أكثر

12.5: الهياكل الجيولوجية الناتجة عن التشوه البلاستيكي والهش - علوم الأرض

12.5: الهياكل الجيولوجية الناتجة عن التشوه البلاستيكي والهش - علوم الأرض


طيات

الطيات هي هياكل جيولوجية تم إنشاؤها عن طريق التشوه البلاستيكي لقشرة الأرض. استخدم قوى الضغط (ادفع الأطراف تجاه بعضها البعض). لقد قمت للتو بإنشاء طية (طبقات صخرية مثنية). بناءً على كيفية تحرك الورق ، قمت بإنشاء أحد أنواع الطيات الثلاثة الرئيسية (الشكل 12.11).

أ أحادي الخط هو هيكل طية بسيط يتكون من منحنى في طبقات صخرية أفقية. الأكثر شيوعًا هي الخطوط المضادة والخطوط المتزامنة. ان انتيكلين الطية محدبة لأعلى وطبقة تميل فيها طبقات الطبقات لأسفل وبعيدًا عن مركز الطية (إذا قمت برسم خط عبرها ، فإن الخط المعاكس سيشبه الحرف الكبير A). أ القعيرة طية مقعرة هي طية صاعدة مقعرة تميل فيها طبقات الطبقات لأعلى (تشبه الابتسامة). تتضمن أجزاء الطية المحور (خط المفصلة) والمستوى المحوري والأطراف على جانبي المحور (الشكل 12.12). من المهم ملاحظة أن الخطوط المضادة لا تمثل دائمًا الجبال أو المناطق المرتفعة وأن الخطوط المتزامنة لا تمثل دائمًا الأحواض أو المناطق المنخفضة. إنها ببساطة طبقات صخرية مطوية ولا تشير بالضرورة إلى النقاط الطبوغرافية العالية والمنخفضة (انظر الشكل 12.13).

تبدو الطيات التي تمت ملاحظتها في المقطع العرضي مختلفة كثيرًا عن طريقة عرض الخريطة. في عرض الخريطة ، بدلاً من رؤية الطيات ، ستواجه فقط الأسرة التي تشبه الشكل 12.14. للمساعدة في تحديد نوع الطية التي لديك ، من المفيد تحديد تأثير وغطس الأسرة التي تواجهها. في الشكل 12.14 ، حدد الضربة وانخفض لكل موقع مميز بعلامة بيضاوية. تحقق من نفسك مقابل الشكل 12.15.

بمجرد ثني الصخور وكشفها على سطح الأرض ، فإنها تتعرض للتآكل ، مما يؤدي إلى تكوين أنماط منتظمة. يكشف التعرية عن الأجزاء الداخلية من الطيات ، بحيث يمكن ملاحظة أشرطة متوازية من طبقات الغمس على طول محور الطية. في خط منحني ، تتعرض أقدم الصخور على طول محور الطي ، في حين أنها أصغر الصخور المعرضة عند محور الطي في خط متزامن (الشكل 12.16)

نوع الطيةاتجاه انحدار الطبقاتعمر الأسرة في المحور
انتيكلينبعيد عن المحورالأقدم
القعيرة طية مقعرةنحو المحورالأصغر

تخيل أنك أخذت نفس الورقة التي أنشأت بها طية في الأصل. قم بإنشاء طية مرة أخرى ، ولكن بدلاً من إمساكها أفقيًا ، اغمر أحد طرفي الورقة لأسفل في سطح مكتبك. لقد قمت الآن بإنشاء طية غاطسة ، وهي في الأساس طية مائلة تخلق نمطًا على شكل حرف V على السطح (الأشكال 12.17 و 12.18 و 12.19). في الخط المعاكس ، يمكن العثور على أقدم الطبقات في مركز V ، وتشير V إلى اتجاه انحدار محور الطي. في خط التزامن ، توجد الطبقات الأصغر سنًا في مركز V ، وتشير V إلى الاتجاه المعاكس لانغماس محور الطي.

تشبه القباب والأحواض المضادّة والخطوط المتزامنة ، وهي في الأساس المكافئ الدائري (أو الإهليلجي) لتلك الطيات. القبة هي منطقة مائلة للأعلى تشبه الخط المنحني ، والحوض هو منطقة تنحدر فيها الصخور لأسفل باتجاه المركز ، على غرار خط التزامن (الشكل 12.20). مفتاح تحديد هذه الهياكل مشابه لتحديد الطيات. في القبة ، تظهر أقدم الصخور في المركز ، وتنخفض الصخور بعيدًا عن هذه النقطة المركزية. في الحوض ، توجد الصخور الأصغر في الوسط ، وتنخفض الصخور إلى الداخل باتجاه المركز.

فوالق

عندما تتعرض الصخور لتشوه هش ، فإنها قد تسبب تشققات في الصخور. إذا لم يحدث إزاحة ملحوظة على طول هذه الشقوق ، فإنها تسمى المفاصل. في حالة حدوث إزاحة ملحوظة ، يشار إليها على أنها أخطاء. سوف نفحص أولا أخطاء الانزلاق، حيث تكون الحركة على طول الصدع إما لأعلى أو لأسفل. تسمى كتلتا الصخر اللذان تم قطعهما بفعل صدع كتل الصدع (الشكل 12.21). يتم تحديد نوع الخطأ من خلال الاتجاه الذي تحركت فيه كتل الصدع.

يتم وصف حركة كتلة الأعطال بناءً على حركة الجدار المعلق ، كتلة الصدع الموجودة فوق مستوى الصدع. تسمى كتلة العطل الأخرى ، الموجودة أسفل مستوى الخطأ ، جدار القدم. يأتي مصطلح الجدار المعلق من فكرة أنه إذا كانت عاملة منجم تتسلق على طول مستوى الصدوع ، فإنها ستعلق فانوسها فوق رأسها ، على طول الجدار المعلق. بالتناوب ، يمكنك رسم شكل عصا بشكل مستقيم لأعلى ولأسفل عبر مستوى الخطأ. سيكون رأسه على الحائط المعلق وستكون قدماه على جدار القدم (الشكل 12.22).

عندما يتم تطبيق قوى التمدد على كتل الصدع ، فإن الجدار المعلق سوف يتحرك لأسفل ، مما يخلق ما يسمى بـ خطأ عادي (طريقة سهلة لتذكر هذه العبارة "من الطبيعي أن تسقط"). عندما يحدث هذا ، يتم شد القشرة وإطالة (الشكل 12.23).

عندما يتم تطبيق قوى الانضغاط على كتل الصدوع ، فإن الجدار المعلق سوف يتحرك لأعلى ، مما يخلق a خطأ عكسي. يؤدي هذا إلى تقصير القشرة في المنطقة (الشكل 12.24). نوع خاص من الخطأ العكسي هو خطأ التوجه. إنه خطأ عكسي منخفض الزاوية (بزاوية تراجع أقل من 45 درجة) ، وله جدار معلق أرق بكثير.

نوع العطلنوع القوةتم نقل الاتجاه HWطول البلوك
طبيعيتمديدأسفلمطول
يعكسانضغاطيفوقتقصير

يمكن للقوى الشدّية التي تعمل على منطقة ما أن تنتج صدوعًا طبيعية تؤدي إلى أشكال أرضية تُعرف باسم هورست وجرابينز. في الهورست والمسك ، فإن المسكة هي الكتلة القشرية التي تتدلى من الأسفل ، وتحيط بها هورست ، كتل القشرة المرتفعة نسبيًا (الشكل 12.26). هذه التضاريس نموذجية لحوض وسلسلة غرب الولايات المتحدة.

كانت العيوب السابقة التي لاحظناها هي أخطاء الانزلاق ، حيث حدثت الحركة بالتوازي مع انخفاض الصدع. في خطأ زلة إضراب، تحدث حركة أفقية (في اتجاه الضربة ، ومن هنا جاءت تسميتها) ، مع انزلاق كتل على جوانب متقابلة من الصدع أمام بعضها البعض بسبب قوى القص. المثال الكلاسيكي لخطأ الانزلاق هو صدع سان أندرياس في كاليفورنيا (الشكل 12.27). يمكن تصنيف هذه العيوب إلى الجانب الأيمن أو الجانبي الأيسر. لتحديد ذلك ، سيقف المراقب على جانب واحد من الصدع ، وينظر عبر كتلة الصدع المعاكس. إذا بدا أن كتلة الخلل هذه قد تحركت إلى اليمين ، فهي الجانب الأيمن ؛ إذا تحرك إلى اليسار ، فهو يسار. يوفر الشكل 12.28 جميع أنواع الأخطاء الثلاثة لمراجعتك.


نظرة عامة على التركيبات الجيولوجية الجزء الثاني: الطيات والعيوب وعدم المطابقة

مقتبس من جويس إم ماكبيث وتيم سي بروكوبيوك وأمبير ليندساي ر. هوبر (2018) جامعة ساسكاتشوان من Deline B ، Harris R & amp Tefend K. (2015) "دليل المختبر للجيولوجيا التمهيدية". الطبعة الأولى. الفصل 12 "تشوه القشرة الأرضية" بقلم راندا هاريس وبرادلي ديلين ، CC BY-SA 4.0. أنظر المصدر.

في الجزء الثاني من الهياكل الجيولوجية ، سيتعلم الطلاب كيف يؤدي الإجهاد والتوتر إلى إنشاء هياكل جيولوجية أكثر تعقيدًا ، وكذلك كيفية تفسير الخرائط الجيولوجية التي تعرض الهياكل المطوية والمتصدعة ، فضلاً عن أوجه عدم المطابقة.


الأرض كوكب نشط شكلته قوى ديناميكية. يمكن للقوى المتولدة عن حركة الصفائح التكتونية والعمليات الجيولوجية الأخرى أن تبني الجبال وتنهار الصخور وتثنيها. عندما تستجيب الصخور لهذه القوى ، فإنها تخضع للتشوه ، مما يؤدي إلى تغيرات في شكل و / أو حجم الصخور. تسمى الميزات الناتجة الهياكل الجيولوجية. يمكن أن ينتج عن هذا التشوه مناظر طبيعية رائعة وجميلة ، على سبيل المثال ، في الشكل 8.1 ، تم تشويه طبقات الصخور المسطحة (الأفقية) لتشكل طيات في الصخور. الجيولوجيا الهيكلية هي الحقل الفرعي للجيولوجيا حيث يدرس العلماء العلاقات بين الهياكل الجيولوجية (مثل الطيات والصدوع) والعمليات (مثل الصفائح التكتونية) التي شكلت قشرة الأرض و # 8217 عبر الزمن.

الشكل 8.1 | صخور مشوهة على طول ساحل إيطاليا.
المصدر: Randa Harris (2015) CC BY-SA 3.0 view source

لماذا من المهم دراسة الهياكل والتشوه داخل القشرة؟ يمكن أن تزودنا هذه الدراسات بسجل للتاريخ الجيولوجي في منطقة ما ، كما تعطينا أدلة على العمليات الجيولوجية الأوسع التي تحدث على مستوى العالم عبر الزمن. يمكن أن تكون هذه المعلومات مهمة عند البحث عن موارد معدنية قيمة. يساعد التفسير الصحيح للميزات التي تم إنشاؤها أثناء التشوه الجيولوجيين في العثور على النفط وخامات المعادن القيمة في صناعة البترول والتعدين ، على التوالي. من الضروري أيضًا للمهندسين فهم سلوك الصخور المشوهة لإنشاء وصيانة الهياكل الهندسية بأمان (على سبيل المثال ، في المناجم المفتوحة وتحت الأرض والطرق).

عندما لا يأخذ المهندسون في الاعتبار الجيولوجيا بشكل كافٍ في تخطيطهم & # 8211 على سبيل المثال من خلال استبعاد النظر في الهياكل الجيولوجية & # 8211 يمكن أن تحدث الكارثة. مثال على ذلك الكارثة التي حدثت في سد فاجونت ، مونتي توك ، إيطاليا في أوائل الستينيات. كان الموقع اختيارًا سيئًا للسد: كان الوادي شديد الانحدار وضيقًا مع ضفاف نهرية متدنية عند القاعدة وكانت المنطقة المحيطة بالسد عرضة للانهيارات الأرضية الكبيرة بسبب تجاويف المحلول في جدران الوادي المصنوعة من الحجر الجيري والتي يمكن أن تمتلئ بالمياه والأحجار الطينية المتداخلة التي ولّدت مناطق ضعف هيكلي في الصخور. لم يتم إجراء اختبارات جيولوجية شاملة قبل البناء. كان تغير الصخور وتصدعها الذي حدث أثناء ملء الخزان وحركة النزول الأسرع للرواسب الجيولوجية السطحية علامات تحذيرية لم يتم الالتفات إليها. في عام 1963 ، أدى الانهيار الأرضي الهائل في المنطقة إلى نزوح الكثير من المياه في السد ، مما تسبب في تجاوز الجزء العلوي من السد وإغراق العديد من القرى في اتجاه مجرى النهر ، مما أدى إلى وفاة ما يقرب من 2000 شخص (الشكل 8.2).

الشكل 8.2 | صورة لخزان فاجونت بعد فترة وجيزة من الانهيار الأرضي الهائل (ندبة الانهيار الأرضي على اليمين ، السد الموجود في المقدمة على اليسار).
المصدر: غير معروف (1963) حقوق الطبع والنشر انتهت صلاحيتها. أنظر المصدر

يتألف هذا الفصل من جزأين يلقيان نظرة عامة على الهياكل الجيولوجية:

الجزء الأول & # 8211 المقاطع العرضية للضربة والانحدار والهيكلية: نظرة عامة على الطرق التي يستخدمها الجيولوجيون لوصف الهياكل الجيولوجية ، بما في ذلك قياسات الإضراب والغمس ، وتمثيل الهياكل الجيولوجية على الخرائط ، وكيفية إنشاء المقاطع العرضية الجيولوجية وقياس سماكة الوحدات الجيولوجية و

الجزء الثاني & # 8211 الطيات والعيوب وعدم المطابقة: نظرة عامة حول كيفية تفسير ورسم الهياكل الجيولوجية الأكثر تعقيدًا على الخرائط الجيولوجية والمقاطع العرضية.


تشوه & # 8211 قابلة للطي

الإجهاد الانضغاطي التكتوني هو القوة المهيمنة في بناء الجبال. عندما تتصادم الصفائح ، يتسبب الضغط الانضغاطي في انثناء القشرة وتشوهها لإنتاج طيات. يمكن العثور على حزام الطي الانضغاطي في جميع سلاسل الجبال حول العالم والتي نتجت عن اصطدام الصفائح التكتونية. اعرض صورة Google Earth أدناه لمنطقة ريدج ووادي في جبال الأبلاش في ولاية بنسلفانيا. تشتمل الصخور في هذه المنطقة في الغالب على طبقات صخرية رسوبية مطيلة تم طيها أثناء تصادم إفريقيا مع أمريكا الشمالية حيث تم تجميع قارة بانجيان العملاقة معًا. & # 8217re عرض هذا القسم من جبال الأبلاش من ارتفاع حوالي 200 كم. يُعد نمط الطي المعروض ميزة مذهلة تمامًا تُرى من الفضاء.

صورة Google Earth لحزام طي جبال الأبلاش في غرب ولاية بنسلفانيا على ارتفاع 200 كم في العين.


هياكل تشوه البلاستيك

يمكن أن يحدث تشوه البلاستيك في المعادن من آليات مختلفة ، مثل الانزلاق ، والتوأمة ، وزحف الانتشار ، وانزلاق حدود الحبوب ، ودوران الحبوب ، وتحولات الطور التي يسببها التشوه. تؤكد هذه المقالة على آلية الانزلاق والتوأمة في ظروف العمل الباردة. يناقش العوامل التي تعتمد عليها الهياكل التي تطورت أثناء تشوه البلاستيك. تتضمن هذه العوامل البنية البلورية ، ومقدار التشوه ، والتركيب ، ووضع التشوه ، ودرجة حرارة ومعدل التشوه. توضح المقالة السمات الهيكلية المجهرية التي تظهر بعد تشوه كبير عندما يتم الكشف عنها من خلال التحقيق المعدني.


شاهد الفيديو: محاضرة 4: الجيولوجيا التركيبية وتختص بتعريف أنواع الطيات.