Псевдотахилит
Псевдотахилит (иногда называемый псевдотахилит ) представляет собой темную связную породу от чрезвычайно мелкозернистой до стекловидной, имеющую вид прожилков. [ 1 ] образующиеся в результате фрикционного плавления и последующей закалки во время землетрясений , [ 2 ] крупномасштабные оползни и последствия событий . [ 3 ] Химический состав псевдотахилита в целом отражает местный основной химический состав, хотя может быть несколько более основным составом из-за преимущественного включения водных и ферромагнезиальных минералов ( слюды и амфибола соответственно) в расплавную фазу. [ 4 ]
Псевдотахилит был впервые описан Шандом в ударной структуре Вредефорта и получил свое название из-за его близкого сходства с тахилитом , базальтовым стеклом . [ 5 ] Хотя сообщается, что псевдотахилиты имеют стеклянный вид, они чрезвычайно подвержены изменениям и поэтому редко встречаются полностью состоящими из стекла. [ 6 ] [ 7 ] Обычно они полностью расстекловываются и превращаются в очень мелкозернистый материал с текстурой закалки, такой как охлажденные края, [ 8 ] [ 9 ] радиальные и концентрические скопления микрокристаллитов ( сферолитов ) [ 10 ] [ 11 ] или в виде радиальных разрастаний микрокристаллитов на обломках, [ 12 ] а также скелетные и спинифексные микрокристаллиты. [ 6 ] [ 10 ]
Формирование
[ редактировать ]Сейсмические нарушения
[ редактировать ]Псевдотахилиты были названы «ископаемыми землетрясениями», поскольку они представляют собой убедительное свидетельство сейсмического сдвига. [ 2 ] Во время сейсмических разломов (землетрясений) псевдотахилит образуется в результате чрезвычайной концентрации фрикционного скольжения по тонкой поверхности разлома. Трение создает тепло, а поскольку камни являются изоляторами, температура на этой поверхности увеличивается, позволяя камню плавиться. [ 13 ] Это приводит к образованию «вен разлома», которые часто сопровождаются «венами нагнетания». [ 2 ] которые открываются от вены разлома, когда режим открытия трескается . [ 14 ] Происхождение псевдотахилита из расплава некоторое время оставалось спорным. [ 15 ] при этом некоторые исследователи отдают предпочтение крайнему измельчению для их поколения (раздавливание). [ 16 ] Множество свидетельств прямой кристаллизации из расплава. [ 1 ] [ 17 ] тем не менее, более или менее опроверг этот аргумент, поскольку большинство исследователей определяют псевдотахилит как имеющий расплавленное происхождение.
Лабораторные эксперименты по изучению того, как формируются псевдотахилиты, показали, что начальная фаза формирования включает мгновенное плавление неровностей , которые в конечном итоге растут и объединяются в более крупные участки расплава с высокой вязкостью . [ 18 ] Высокая вязкость этих расплавленных пятен повышает коэффициент трения разлома , препятствуя скольжению. [ 19 ] Поскольку участки расплава продолжают расти и соединяться вместе, они образуют сплошной слой расплава с более низкой вязкостью, что снижает коэффициент трения разлома. [ 18 ] эффективная смазка места повреждения и облегчение скольжения. [ 19 ] Как только слой расплава достигнет некоторой критической толщины, тепло трения больше не может генерироваться, и расплав начинает закаляться и кристаллизоваться, что снова увеличивает вязкость расплава и начинает действовать как вязкий тормоз скольжения. [ 20 ] Как только скольжение прекращается, закалка слоя расплава заваривает разлом и восстанавливает его прочность до уровня неповрежденной окружающей породы. [ 20 ] [ 21 ]
Распространенность сейсмического псевдотахилита в природе
[ редактировать ]явно отсутствует псевдотахилит . в геологической летописи По сравнению с наблюдаемой сейсмичностью сегодня [ 6 ] [ 7 ] что ставит под вопрос, является ли это проблемой редкости его производства, отсутствия признания в этой области или его способности сохраняться. [ 9 ] Когда-то считалось, что псевдотахилит можно получить только в сухой кристаллической породе. [ 2 ] Однако оказалось, что это неверно. [ 8 ] Поэтому его производство, вероятно, не так редко, как первоначально предполагалось. Псевдотахилит часто тесно связан с другими чрезвычайно мелкозернистыми породами (например, милонитом и катаклазитом ). [ 1 ] и чрезвычайно склонен к изменениям, что часто делает его неузнаваемым. [ 6 ] [ 7 ] что подтверждает аргументы о том, что производство псевдотахилитов не редкость, а, скорее всего, останется нераспознанным и, следовательно, несообщенным.
