Жер қабаттарындағы жарықтар мен үзілістер – геологиялық жарылыстар, жер сілкінісіне себеп болатын тектоникалық күштердің нәтижесі. Жарылыс жазықтығы туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тау жыныстарының ығысқан сынықтары немесе үзілістері
Fracture or discontinuity in displaced rock
Геологияда, жарық – тау жыныстарының қозғалысы нәтижесінде елеулі ығысуға ұшыраған тау жынысы көлеміндегі жазық сынық немесе үзіліс. Жер қыртысының ішіндегі ірі жарықтар пластиналық тектоникалық күштердің әсерінен пайда болады, ең ірілері пластиналар арасындағы шекараны құрайды, мысалы, субдукция аймақтарының мегажарықтары немесе трансформациялық жарықтар. Белсенді жарықтардағы жылдам қозғалысқа байланысты энергияның босауы көптеген жер сілкіністерінің себебі болып табылады. Жарықтар сейсмикалық сырғу арқылы да баяу ығысуы мүмкін. Жарық жазықтығы – жарықтың сыну бетін көрсететін жазықтық. Жарық іздері немесе жарық сызығы – жарықты көруге немесе картаға түсіруге болатын жер. Жарық іздері геологиялық карталарда жарықты бейнелеу үшін қолданылатын сызықтар болып табылады. Жарық аймағы – параллель жарықтардың шоғыры. Дегенмен, бұл термин бір жарықтың бойындағы ұсатылған тау жыныстарының аймағын да білдіреді. Тығыз орналасқан жарықтар бойындағы ұзақ қозғалыс айырмашылықты жояды, себебі жарықтар арасындағы тау жыныстары жарықпен байланысты тау жыныстарының линзаларына айналып, содан кейін біртіндеп ұсатылады.
In geology, a fault is a planar fracture or discontinuity in a volume of rock across which there has been significant displacement as a result of rock mass movements. Large faults within Earth's crust result from the action of plate tectonic forces, with the largest forming the boundaries between the plates, such as the megathrust faults of subduction zones or transform faults. Energy release associated with rapid movement on active faults is the cause of most earthquakes. Faults may also displace slowly, by aseismic creep. A fault plane is the plane that represents the fracture surface of a fault. A fault trace or fault line is a place where the fault can be seen or mapped on the surface. A fault trace is also the line commonly plotted on geologic maps to represent a fault. A fault zone is a cluster of parallel faults. However, the term is also used for the zone of crushed rock along a single fault. Prolonged motion along closely spaced faults can blur the distinction, as the rock between the faults is converted to fault bound lenses of rock and then progressively crushed.
Қателік механизмдері
Үйкеліс және құрамындағы тау жыныстарының беріктігіне байланысты, жарықтардың екі жағы әрқашан оңай сырғып немесе бір-бірінен өтіп кетпейді, сондықтан кейде қозғалыс тоқтап қалады. Жарық жазықтығындағы үйкелісі жоғары аймақтар, ол тұйықталған жерде, аспертилер деп аталады. Жарық тұйықталғанда кернеу жиналады, және ол күш шегінен асып кеткенде жарық үзіліске ұшырайды және жинақталған энергияның бір бөлігі сейсмикалық толқындар түрінде босатылып, жер сілкінісін тудырады. Майлы тау жыныстарындағы жарықтар деформация жылдамдығы тым жоғары болғанда да бірден босауы мүмкін.
Due to friction and the rigidity of the constituent rocks, the two sides of a fault cannot always glide or flow past each other easily, and so occasionally all movement stops. The regions of higher friction along a fault plane, where it becomes locked, are called asperities. Stress builds up when a fault is locked, and when it reaches a level that exceeds the strength threshold, the fault ruptures and the accumulated strain energy is released in part as seismic waves, forming an earthquake. A fault in ductile rocks can also release instantaneously when the strain rate is too great.
Сырға, көтеріліске, лақтыруға
Слид – бұл ақау жазықтығының екі жағындағы геологиялық элементтердің салыстырмалы қозғалысы. Ақаудың сырғанау бағыты – бұл ақаудың бір жағындағы тау жыныстарының екінші жағына қатысты салыстырмалы қозғалысы. Көлденең немесе тік жылжуды өлшеу кезінде, ақаудың лақтырылуы – бұл жылжудың тік компоненті, ал ақаудың көтерілуі – көлденең компонент, мысалы, "Жоғары лақтырып, шетке шығару" сияқты. Ақаудың екі жағында көрінетін қабаттардың тартылып бүктелуін зерттеу арқылы сырғанау векторын сапалық түрде бағалауға болады. Тартылып бүктелу – бұл ақауға жақын орналасқан бүктелу аймағы, ол ақаудағы қозғалысқа қарсы үйкеліс кедергісінен туындайды. Көтерілу мен лақтырылудың бағыты мен шамасын анықтау үшін ақаудың екі жағындағы ортақ қиылысу нүктелерін (пирсинг нүктесі деп аталады) табу қажет. Іс жүзінде, әдетте, ақаулардың сырғанау бағытын және көтерілу мен лақтырылу векторының жуық шамасын анықтау мүмкін.
