STRUKTURNA GEOLOGIJA Bruno Tomljenovi ć
RASJEDI morfološke & kinematske značajke i klasifikacija 1
Rasjedi su posmične pukotine po kojim je ostvaren vidljiv pomak stijenskih blokova, u pravilu ve ći od par centimetara.
1000 km
2
1
Dakle, genetski i morfološki identične deformacijske strukture koje nalazimo u stijenama, ali kod koji je veli čina pomak manja od 1 cm nazivaju se posmičnim pukotinama ili mikrorasjedima .
1 cm
1 mm
3
Rasjedi nastaju kao posljedica diferencijalnog naprezanja u Zemljinoj kori. Kako je to sažeto opisano u prethodnom poglavlju, rasjedi, kao i posmi čne pukotine, nastaju kad posmično naprezanje dosegne vrijednost posmične čvrstoće stijene...
4
2
... pa u idealnim uvjetima o čekujemo da odreeni tip rasjeda nastaje u odreenom polju naprezanja, koje definiraju tri glavne osi naprezanja: .
5
Gledano u profilu kroz Zemljinu koru, pojava rasjeda ograničena je na onaj dio kore u kojem se stijene pretežito ponašaju kao elastične tvari, sve do pojave krtog loma .
6
3
Naime, kako je to opisano u uvodnom poglavlju (vidi “Uvod – Deformacijske strukture u stijenama” ), očekujemo da se stijene ponašaju kao krte, kompetentne tvari (koje se pri naprezanju lome), ali samo do odreenih vrijednosti pritisaka i temperature .
a P M o n u l a e j i j c n n a e z r e e r p f i a d n
a e j n a z e r p a n . f i d
deformacija (%) (iz Donath, 1970)
deformacija (iz Allmendinger, 1999)
7
Porastom pritisaka i temperature u dubljim dijelovima kore, stijene se pretežno plastično deformiraju, pa i rasjedi, ukoliko se nastavljaju ispod kritične izoterme od 300 - 350º C, postupno prelaze u smične zone s plasti čnom deformacijom.
8
4
Stoga na rasjedima i u zoni rasjeda nalazimo kataklastične stijene, koje nastaju kao posljedica loma i drobljenja rasjedom zahvaćenih stijena. Kataklastične stijene čine uglati, nezaobljeni, loše sortirani fragmenti i blokovi, vezani finozrnastim matriksom ili sinkinematskim cementom. Ovisno o omjeru fragmenata i matriksa, meu kataklastičnim stijenama razlikuju se rasjedna ili tektonska breča (< 30% matriksa), odnosno kataklazit (> 30% matriksa).
3 cm 9
Smične zone s plastičnom deformacijom obilježava pojava milonitnih stijena ili kraće milonita, metamorfnih stijena s jasno izraženom folijacijom i lineacijom.
10
5
Vrste (klasifikacija) rasjeda
11
1.) Prema relativnom pomaku rasjednih krila u odnosu na pružanje rasjedne plohe razlikuju se: • rasjedi s pomakom po pružanju • rasjedi s pomakom okomito na pružanje (niz nagib rasjedne plohe) • rasjedi s dijagonalnim pomakom
12
6
A) Rasjedi s pomakom po pružanju: • desni rasjedi • lijevi rasjedi
desni rasjed
lijevi rasjed 13
B) Rasjedi s pomakom niz nagib: • normalni rasjedi • reversni rasjedi
krovinsko krilo
podinsko krilo
normalni rasjed
podinsko krilo
krovinsko krilo
reversni rasjed 14
7
C) Rasjedi s dijagonalnim pomakom: • normalni-lijevi, normalni-desni rasjedi • reversni-lijevi, reversni-desni rasjedi
normalni-lijevi rasjed
reversni-lijevi rasjed
15
D) Rasjedi s rotacijom krila: • škarasti ili rotacijski rasjedi
16
8
2.) Prema pružanju rasjedne plohe u odnosu na pružanje slojeva, struktura ili strukturnih elemenata koji su rasjednuti rasjedom razlikuju se:
• uzdužni rasjedi: istosmjerni ili protusmjerni • poprečni rasjedi • dijagonalni rasjedi
17
Način prikazivanja pojedinih tipova rasjeda u stereografskoj projekciji • Orijentacija rasjedne plohe najčešće se prikazuje tragom, rjee polom normale • Orijentacija strija prikazuje se polom koji leži na tragu rasjeda • Karakter pomaka iskazuje se strelicom koja pokazuje smjer relativnog kretanja krovinskog krila rasjeda, strelica leži na pravcu koji povezuje pol strija sa središtem dijagrama • Za prikaz desnih i lijevih rasjeda koristi se i par strelica koje svojim vrhom pokazuju smjer kretanja odgovarajućeg krila • Za prikazivanje vertikalnih rasjeda pol strija iskazuje se kružićem čija zatamnjena polovina ozna čava relativno spušteno krilo
18
9
Način prikazivanja normalnih rasjeda s pomakom okomito i dijagonalno na pružanje
19
Način prikazivanja reversnih rasjeda s pomakom okomito i dijagonalno na pružanje
20
10
Način prikazivanja rasjeda s pomakom po pružanju (engl. strike-slip) rasjeda
21
Način prikazivanja vertikalnih rasjeda
22
11
Kako prepoznati rasjede?