Оползни
[ редактировать ]Псевдотахилиты наблюдались в основании некоторых крупных оползневых отложений. [ 3 ] Образование псевдотахилита по подошве оползня происходит за счет тех же процессов, что и псевдотахилита, возникшего при землетрясении, - фрикционного нагрева при скольжении по подошве отрыва, расплавляющего окружающую породу. [ 3 ] [ 22 ] По внешнему виду они похожи на псевдотахилит, образовавшийся в результате землетрясения. Некоторыми примечательными примерами псевдотахилита, образовавшегося в результате оползней, в геологической летописи являются Арекипа оползневые отложения вулкана в Перу, возникшие примерно 2,4 миллиона лет назад. [ 23 ] и оползневое месторождение Лангтанг в Непале, произошедшее 30 000–25 000 лет назад. [ 22 ] Псевдотахилит также был обнаружен у подножия более современных оползней, таких как оползень, вызванный землетрясением на Тайване в 1999 году . [ 24 ]
Ударные конструкции
[ редактировать ]Псевдотахилит также был связан с ударными структурами . [ 25 ] [ 26 ] Псевдотахилит в ударных кратерах обычно встречается в виде обильных неправильных, анастомозирующих и дайкообразных тел, которые содержат несколько крупных и мелких округлых включений ударной или целевой породы в плотной мелкозернистой, стеклообразной, черной или зеленоватой матрице . [ 26 ] Отдельные псевдотахилитные тела внутри ударных кратеров неоднородны на больших расстояниях и могут резко изменяться по размеру и форме в пределах метров или десятков метров. [ 26 ] Наиболее обширные примеры псевдотахилитов, связанных с ударом, происходят из ударных структур, которые были глубоко разрушены ниже дна кратера, например, в случае ударной структуры Вредефорт в Южной Африке и ударной структуры Садбери в Канаде. [ 5 ] [ 27 ] [ 25 ]
Ударно-генерированные псевдотахилиты подразделяются на два типа в зависимости от способа их образования. [ 26 ] [ 25 ] [ 28 ] Псевдотахилиты S-типа, также известные как «шоковые вены». [ 27 ] [ 25 ] обнаруживаются как маленькие (<1 см, обычно <1 мм) [ 26 ] [ 25 ] стекловидные жилы минералов высокого давления, , содержащие полиморфные модификации такие как коэсит и стишовит . [ 26 ] [ 25 ] [ 28 ] Считается, что эти ударные жилы образуются в результате трения и ударного плавления из-за стадий сжатия с более высоким давлением (необходимо пропустить этап формирования) расширения ударной волны . [ 25 ] Псевдотахилиты Е-типа (эндогенные) образуются в результате фрикционного плавления целевой породы вследствие высокоскоростного скольжения, вызванного обвалом края кратера. [ 27 ] [ 25 ]
Псевдотахилит против ударного расплава в ударных структурах
[ редактировать ]Хотя псевдотахилит и ударный расплав внутри ударных структур визуально схожи и представляют собой дайкообразные тела, химически они различны. [ 25 ] [ 26 ] Поскольку псевдотахилит имеет местное происхождение, он отражает состав вмещающей породы, из которой он образовался. [ 25 ] Ударные расплавы генерируются из гораздо большего объема породы в результате мгновенного ударного плавления, поэтому их химический состав будет более отражать перемешивание и гомогенизацию в региональном масштабе во время плавления, особенно в гетерогенных террейнах . [ 25 ] В ударной структуре Садбери исследователям удалось отличить дайки псевдотахилита от даек ударного расплава на основе их химического состава. [ 25 ] [ 29 ]