Slip is defined as the relative movement of geological features present on either side of a fault plane. A fault's sense of slip is defined as the relative motion of the rock on each side of the fault concerning the other side. In measuring the horizontal or vertical separation, the throw of the fault is the vertical component of the separation and the heave of the fault is the horizontal component, as in "Throw up and heave out". The vector of slip can be qualitatively assessed by studying any drag folding of strata, which may be visible on either side of the fault. Drag folding is a zone of folding close to a fault that likely arises from frictional resistance to movement on the fault. The direction and magnitude of heave and throw can be measured only by finding common intersection points on either side of the fault (called a piercing point). In practice, it is usually only possible to find the slip direction of faults, and an approximation of the heave and throw vector.
Аспалы қабырға және тұғыры
Түзу емес сынықтың екі жағы ілмелі қабырға және аяқ қабырға деп аталады. Ілмелі қабырға сынық жазықтығының үстінде, ал аяқ қабырғасы оның астында орналасады. Бұл терминология кен өндіруден келген: тікбетті кен денесімен жұмыс істеген кезде, кенші аяқ қабырғасының үстінде тұрып, ілмелі қабырға оның үстінде болатын. Бұл терминдер әртүрлі көлбеу қозғалыстық жарылым түрлерін ажырату үшін маңызды: кері жарылымдар және қалыпты жарылымдар. Кері жарылымда ілмелі қабырға жоғары қарай жылжиды, ал қалыпты жарылымда ілмелі қабырға төмен қарай жылжиды. Бұл екі жарылым түрін ажырату жарылым қозғалысының кернеу режимін анықтау үшін маңызды.
The two sides of a non vertical fault are known as the hanging wall and footwall. The hanging wall occurs above the fault plane and the footwall occurs below it. This terminology comes from mining: when working a tabular ore body, the miner stood with the footwall under his feet and with the hanging wall above him. These terms are important for distinguishing different dip slip fault types: reverse faults and normal faults. In a reverse fault, the hanging wall displaces upward, while in a normal fault the hanging wall displaces downward. Distinguishing between these two fault types is important for determining the stress regime of the fault movement.
Шабу-сығу ақаулары
Қиылысқан жарылыста (сонымен қатар бұрылыс жарылысы, тіреу жарылысы немесе көлденең жарылыс деп те аталады), жарылыс беті (жазықтығы) көбінесе тікке жақын болады, ал төменгі қабат солға немесе оңға, тік қозғалыс өте аз болғанда, көлденең жылжиды. Сол жаққа қарай жылжитын қиылысқан жарылыстар сол жақты жарылыстар деп те аталады, ал оң жаққа қарай жылжитындары оң жақты жарылыстар деп аталады. Әрқайсысы жарылыстың қарсы жағында тұрған бақылаушының көзімен жердің қозғалыс бағытымен анықталады. Жарылыстың ерекше түрі – трансформациялық жарылыс, ол плита шекарасын құрайды. Бұл түр таралу орталығында, мысалы, мұхиттың орталық жотасында немесе, сирек жағдайларда, континенттік литосферада, мысалы, Таяу Шығыстағы Өлі теңіз жарылысында немесе Жаңа Зеландиядағы Альпілік жарылыста байқалады. Трансформациялық жарылыстар литосфераның пайда болмайтыны немесе жойылмайтыны болғандықтан "сақтаушы" плита шекаралары деп те аталады.
In a strike slip fault (also known as a wrench fault, tear fault or transcurrent fault), the fault surface (plane) is usually near vertical, and the footwall moves laterally either left or right with very little vertical motion. Strike slip faults with left lateral motion are also known as sinistral faults and those with right lateral motion as dextral faults. Each is defined by the direction of movement of the ground as would be seen by an observer on the opposite side of the fault. A special class of strike slip fault is the transform fault when it forms a plate boundary. This class is related to an offset in a spreading center, such as a mid ocean ridge, or, less common, within continental lithosphere, such as the Dead Sea Transform in the Middle East or the Alpine Fault in New Zealand. Transform faults are also referred to as "conservative" plate boundaries since the lithosphere is neither created nor destroyed.
