Сдвиговая тектоника
Сдвиговая тектоника или гаечная тектоника — тип тектоники , в котором преобладают латеральные (горизонтальные) движения в пределах земной коры (и литосферы ). Там, где зона сдвиговой тектоники образует границу между двумя тектоническими плитами , это известно как трансформная или консервативная граница плит. Области сдвиговой тектоники характеризуются особыми стилями деформаций, в том числе: ступеньками , сдвигами Риделя , цветочными структурами и сдвиговыми дуплексами . Там, где смещение вдоль зоны сдвига отклоняется от параллельности самой зоне, стиль становится либо транспрессионным , либо транстенсиональным в зависимости от направленности отклонения. Сдвиговая тектоника характерна для ряда геологических сред, включая океанические и континентальные трансформные разломы, зоны косой коллизии и деформирующий форланд зон континентальной коллизии . [1] [2]
Стили деформации
[ редактировать ]
Шаги
[ редактировать ]При развитии сдвиговых зон они обычно формируются в виде нескольких отдельных сегментов разломов, смещенных друг от друга. Области между концами соседних сегментов называются переходами . В случае зоны правостороннего разлома смещение вправо известно как шаг растяжения, поскольку движение по двум сегментам приводит к деформации растяжения в зоне смещения, тогда как смещение влево известно как шаг сжатия. Для активных сдвиговых систем сейсмические разрывы могут перескакивать с одного сегмента на другой через промежуточный переход, если смещение не слишком велико. Численное моделирование показало, что возможны прыжки на расстояние не менее 8 км, а возможно, и больше. Это подтверждается доказательствами того, что разрыв в результате землетрясения в Куньлуне 2001 года подскочил более чем на 10 км поперек растяжения. [3] Наличие переступов при разрыве сдвиговых зон связано с инициированием распространения сверхсдвига (распространения, превышающего скорость поперечной волны ) во время землетрясения. [4]
Сдвиговые конструкции Риделя
[ редактировать ]На ранних стадиях формирования сдвиговых разломов смещение пород фундамента приводит к образованию характерных разломных структур в перекрывающем чехле. То же самое произойдет и в том случае, если активная сдвиговая зона находится внутри области продолжающейся седиментации. При низких уровнях деформации общий простой сдвиг приводит к образованию набора небольших разломов. Доминирующая совокупность, известная как R-сдвиги, формируется примерно под углом 15° к нижележащему разлому с таким же направлением сдвига. Затем R-сдвиги соединяются вторым набором, R'-сдвигами, который формируется примерно под углом 75° к основной трассе разлома. [5] Эти две ориентации разломов можно понимать как сопряженные наборы разломов под углом 30° к короткой оси мгновенного эллипса деформации, связанного с простым полем сдвиговой деформации, вызванным смещениями, приложенными в основании покровной последовательности. При дальнейшем смещении сегменты разлома Риделя будут иметь тенденцию полностью соединяться до тех пор, пока не образуется сквозной разлом. Соединение часто происходит с развитием дополнительного набора сдвигов, известных как «сдвиги P», которые примерно симметричны сдвигам R относительно общего направления сдвига. [6] Несколько наклонные сегменты соединятся вниз с разломом в основании покровной толщи с геликоидальной геометрией. [7]
Цветочные конструкции
[ редактировать ]В деталях, многие сдвиги на поверхности состоят из кулисных и/или разветвленных сегментов, которые во многих случаях, вероятно, были унаследованы от ранее сформировавшихся сдвигов Риделя. В поперечном разрезе смещения преимущественно обратные или нормальные по типу в зависимости от того, является ли общая геометрия разлома транспрессионной (т.е. с небольшой составляющей сокращения) или транстенсионной (с небольшой составляющей растяжения). Поскольку разломы имеют тенденцию соединяться вниз в одну нить в основании, геометрия привела к тому, что их назвали цветочной структурой . Зоны разломов с преобладанием взбросов известны как положительные цветы , а зоны с преимущественно нормальными смещениями известны как отрицательные цветы . Выявление таких структур, особенно там, где положительные и отрицательные цветы развиваются на разных участках одного и того же разлома, считается надежным индикатором сдвигов. [8]
Сдвиговые дуплексы