См. также
[ редактировать ]- Импактит - горная порода, созданная или измененная в результате удара метеорита.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Трау, Р.А.Дж., К.В. Пасшир и Д.Д. Виерсма (2010) Атлас милонитов и родственных микроструктур. Шпрингер-Верлаг, Берлин, Германия. 322 стр. ISBN 978-3-642-03607-1
- ^ Jump up to: а б с д Сибсон, Р.Х. (1975). «Генерация псевдотахилита древними сейсмическими нарушениями» . Международный геофизический журнал . 43 (3): 775–794. Бибкод : 1975GeoJ...43..775S . дои : 10.1111/j.1365-246x.1975.tb06195.x .
- ^ Jump up to: а б с Лин, А. (2007). Ископаемые землетрясения: образование и сохранение псевдотахилитов . Конспекты лекций по наукам о Земле. Том. 111. Спрингер. п. 348. ИСБН 978-3-540-74235-7 . Проверено 2 ноября 2009 г.
- ^ Маглафлин, Дж. Ф.; Спрей, Дж. Г. (1992). «Процессы и продукты фрикционного плавления геологических материалов: введение и обсуждение» . Тектонофизика . 204 (3–4): 197–206. Бибкод : 1992Tectp.204..197M . doi : 10.1016/0040-1951(92)90307-R – через Elsevier Science Direct.
- ^ Jump up to: а б Шанд, С. Джеймс (1 февраля 1916 г.). «Псевдотахилит Парийса (Оранжевое свободное государство) и его связь с «ловушкой-гнейсом» и «Флинти-краш-роком» » . Ежеквартальный журнал Геологического общества . 72 (1–4): 198–221. дои : 10.1144/GSL.JGS.1916.072.01-04.12 . ISSN 0370-291X . S2CID 129174160 .
- ^ Jump up to: а б с д Киркпатрик, Джеймс Д.; Роу, Кристен Д. (2013). «Исчезающие чернила: как псевдотацилиты исчезают из рок-записи» . Журнал структурной геологии . 52 : 183–198. Бибкод : 2013JSG....52..183K . дои : 10.1016/j.jsg.2013.03.003 .
- ^ Jump up to: а б с Фондриест, Мишель; Мекленбург, Джулиан; Франсуа Ксавье, Пасселег; Жилберто, Артиоли; Нестола, Фабрицио; Спаньоло, Елена; Ремпе, Марике; Ди Торо, Джулио (2020). «Псевдотахилитные изменения и быстрое исчезновение шрамов от землетрясений в геологической летописи» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (22). Бибкод : 2020GeoRL..4790020F . дои : 10.1029/2020GL090020 . HDL : 11577/3377649 . S2CID 228918611 .
- ^ Jump up to: а б Бьорнеруд, Марсия (2010). «Переосмысление условий, необходимых для образования псевдотахилита: наблюдения за сланцами Отаго, Южный остров, Новая Зеландия» . Тектонофизика . 490 (1–2): 68–80. Бибкод : 2010Tectp.490...69B . дои : 10.1016/j.tecto.2010.04.028 .
- ^ Jump up to: а б Киркпатрик, доктор юридических наук; Шиптон, ЗК; Персано, К. (2009). «Псевдотахилиты: редко генерируются, редко сохраняются или редко сообщаются?» . Бюллетень Сейсмологического общества Америки . 99 (1): 382–388. Бибкод : 2009BuSSA..99..382K . дои : 10.1785/0120080114 .