Түпті тайғанатын сынықтар
Дип-слип ақаулары қалыпты ("созылу") немесе кері болуы мүмкін. Қалыпты ақауда, ілмелі қабырға аяқ қабырғасына қатысты төмен қарай жылғалады. Бір-біріне қарай еңкейетін екі қалыпты ақаудың арасындағы төмен түскен блок грабен деп аталады. Бір-бірінен алыстаған екі қалыпты ақаудың арасындағы көтерілген блок – хорст. Көптеген қалыпты ақаулардың еңкейісі кем дегенде 60 градусқа жетеді, бірақ кейбір қалыпты ақаулардың еңкейісі 45 градустан төмен болуы мүмкін. Аймақтық тектоникалық маңызы бар, төмен бұрышты қалыпты ақаулар ажырату ақаулары деп аталуы мүмкін. Кері ақау – қалыпты ақаудың керісінше: ілмелі қабырға аяқ қабырғасына қатысты жоғары көтеріледі. Кері ақаулар қыртыстың қысылуынан қысқаруын көрсетеді. "Қалыпты" және "кері" терминологиясы Англиядағы көмір өндіруден шыққан, онда қалыпты ақаулар ең көп кездеседі. Итеру ақауы кері ақау сияқты бірдей қозғалысқа ие, бірақ ақау жазықтығының еңкейісі 45° төмен. Итеру ақаулары әдетте пандустар, жазықтықтар және ақаулық бүгілулерді (ілмелі және аяқ қабырғалар) қалыптастырады. Итеру ақауы пайда болған салыстырмалы түрде әлсіз төсемелік жазықтықтың бөлігі жазық деп, ал стратиграфиялық тізбек арқылы жоғары қарай кесіп өткен бөлігі пандус деп аталады. Әдетте, итеру ақаулары жазықтықтарды құрау және пандустармен бөлімдерге көтерілу арқылы формациялар ішінде жылғалады. Бұл ақаулық бүгілу диаграммасында көрсетілгендей, ілмелі қабырғаның жазықтығы (немесе оның бір бөлігі) аяқ қабырғаның пандусының үстінде жатады. Ақаулық бүгілу бүгілулері аспалы қабырғаның жазықтық емес бетімен қозғалуынан пайда болады және созылу және итеру ақауларымен байланысты болады. Ақаулар бастапқы қозғалысқа қарама-қарсы бағыттағы қозғалыспен (ақау инверсиясы) кейінірек қайта жандануы мүмкін. Сондықтан қалыпты ақау кері ақауға, ал кері ақау қалыпты ақауға айналуы мүмкін. Итеру ақаулары үлкен итеру белдеулерінде жапырақтар мен клиппендерді құрайды. Субдукция аймақтары – Жердегі ең үлкен ақауларды құрайтын және ең үлкен жер сілкіністерін тудыратын ерекше итерулер.
Dip slip faults can be either normal ("extensional") or reverse. In a normal fault, the hanging wall moves downward, relative to the footwall. A downthrown block between two normal faults dipping towards each other is a graben. An upthrown block between two normal faults dipping away from each other is a horst. The dip of most normal faults is at least 60 degrees but some normal faults dip at less than 45 degrees. Low angle normal faults with regional tectonic significance may be designated detachment faults. A reverse fault is the opposite of a normal fault—the hanging wall moves up relative to the footwall. Reverse faults indicate compressive shortening of the crust. The terminology of "normal" and "reverse" comes from coal mining in England, where normal faults are the most common. A thrust fault has the same sense of motion as a reverse fault, but with the dip of the fault plane at less than 45°. Thrust faults typically form ramps, flats and fault bend (hanging wall and footwall) folds. A section of a hanging wall or foot wall where a thrust fault formed along a relatively weak bedding plane is known as a flat and a section where the thrust fault cut upward through the stratigraphic sequence is known as a ramp. Typically, thrust faults move within formations by forming flats and climbing up sections with ramps. This results in the hanging wall flat (or a portion thereof) lying atop the foot wall ramp as shown in the fault bend fold diagram. Fault bend folds are formed by the movement of the hanging wall over a non planar fault surface and are found associated with both extensional and thrust faults. Faults may be reactivated at a later time with the movement in the opposite direction to the original movement (fault inversion). A normal fault may therefore become a reverse fault and vice versa. Thrust faults form nappes and klippen in the large thrust belts. Subduction zones are a special class of thrusts that form the largest faults on Earth and give rise to the largest earthquakes.
Көлденең сынықтар
Құлау және горизонталь жылжу компоненттері бар жарық көлбеу жарық деп аталады. Көптеген жарықтарда құлау және горизонталь жылзудың белгілі бір үлесі болады, сондықтан жарықты көлбеу деп анықтау үшін оның құлау және горизонталь жылзу компоненттері өлшенетін және маңызды болуы керек. