stringtranslate.com

Сликенсайд

Линии скольжения на глубине 500 м в пермском песчанике

В геологии скользящая поверхность — это гладко отполированная поверхность, образованная фрикционным движением между горными породами вдоль разлома . Эта поверхность обычно испещрена линейными особенностями, называемыми скользящими линиями , в направлении движения. [1]

Геометрия скользящих поверхностей

Скользящая поверхность может возникнуть как единая поверхность на разломе между двумя твердыми поверхностями. В качестве альтернативы, выемка между поверхностями разлома может содержать множество анастамозирующих поверхностей скольжения, которые содержат скользящие поверхности. [2] Эти поверхности скольжения имеют толщину порядка 100 микрометров, [3] а размер зерен, которые составляют поверхность, ультратонкий (0,01-1 микрометр в диаметре). [4] Эти зерна отличаются от типичных зерен разломной породы тем, что они имеют нерегулярные границы зерен и мало дефектов кристаллической решетки (называемых дислокациями). [4]

Скользящие поверхности имеют заметные формы, которые можно использовать для определения направления движения вдоль разлома. [5] Прямые линии скольжения указывают на линейно-поступательное движение разлома. Они параллельны направлению движения разлома и служат кинематическим индикатором. [6] Изогнутые линии скольжения недавно были изучены на предмет их потенциала сохранять направление распространения разрыва землетрясения . [7]

Шероховатость поверхности

Образование зеркала скольжения приводит к уникальной шероховатости на поверхности скольжения. Шероховатость поверхности разлома (или топография) характеризуется соотношением высоты неровности к масштабу наблюдения, и эта шероховатость является ключевым параметром в изучении смещения по разлому. [8] В целом, поверхность разлома выглядит более шероховатой в меньших масштабах (т. е. шероховатой и бугристой в масштабах приблизительно миллиметра и меньше, и все более гладкой с большими полями зрения). [9] Это сглаживание при больших масштабах наблюдения более выражено в направлении, параллельном скольжению, чем в направлении, перпендикулярном скольжению, и обычно является результатом образования зеркала скольжения.

Механизмы создания скользких поверхностей

Зеркальный скользящий склон на уступе разлома Фэрвью, Дикси-Вэлли, Невада, США

Уникальная геометрия скользящего слоя может быть создана различными способами, [10] но точные механизмы, которые их создают, не очень хорошо изучены. Измельчение между двумя породами производит гранулированный материал, и происходит изменение в поведении материала износа, когда размер частиц уменьшается до нанометров. [11] Когда размер частиц уменьшается настолько резко, что поверхность становится блестящей, ее можно охарактеризовать как зеркало разлома . [11]

Зеркало разлома также может быть результатом присутствия жидкости на поверхности разлома во время скольжения. [12] После прекращения скольжения эта жидкость затвердевает в виде силикагеля , который выглядит блестящим и содержит линии скольжения.

Вспашка неровностей

Неровность на поверхности разлома — это выпуклость или точка с более высоким рельефом, чем область вокруг нее. Неровность, при нажатии на противоположную поверхность породы и последующем перемещении, вгрызается в противоположную породу, образуя впадины, канавки и царапины. [ 10] Таким образом, пропахивание неровностей является результатом постоянной деформации в хрупком режиме в небольшом масштабе. [13]

Разлетающиеся обломки

Когда неровность врезается в противостоящую породу, она изнашивает себя и противостоящую породу и производит мелкий мусор. Этот мусор или продукт износа накапливается как перед неровностью, так и за ней в длинной, вытянутой форме. Если неровность относительно твердая, мусор будет накапливаться перед неровностью. Если неровность относительно мягкая, мусор будет тянуться позади. Этот мусор со временем затвердевает и сохраняется в виде скользкой линии. [10]

Защита от эрозии

Некоторые породы могут содержать частицы, которые тверже остальной породы. Когда эти породы изнашиваются, более твердые частицы будут сопротивляться износу больше, чем более мягкая порода, порода на подветренной стороне твердой частицы будет защищена от износа. Это создает хвост , который начинается резко как скала , где находилась твердая частица, и вытянут параллельно направлению движения вниз-скольжения от частицы. [10]

Как образуются скользкие фибровые ступени и как проявляется движение по разлому.

Рост волокон

Плоскость разлома может быть покрыта минеральными волокнами, которые выросли во время движения разлома, известными как скользящие волокна . Из-за неровностей в плоскости разлома, открытые скользящие волокна обычно имеют ступенчатый вид, который можно использовать для определения направления движения через разлом.

Кальцит-хлоритовые скользящие волокна на небольшом разломе, секущем зеленосланцевые метавулканические породы фации Сэддлбэг-Лейк-Руф-Пендант, Сьерра-Невада, Калифорния

Скользящие волокна — это вторичные минералы, которые составляют скользящие поверхности, а не саму породу. Скользящие волокна образуются в областях, где породы медленно скользят друг мимо друга, а не скользят внезапно в результате землетрясения . [ 14] В отличие от линий скольжения, которые дают две возможности для направления скольжения, скользящие волокна сохраняют истинное направление скольжения. [14]

Подразумеваемое

Скользящие поверхности дают полезную информацию о процессах землетрясений. Кальцитовые скользящие волокна недавно использовались для ограничения глубины асейсмической ползучести в горах Загрос , а также для определения ориентации напряжения, действующего на разлом. [15] Также было высказано предположение, что при наличии множественных ориентаций скользящих волокон или скользящих ступеней это может указывать на то, что продолжающийся сдвиг не является смягчением деформации, поэтому скольжение не имеет постоянного направления. [11]

В дополнение к направлению скольжения, линии скольжения также использовались для ограничения времени смещения сброса. [16] Они также сохраняют любую сложность в геометрии разрыва землетрясения. [17]

Другие типы скользких поверхностей

Скользящие поверхности в почвах

В почвоведении , изучении почв в их естественной среде, скользящая поверхность представляет собой поверхность трещин, образующихся в почвах, содержащих высокую долю набухающих глин . Скользящие поверхности являются типом кутана . В австралийской классификации почв скользящие поверхности, наряду с линзовидными структурными агрегатами , являются индикатором вертисоли . [ 18]

Скользящие поверхности на Луне

На Луне валун со скользкими сторонами, обнаруженный в усыпанном мусором небольшом кратере на Станции 9 около разлома Хэдли , был сфотографирован во время прогулки по Луне экипажем Аполлона 15. [ 19] [20] [21]