- ^ Jump up to: а б Лин, Прицеливание (1994). «Стеклянистые псевдотахилитовые жилы из зоны разлома Фуюнь, северо-запад Китая» . Журнал структурной геологии . 16 (1): 71–83. Бибкод : 1994JSG....16...71L . дои : 10.1016/0191-8141(94)90019-1 .
- ^ Дункель, КГ; Моралес, LFG; Джамвейт, Б. (2021). «Нетронутые микроструктуры псевдотахилитов, образовавшихся в сухой нижней коре, Лофотенские острова, Норвегия» . Философские труды А. 379 (2193). Бибкод : 2021RSPTA.37990423D . дои : 10.1098/rsta.2019.0423 . ПМЦ 7898121 . ПМИД 33517873 .
- ^ Пранте, Митчелл Р.; Эванс, Джеймс П. (2015). «Изменения псевдотахилита и жидкости на сейсмогенных глубинах (ледниковые озера и разломы Гранитного перевала), Центральная Сьерра-Невада, США» . Чистая и прикладная геофизика . 172 (5): 1203–1227. Бибкод : 2015PApGe.172.1203P . дои : 10.1007/s00024-014-0989-2 . S2CID 129906270 – через Springer.
- ^ Сибсон, Р.Х. (1986). «Землетрясения и деформации горных пород в зонах разломов земной коры» . Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 14 : 149–175. Бибкод : 1986AREPS..14..149S . doi : 10.1146/annurev.ea.14.050186.001053 .
- ^ Роу, Кристен Д.; Киркпатрик, Джеймс Д.; Бродский, Эмили Э. (2012). «Внедрение горных пород фиксирует палеоземлетрясения» . Письма о Земле и планетологии . 335 : 154–166. Бибкод : 2012E&PSL.335..154R . дои : 10.1016/j.epsl.2012.04.015 .
- ^ Спрей, Джон Г. (1995). «Спор о псевдотахилитах: факт или разногласия?» . Геология . 23 (12): 1119–1122. Бибкод : 1995Geo....23.1119S . doi : 10.1130/0091-7613(1995)023<1119:PCFOF>2.3.CO;2 – через GeoScience World.
- ^ Венк, Х.-Р. (1978). «Являются ли псевдотахилиты продуктами разрушения или слияния?». Геология . 6 (8): 507–511. Бибкод : 1978Geo.....6..507W . doi : 10.1130/0091-7613(1978)6<507:APPOFO>2.0.CO;2 .
- ^ Мэддок, Р.Х. (1983). «Расплавное происхождение псевдотахилитов, образовавшихся в результате разломов, продемонстрированное текстурами». Геология . 11 (2): 105–108. Бибкод : 1983Гео....11..105М . doi : 10.1130/0091-7613(1983)11<105:MOOFPD>2.0.CO;2 .
- ^ Jump up to: а б Хиросе, Т; Симамото, Т. (2005). «Рост расплавленной зоны как механизм скольжения, ослабления моделируемых разломов в габбро при фрикционном плавлении» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 110 (Б5). Бибкод : 2005JGRB..110.5202H . дои : 10.1029/2004JB003207 .
- ^ Jump up to: а б Ди Торо, Джулио; Хиросе, Такехиро; Нильсен, Стефан; Пеннаккьони, Джорджо; Симамото, Тосихико (3 февраля 2006 г.). «Природные и экспериментальные доказательства смазки расплавом разломов во время землетрясений» . Наука . 311 (5761): 647–649. Бибкод : 2006Sci...311..647D . дои : 10.1126/science.1121012 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 16456076 . S2CID 43080301 .
