Решение проблемы давления

Механизм деформации горных пород, включающий растворение минералов под действием механических напряжений

Схематическая диаграмма давления раствора, принимающего сжатие/уплотнение в обломочной породе . Левый блок показывает ситуацию до уплотнения. Красные стрелки указывают области максимального напряжения (= контакты зерен). Синие стрелки указывают поток растворенных видов (например, Ca²⁺
и ХСО^–
₃в случае известняка ) в водном растворе. Правый блок показывает ситуацию после уплотнения. В светлых областях новый минеральный рост уменьшил поровое пространство .

Деформированный коралловый известняк, демонстрирующий уплощение, вызванное как пластической деформацией кораллов, так и растворением под давлением вдоль стилолитов .

В структурной геологии и диагенезе растворение под давлением или растворение под давлением представляет собой механизм деформации , который включает растворение минералов на контактах зерна с зерном в водной поровой жидкости в областях относительно высокого напряжения и либо осаждение в областях относительно низкого напряжения в пределах той же породы, либо их полное удаление из породы в пределах жидкости. Это пример диффузионного массопереноса . ^[1]

Подробная кинетика этого процесса была рассмотрена Раттером (1976) ^[2] , и с тех пор такая кинетика использовалась во многих приложениях ^[3] в науках о Земле.

Происшествие

Доказательства для решения давления были описаны в осадочных породах, которые были затронуты только уплотнением . Наиболее распространенным примером этого являются напластование плоскопараллельных стилолитов , образовавшихся в карбонатах .

В тектоническом плане деформированные породы также демонстрируют признаки растворения под давлением, включая стилолиты под большим углом к ​​напластованию. ^[4] Этот процесс также считается важной частью развития расщепления .

Теоретические модели

Раттер сформулировал теоретическую модель, а недавно был проведен математический анализ, приведший к так называемым уравнениям Фаулера–Янга ^[5] , которые могут объяснить переходное поведение решения под давлением.

Смотрите также

• Законы диффузии Фика
• Складка (геология)
• Микроструктура горных пород
• Стилолит
• Принцип Терцаги

Ссылки

1. Раттер, Э. Х. (1983). «Раствор давления в природе, теория и эксперимент». Журнал Геологического общества, Лондон . 140 (5): 725–740. Bibcode : 1983JGSoc.140..725R. doi : 10.1144/gsjgs.140.5.0725. S2CID  128543175. Получено 24 ноября 2010 г.
2. Раттер, Э. Х. (1976). «Кинетика деформации горных пород под действием давления». Philosophical Transactions of the Royal Society A. 283 ( 1312): 203–219. Bibcode : 1976RSPTA.283..203R. doi : 10.1098/rsta.1976.0079. JSTOR  74639. S2CID  109869067.
3. Yang, XS (2000). «Раствор давления в осадочных бассейнах: влияние градиента температуры». Earth Planet. Sci. Lett . 176 (2): 233–243. arXiv : 1003.4970 . Bibcode :2000E&PSL.176..233Y. doi :10.1016/s0012-821x(99)00321-0. S2CID  119161222.
4. Рейлсбэк, Л. Б.; Эндрюс Л. М. (1995). «Тектонические стилолиты в «недеформированном» плато Камберленд в Южном Теннесси». Журнал структурной геологии . 17 (6): 911–915. Bibcode : 1995JSG....17..911B. doi : 10.1016/0191-8141(94)00127-L.
5. Fowler, AC; Yang XS (1999). "Pressure solution and viscous compaction in sedimentary basins" (PDF) . J. Geophys. Res . B104 (B6): 12898–12997. Bibcode :1999JGR...10412989F. CiteSeerX 10.1.1.190.7826 . doi :10.1029/1998jb900029 . Получено 24 ноября 2010 г. .