23
A) Odraz u reljefu • uske zone s naglom, skokovitom promijenom reljefa (npr. lokalne depresije, pravocrtne, uske doline i sl.)
24
12
• pomak korita rijeka i potoka uz formiranje koljeni častih anomalija • specifi čan tip drenažne mreže i dr.
Strukturna geomorfologija
25
B) Odraz u geološkoj grai terena • nagli prekid i/ili pomak granica meu stratigrafskim jedinicama • izrazito, lokalno povećanje ili smanjenje primarne debljine pojedinih stratigrafskih jedinica i dr.
Geološko kartiranje
26
13
C) Kogenetske deformacijske strukture na rasjednim plohama i uz rasjedne plohe • polirane, idealno ravne plohe (“gorska zrcala”) s vidljivim strijama
27
• strije i agregati minerala vlaknastog (fibroznog) habitusa (npr. kalcita, kvarca, klorita i dr.)
28
14
• peraste pukotine set ešaloniranih, vla čnih pukotina/žila uz rasjednu plohu
• vlačne bore bore nastale smicanjem slojeva po rasjednoj plohi
29
Morfološke i kinematske značajke
30
15
Geometrija rasjednih ploha • pravilne, izrazito ravne rasjedne plohe
Normalno rasjedanje domino-tipa 31
• izrazito zakrivljene rasjedne plohe – listrički rasjedi:
s povećanjem dubine postaju sve blaže nagnuti što rezultira njihovom izrazito konkavnom geometrijom 32
16
• kod normalnih, listričkih rasjeda u krovinskom krilu dolazi do boranja i stvaranja tzv. “roll-over” antiklinale
33
• rasjedne plohe s naglim i opetovanim promijenama nagiba – stepeničast oblik rasjedne plohe: - rasjedne zaravni (segmenti blažeg nagiba) - rasjedne rampe (segmenti strmijeg nagiba)
34
17
Prema orijentaciji rezlikuju se: Čeona rampa orijentirana tako da joj je presječnica s plohom glavnog rasjeda okomita na vektor pomaka rasjeda. Bočna rampa orijentirana tako da joj je presječnica s plohom glavnog rasjeda paralelna s vektorom pomaka rasjeda. Dijagonalna rampa orijentirana dijagonalno prema vektoru pomaka po glavnom rasjedu. 35
Bez obzira na razli čite tipove, rasjedne rampe predstavljaju zone lokalne deformacije rasjednih krila, Tip deformacije ovisi o orijentaciji rampe i pomaku rasjednih krila. Pri tom se razlikuju: A. Ekstenzijske rampe, kod kojih dolazi do lokalne ekstenzije u rasjednim krilima; B. Kompresijske rampe, kod kojih dolazi do lokalne kompresije u rasjednim krilima. 36
18
• lokalna deformacija krovinskih krila kod normalnih rasjeda
37
• lokalna deformacija krovinskog krila kod reversnih rasjeda
Kinematski model boranja po reversnom rasjedu (Salvini & Storti, 2001) 38
19
• lokalna deformacija krovinskog krila kod reversnih rasjeda
Kinematski model boranja po reversnom rasjedu (Salvini & Storti, 2001) 39
• lokalna deformacija krovinskog krila kod reversnih rasjeda
Kinematski model boranja po reversnom rasjedu (Salvini & Storti, 2001) 40
20
• kod desnih i lijevih rasjeda rampe odgovaraju dijelu rasjeda gdje dolazi do nagle promijene orijentacije po pružanju • lokalna deformacija na rampama rezultira stavaranjem: - negativnih cvjetnih struktura ili romboidnih graba; - pozitivnih cvjetnih struktura
41
42
21
Pozitivna cvjetna struktura (Imperial Valley, California )
43
IZVORI SLIKA I CRTEŽA: Allmendinger, R.W. (1999): Introduction to Structural Geology.- Cornell University, 279 str. Davis, G.H. & Reynolds, S.J. (1996): Structural Geology of Rocsk and Regions.John Wiley & Sons, Inc., New York, 776 str. Donath, F.A. (1970): Some information squeezed out of rock.- American Scientist, 58, 54-72. Lowrie, W. (1997): Fundamentals of Geophysics.- Cambridge Univ. Press, CAmbridge, 354 str. Passchier, C.W. & Trouw, R.A.J. (1996): Microtectonics.- Springer-Verlag, Berlin, 289 str.
44
22