- ^ Jump up to: а б Митчелл, Томас М.; Той, Вирджиния; Ди Торо, Джулио; Реннер, Йорг; Сибсон, Ричард Х. (20 октября 2016 г.). «Разломы сварки путем образования псевдотахилита» . Геология . 44 (12): 1059–1062. Бибкод : 2016Geo....44.1059M . дои : 10.1130/g38373.1 . ISSN 0091-7613 .
- ^ Проктор, Б; Локнер, Д.А. (2016). «Псевдотахилит увеличивает послесдвиговую прочность разломов» . Геология . 44 (12): 1003–1006. Бибкод : 2016Geo....44.1003P . дои : 10.1130/g38349.1 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Маш, Л.; Венк, HR; Пройсс, Э. (1985). «Электронно-микроскопическое исследование гиаломилонитов - свидетельства фрикционного плавления при оползнях» . Тектонофизика . 115 (1–2): 131–160. Бибкод : 1985Tectp.115..131M . дои : 10.1016/0040-1951(85)90103-9 .
- ^ Легро, Ф.; Кантагрель, Ж.-М.; Девуар, Б. (2000). «Псевдотахилит (фрикционит) в основании вулканического оползня Арекипа (Перу): значение для механизмов внедрения». Журнал геологии . 108 (5): 601–611. Бибкод : 2000JG....108..601L . дои : 10.1086/314421 . S2CID 128761395 .
- ^ Лин, Прицеливание; Чен, Аллен; Лиау, Чинг-Фей; Линь, Чий-Чиа; Линь, По-Шен; Вэнь, Шу-Цзин; Оучи, Тору (2001). «Трикционный синтез из-за косейсмического оползня во время землетрясения Чи Чи (Тайвань) ML 7,3 в 1999 году» . Письма о геофизических исследованиях . 28 (20): 4011–4014. дои : 10.1029/2001GL013253 . S2CID 140161341 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Спрей, Джон Г. (2010). «Процессы фрикционного плавления планетарных материалов: от сверхскоростного воздействия до землетрясений». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 38 : 359–374. Бибкод : 2010AREPS..38..221S . doi : 10.1146/annurev.earth.031208.100045 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Глава 5 онлайн-книги, французский язык, BM 1998. Следы катастрофы, Справочник по ударно-метаморфическим эффектам в ударных структурах земных метеоритов, Лунный и Планетарный институт, 120 стр.
- ^ Jump up to: а б с Спрей, Дж. Г. (1998). «Локальное плавление, вызванное ударом и трением, в ответ на сверхскоростное воздействие». В Грейди, ММ; Хатчинсон, Р.; Ротери, Д.А.; МакКолл, GJH (ред.). Метеориты: поток со временем и эффектами удара . Специальные публикации, Геологическое общество, Лондон. Том. 140. стр. 195–204. дои : 10.1144/ГСЛ.СП.1998.140.01.14 . ISBN 9781862390171 . S2CID 128704900 .
- ^ Jump up to: а б Мартини, JEJ (1991). «Природа, распространение и генезис коэсита и стишовита, связанных с псевдотахилитом Вредефорт Дон, Южная Африка». Письма о Земле и планетологии . 103 (1–4): 285–300. Бибкод : 1991E&PSL.103..285M . дои : 10.1016/0012-821X(91)90167-G .
- ^ Томпсон, Люси М.; Спрей, Джон Г. (1996). «Псевдотахилитовый петрогенез: ограничения, связанные с ударной структурой Садбери». Вклад в минералогию и петрологию . 125 (4): 359–374. Бибкод : 1996CoMP..125..359T . дои : 10.1007/S004100050228 . S2CID 128762378 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]Виланд, Ф. (2006) Глава 4: Псевдотахилитовые брекчии, другие брекчии и жилы. Структурный анализ деформаций, связанных с ударом, в воротниковых породах купола Вредефорт, Южная Африка. неопубликованная докторская степень. диссертация. Школа геонаук, Университет Витватерсранда, Йоханнесбург, Южная Африка.