[ редактировать ]Сдвиговые дуплексы залегают на переступах разломов, образуя линзовидные, почти параллельные ряды коней . Они возникают между двумя или более крупными ограничивающими разломами, которые обычно имеют большие смещения. [9]
Идеализированный сдвиг проходит по прямой линии с вертикальным падением и имеет только горизонтальное движение, поэтому никаких изменений в топографии из-за движения разлома не происходит. В действительности, по мере того, как сдвиги становятся большими и развитыми, их поведение меняется и становится более сложным. Длинный сдвиг движется по лестничной траектории, состоящей из расположенных между собой плоскостей разломов, которые следуют направлению основного разлома. [10] Эти субпараллельные участки сначала изолируются смещениями, но в течение длительных периодов времени они могут соединяться переходами, чтобы компенсировать сдвиговое смещение. [9] На длинных участках сдвигов плоскость разлома может начать искривляться, образуя структуры, похожие на переступы. [11]
Правостороннее движение сдвигового разлома при правом переступе (или переступе) приводит к возникновению изгибов растяжения, характеризующихся зонами опускания , локальными сбросами и впадинами растяжения . [9] В дуплексах растяжения нормальные разломы будут компенсировать вертикальное движение, создавая отрицательный рельеф. Точно так же шаг влево при правостороннем разломе вызывает сжимающие изгибы; это сокращает переступы, которые отображаются локальными взбросами , зонами отжима и складками . [11] В дуплексных структурах сжатия надвиги будут компенсировать вертикальное смещение, а не складываться, поскольку процесс поднятия более энергоэффективен. [11]
Сдвиговые дуплексы являются пассивными конструкциями; они формируются в ответ на смещение ограничивающего разлома, а не под действием напряжений от движения плит. [10] Длина каждой лошади варьируется от половины до удвоенного расстояния между ограничивающими плоскостями разломов. В зависимости от свойств пород и разлома дуплексы будут иметь различное соотношение длин и развиваться как на крупных, так и на тонких смещениях, хотя можно наблюдать дуплексные структуры, развивающиеся на почти прямых участках разломов. [11] Поскольку движение дуплексов может быть неоднородным, отдельные лошади могут испытывать вращение по горизонтальной оси, что приводит к образованию ножничных разломов. Ножничные разломы демонстрируют нормальное движение на одном конце коня и толчковое движение на другом конце. [11] Поскольку структуры сдвиговых дуплексов имеют больше горизонтального движения, чем вертикального, их лучше всего наблюдать на карте, а не на вертикальной проекции, и они являются хорошим индикатором того, что главный разлом имеет сдвиговое движение. [9]
Пример сдвиговых дуплексов наблюдается на пороге Ламбертвилля, штат Нью-Джерси. [12] Разломы Флемингтон и Хоупвелл, два основных разлома в регионе, испытали 3-километровые сдвиги и более 20 км сдвиговых движений, чтобы обеспечить региональное расширение. Можно проследить линзоидные структуры, которые интерпретируются как лошади, образующие дуплексы. [12] Линзовые структуры, наблюдаемые в карьере 3М, имеют длину 180 метров и ширину 10 метров. Главный дуплекс имеет длину 30 м, также имеются и другие дуплексы меньшего размера. [12]
Геологические среды, связанные со сдвиговой тектоникой.
[ редактировать ]
Области сдвиговой тектоники связаны с:
Границы океанических преобразований
[ редактировать ]Срединно-океанические хребты разбиты на сегменты, смещенные друг от друга трансформными разломами . Активная часть преобразования связывает два сегмента гребня. Некоторые из этих преобразований могут быть очень большими, например зона разлома Романш , активная часть которой простирается примерно на 300 км.
Границы континентальных преобразований
[ редактировать ]Трансформные разломы внутри континентальных плит включают некоторые из наиболее известных примеров сдвиговых структур, такие как разлом Сан-Андреас , трансформа Мертвого моря , Северо-Анатолийский разлом и Альпийский разлом .
Боковые пандусы в областях тектоники растяжения или сжатия.
[ редактировать ]Основные латеральные смещения между крупными разломами растяжения или надвигами обычно соединяются диффузными или дискретными зонами сдвигово-сдвиговых деформаций, обеспечивающих передачу общего смещения между структурами.
Зоны косого столкновения
[ редактировать ]В большинстве зон столкновения континентов-континентов относительное движение плит происходит под углом к самой границе плит. Деформация вдоль границы обычно разделяется на сдвигово-сдвиговые структуры на форланде и единственную крупную сдвиговую структуру во внутренних районах, вмещающую всю сдвиговую составляющую вдоль границы. Примеры включают Главный современный разлом вдоль границы между Аравийской и Евразийской плитами за Загрос складчато-надвиговым поясом , [13] Разлом Ликинье -Оки , проходящий через Чили , и Большой Суматранский разлом , проходящий параллельно зоне субдукции вдоль Зондского желоба .
Деформирующийся форланд зоны столкновения континентов-континентов
[ редактировать ]Процесс, иногда известный как тектоника индентора , впервые объясненный Полем Таппоннье , происходит во время коллизионного события, когда одна из плит деформируется внутри по системе сдвиговых разломов. Наиболее известным активным примером является система сдвиговых структур, наблюдаемая на Евразийской плите , реагирующая на столкновение с Индийской плитой , такая как разлом Куньлунь и разлом Алтын-Таг . [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Акочелла, В. (2021). Вулкано-тектонические процессы . Международное издательство Спрингер. п. 74. ИСБН 9783030659684 .
- ^ Бург, Ж.-П. (2017). «Сдвиговая и сдвиговая тектоника» (PDF) . Проверено 26 сентября 2022 г.
- ^ Забчи, К.; Акьюз, ХС; Карабачак, В.; Санчар, Т.; Алтунель, Э.; Гюрсой, Х.; Татар О. (2011). «Палеоземлетрясения на сегменте долины Келькит Северо-Анатолийского разлома, Турция: последствия для поверхностного разрыва исторического анатолийского землетрясения 17 августа 1668 года» . Турецкий журнал наук о Земле . 20 : 411–427.
- ^ Фэн, Х.; Цзянькуань, X.; Чжэньго, З.; Сяофэй, К. (2016). «Механизм перехода сверхсдвига, вызванный шагом по геометрии». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 121 (12): 8738–8749. дои : 10.1002/2016JB013333 . S2CID 133444922 .
- ^ Кац, Ю.; Вайнбергер Р.; Айдын А. (2004). «Геометрия и кинематическая эволюция сдвиговых структур Риделя, Национальный парк Кэпитол-Риф, Юта» (PDF) . Журнал структурной геологии . 26 (3): 491–501. Бибкод : 2004JSG....26..491K . дои : 10.1016/j.jsg.2003.08.003 . Проверено 6 мая 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Чаленко, Ю.С. (1970). «Сходства между зонами сдвига разной величины». Бюллетень Геологического общества Америки . 81 (6): 1625–1640. Бибкод : 1970GSAB...81.1625T . doi : 10.1130/0016-7606(1970)81[1625:SBSZOD]2.0.CO;2 .
- ^ Уэта, К.; Тани, К. 2001. Деформация поверхности земли в рыхлых отложениях, вызванная движениями разломов коренных пород: испытание модели сдвиговых и сдвиговых разломов и полевые исследования. Американский геофизический союз, осеннее собрание 2001 г., реферат № S52D-0682.
- ^ Хардинг, Т.П. 1990. Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников. 74
- ^ Перейти обратно: а б с д Кири, П. (2009), Глобальная тектоника , том. 3, Джон Уайли и сыновья, ISBN 978-1-118-68808-3
- ^ Перейти обратно: а б Вудкок, Найджел (1986), «Сдвиговые дуплексы» , Журнал структурной геологии , 8 (7): 725–735, Бибкод : 1986JSG.....8..725W , doi : 10.1016/0191-8141(86 )90021-0
- ^ Перейти обратно: а б с д и Бург (1986), Сдвиговая и сдвиговая тектоника (PDF)
- ^ Перейти обратно: а б с Лэйни, А. (1996), «Трехмерное перетасовывание лошадей в сдвиговом дуплексе: пример подоконника Ламбервилля, Нью-Джерси», Tectonophysical , 258 (1–4): 53–70, Bibcode : 1996Tectp. 258...53Л , дои : 10.1016/0040-1951(95)00173-5
- ^ Талебиан, М. Джексон, Дж. 2004. Переоценка механизмов очага землетрясений и активное сокращение в горах Загрос в Иране Geophysical Journal International , 156, страницы 506–526.
- ^ Таппонье, П. и Молнар, П. 1979. Активные разломы и кайнозойская тектоника регионов Тянь-Шаня, Монголии и Байкала. Журнал Geophysical Research, 84, B7, 3425–3459. Архивировано 6 июня 2011 г. в Wayback Machine.
