . DOI : 10.1029 / 1998TC900035 .
  13. ^ а б Сандерсон, Дэвид; Маркини, WRD (1984). «Транспрессия». Журнал структурной геологии . 6 (5): 449–458. Bibcode : 1984JSG ..... 6..449S . DOI : 10.1016 / 0191-8141 (84) 90058-0 .
  14. ^ a b c d e f Рамзи, Джон; Хубер, Мартин (1983). Методы современной структурной геологии Том 1: Анализ деформаций . Лондон: Academic Press. ISBN 978-0-12-576901-3.
  15. ^ a b c Рамзи, Джон; Хубер, Мартин (1987). Методы современной структурной геологии Том 2: Складки и трещины . Лондон: Academic Press. ISBN 978-0-12-576902-0.
  16. ^ a b c Эванс, Марк; Данн, Уильям (1991). «Факторизация деформации и разделение в надвиговом листе Северной горы, центральные Аппалачи, США». Журнал структурной геологии . 13 (1): 21–35. Bibcode : 1991JSG .... 13 ... 21E . DOI : 10.1016 / 0191-8141 (91) 90098-4 .
  17. ^ a b c d Гудвин, Лорел; Тикофф, Василий (2002). «Компетентный контраст, кинематика и развитие слоистости и линейности в земной коре». Журнал структурной геологии . 24 (6–7): 1065–1085. Bibcode : 2002JSG .... 24.1065G . DOI : 10.1016 / S0191-8141 (01) 00092-X .
  18. ^ a b c d Митибаяси, Кацуёси; Мураками, Масами (2007). «Развитие расщепления полосы сдвига в результате разделения деформации». Журнал структурной геологии . 29 (6): 1070–1082. Bibcode : 2007JSG .... 29.1070M . DOI : 10.1016 / j.jsg.2007.02.003 . ЛВП : 10297/508 .
  19. ^ Passchier, Cees; Trouw, Рудольф (2005). Микротектоника (5-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-3-540-64003-5.
  20. Перейти ↑ Mitra, Shankar (1976). «Количественное исследование механизмов деформации и конечной деформации в кварцитах». Вклад в минералогию и петрологию . 59 (2): 203–226. Bibcode : 1976CoMP ... 59..203M . DOI : 10.1007 / BF00371309 .