Галерея

Примечания

  1. ^ Tjia, HD (1964). «Скользящие поверхности и движения разломов». Бюллетень Геологического общества Америки . 75 (7): 683–686. doi :10.1130/0016-7606(1964)75[683:SAFM]2.0.CO;2.
  2. ^ Шольц, Кристофер Х. (2019). Механика землетрясений и разломов. Cambridge University Press. стр. 128. ISBN 978-1-107-16348-5.
  3. ^ Sagy, Amir; Brodsky, Emily E. (февраль 2009 г.). «Геометрические и реологические неровности в открытой зоне разлома». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 114 (B2). Bibcode : 2009JGRB..114.2301S. doi : 10.1029/2008JB005701.
  4. ^ ab Power, William L.; Tullis, Terry E. (январь 1989). «Взаимосвязь между поверхностями скольжения в мелкозернистом кварце и сейсмическим циклом». Journal of Structural Geology . 11 (7): 879–893. Bibcode : 1989JSG....11..879P. doi : 10.1016/0191-8141(89)90105-3.
  5. ^ Доблас, Мигель (сентябрь 1998 г.). «Кинематические индикаторы поверхности скольжения». Тектонофизика . 295 (1–2): 187–197. Bibcode : 1998Tectp.295..187D. doi : 10.1016/S0040-1951(98)00120-6.
  6. ^ Мандал, Нибир; Чакраборти, Чандан (январь 1989). «Движение разлома и изогнутые линии скольжения: теоретический анализ». Журнал структурной геологии . 11 (4): 497–501. Bibcode : 1989JSG....11..497M. doi : 10.1016/0191-8141(89)90026-6.
  7. ^ Кирс, Джесси; Канеко, Йошихиро; Литтл, Тим; Ван Диссен, Расс (сентябрь 2019 г.). «Изогнутые линии скольжения сохраняют направление распространения разрыва». Геология . 47 (9): 838–842. Bibcode : 2019Geo....47..838K. doi : 10.1130/G46563.1.
  8. ^ Бродский, Эмили Э.; Киркпатрик, Джеймс Д.; Кандела, Тибо (январь 2016 г.). «Ограничения, связанные с шероховатостью разломов, на прочность горных пород, зависящую от масштаба». Геология . 44 (1): 19–22. Bibcode : 2016Geo....44...19B. doi : 10.1130/G37206.1.
  9. ^ Кандела, Тибо; Ренар, Франсуа; Клингер, Янн; Майр, Карен; Шмиттбюль, Жан; Бродски, Эмили Э. (август 2012 г.). «Шероховатость поверхностей разломов на протяжении девяти десятилетий шкал длин». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 117 (B8). Bibcode : 2012JGRB..117.8409C. doi : 10.1029/2011JB009041.
  10. ^ abcd Means, WD (1987). «Недавно признанный тип скользящей полосчатости». Журнал структурной геологии . 9 (5–6): 585–590. Bibcode : 1987JSG.....9..585M. doi : 10.1016/0191-8141(87)90143-X.
  11. ^ abc Toy, Virginia G.; Niemeijer, André; Renard, Francois; Morales, Luiz; Wirth, Richard (май 2017 г.). «Стриация и развитие линий скольжения на поверхностях кварцевых разломов в условиях земной коры: происхождение и влияние на трение». Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 122 (5): 3497–3512. Bibcode :2017JGRB..122.3497T. doi :10.1002/2016JB013498. hdl : 1874/351354 .
  12. ^ Киркпатрик, Дж. Д.; Роу, К. Д.; Уайт, Дж. К.; Бродский, Э. Э. (сентябрь 2013 г.). «Образование силикатного геля во время смещения по сбросу: данные из горных пород». Геология . 41 (9): 1015–1018. Bibcode : 2013Geo....41.1015K. doi : 10.1130/G34483.1.
  13. ^ Киркпатрик, Джеймс Д.; Бродски, Эмили Э. (декабрь 2014 г.). «Ориентации линий скольжения как запись реологии разломных пород». Earth and Planetary Science Letters . 408 : 24–34. Bibcode : 2014E&PSL.408...24K. doi : 10.1016/j.epsl.2014.09.040.
  14. ^ ab Ishii, Eiichi (декабрь 2017 г.). «Оценка наивысшей потенциальной проницаемости дискретных сдвиговых трещин с использованием индекса пластичности». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 100 : 10–22. Bibcode :2017IJRMM.100...10I. doi :10.1016/j.ijrmms.2017.10.017.
  15. ^ Саркаринеджад, Халил; Моттахеди, Марьям; Нори, Марьям (ноябрь 2021 г.). «Асейсмическое скольжение на активных надвигах Сабз-Пушан и Сепидар, Иран: микроструктурные и кинематические свидетельства ползучести волокон скольжения». Международный журнал наук о Земле . 110 (8): 2831–2848. Bibcode : 2021IJEaS.110.2831S. doi : 10.1007/s00531-021-02081-1.
  16. ^ Норрис, Д.К. (июнь 2001 г.). «Линии скольжения и кинематика прогиба Кроуснест в южных Скалистых горах Канады». Журнал структурной геологии . 23 (6–7): 1089–1102. Bibcode : 2001JSG....23.1089N. doi : 10.1016/S0191-8141(00)00180-2.
  17. ^ Маклин, Клэрри; Канеко, Ёсихиро; Кирс, Джесси (июнь 2021 г.). «Косейсмические линии скольжения регистрируют возникновение множественных фронтов разрыва во время землетрясения, разрушающего поверхность». Тектонофизика . 808 : 228834. Bibcode : 2021Tectp.80828834M. doi : 10.1016/j.tecto.2021.228834.
  18. ^ Isbell, RF (1996). Классификация австралийских почв . CSIRO Australia. ISBN 978-0-643-05813-2.[ нужна страница ]
  19. ^ https://www.lpi.usra.edu/resources/apollo/catalog/70mm/magazine/?82 Атлас изображений Apollo (Институт Луны и планет), Каталог изображений Hasselblad 70 мм, фотографии Apollo 15 AS15-82-11101, AS15-82-11102, AS15-82-11103 и AS15-82-11104
  20. ^ https://www.hq.nasa.gov/alsj/a15/a15.sta9.html Журнал лунной поверхности Apollo 15 – мгновенный рок на станции 9
  21. ^ https://history.nasa.gov/alsj/a15/A15SampleCat_1.pdf Каталог камней Аполлона-15 – Часть 1. 15015-15299

Ссылки

Внешние ссылки