Pukliny, zlomy a analýza

Transkript

1 Pukliny, zlomy a analýza Ondrej Lexa, 2010

2 Křehké prostředí

3 Definice puklin Pukliny jsou obecně plošné fraktury o délkové velikosti od cm po několik stovek metrů. Vznikají tažným porušením hornin rozevření je kolmé na frakturu je zde také možná velmi malá střižná deformace podél pukliny Jednotlivá puklina akomoduje velmi nepatrné množství deformace, ale mnoho puklin může představovat veliké množství deformace. Pukliny umožňují horninovým masivům přizpůsobit svůj tvar efektu zatížení, odlehčení či teplotním změnám.

4 Uplift

5 Tenzní žíly Tenzní žíly jsou často asociovány s puklinami a to tehdy, když minerály precipitují (z fluidní fáze) během jejich rozevírání. Precipitace probíhá při náhlé změně PT podmínek a nebo při mísení různých typů roztoků. Precipitace minerálů podél pukliny ji může efektivně vyhojit.

6

7 Mechanická stratigrafie Oddálení (četnost) puklin je obvykle funkcí mocnosti horninových masivů a vrstev. Všeobecně platí: měkké tenké jednotky (vrstvy) mají husté pukliny a silnější, mocnější tělesa mají pukliny s velkým oddálením.

8

9 Vzdálenost puklin v sedimentárních sekvencích

10 Deskriptivní hierarchie puklin Pukliny se vyskytují ve skupinách a rojích, jež jsou obvykle rovnoběžné. Skupina puklin stejné orientace je nazývaná puklinová sada nebo soustava. Dvě a více sad puklin tvoří puklinový systém. Náhodně orientované pukliny jsou nazývány nesystematické pukliny. Strukturní domény jsou oblasti se stejnou orientací puklinových sad. Jsou obvykle určeny na základě geografických hranic, litologických jednotek apod. a ukazují na jejich současný vznik.

11 Povrchy puklin Ideální puklina se vyznačuje vyhlazenou hlavní plochou pukliny, jež je omezena hrubou obrubou. Obruby se rozšiřují směrem ven od puklinového povrchu na okraje puklin. Obruby představují oblasti, kde energie nutná k propagaci pukliny je postupně rozptýlena. Obruby jsou charakterizovány roji menších en echelon puklin.

12

13 Povrchy puklin Mnoho puklin se vyznačuje ornamenty, které indikují počátek propagace pukliny a také ukazují na směr, ve kterém je puklina propagována. Tyto znaky jsou: Počátky místa původní propagace, jež jsou analogická hypocentrům propagace zemětřesení. Tyto body odpovídají místům vad v materiálu. Vochle péra - jsou lineární či zakřivené linie, jež začínají v počátku, k němuž také konvergují. Žebra představují pozice fronty propagace pukliny v daném okamžiku růstu pukliny. Žebra jsou obvykle kolmá na péra (vochle).

14

15 Propagace puklin Vochle obvykle vykazují pérovitou strukturu ( plumose structure )

16 Zlomy jsou fraktury podél nichž dochází k pozorovatelnému přemístění

17

18 Posun versus oddálení Posun Blok před deformací Posun Deformovaný blok Oddálení Erodovaný blok Relativní vzdálenost mezi body, které původně leželi ve stejném místě před deformací Oddálení zdánlivá vzdálenost mezi body, které možná leželi ve stejném místě

19 Vytvoření zlomu Zlom většinou vzniká a zastavuje se na hlavních heterogenitách asperity Vytvoření zlomu uvolňuje elastickou deformační energii akumulovanou podél zlomu Po vytvoření zlomu se deformace lokalizuje na heterogenity druhého řádu (vznik tzv. aftershocks)

20 Nerovnosti zlomové plochy Nerovnost zlomové plochy kontroluje frikční skluz Nerovnosti se nazývají asperity Distribuce asperit kontroluje proces propagace a pohybu na zlomu

21 Zóny brekciace Čím je přesun na zlomu větší, tím je brekciová zóna širší.

22 Přemístění na zlomu Přemístění na zlomu je největší v místě iniciace a klesá směrem ke konci zlomu (relaxace elasticity).

23 Vztah délka-přesun na zlomu Čím je zlom delší, tím je větší přemístění

24 Délka zlomu a velikost zemětřesení Čím delší je vzniklé porušení na zlomu, tím je uvolněné seismická energie větší.

25 Povrchy zlomů Výrazně odlišné od povrchů puklin Striace Zvlnění Hřebenové fraktury Tvorba zlomových brekcií

26 Určení smyslu pohybu

27 Vznik zlomové zóny

28 Riedlovy (R) střihy, anti-riedlovy (R') střihy a pozdější (P) střihy při vzniku zlomů Riedlovy střihy a antiriedlovy střihy jsou konjugovaným párem střižních fraktur P střihy vznikají až po vzniku riedlových střihů

29 Riedlovy střihy Křehké střižné fraktury v okolí zlomové plochy Jedná se o tzv. Riedlovy a konjugované anti-riedlovy střihy (opačný smysl pohybu), které vznikají v počátečních stádiích vývoje zlomové zóny. S postupující deformací zanikají deformačním přetiskem nebo dochází k zastavení pohybu na zlomu. Sekundární fraktury, P střihy, vznikají v pozdějších stadiích vývoj SZ.

30 Morfologické projevy zlomů zlomový svah

31 Eroze zlomových svahů

32 Facetové svahy

33 Andersonova teorie E. M. Anderson (1942, 1951) formuloval základní předpoklady zlomové mechaniky a definoval 3 základní typy zlomů. Andersonova teorie na zemském povrchu neexistuje střižné napětí, ale pouze napětí normálové paralelně se zemským povrchem jsou orientovány dvě hlavní napětí a jsou tedy horizontální třetí hlavní napětí je na ně kolmé a je tedy vertikální σ1 a σ2 jsou horizontální, σ3 je vertikální. Násunové zlomy. (Zdvihy, přesmyk a nasuny) σ2 a σ3 jsou horizontální, σ1 je vertikální. Poklesové zlomy. σ1 a σ3 jsou horizontální, σ2 je vertikální. Horizontální posuny.

34 Andersonova teorie from:

35 Klasifikace zlomů

36 Vynášení zlomů v projekcích

37 Vynášení zlomů v projekcích Testování konzistence dat Slip - linears M-plochy, M-póly

38 Vynášení zlomů v projekcích P,T osy a beach-ball diagram

39 Zlomová analýza

40 Angelier-Mechler Metoda klínů - Right-dihedra method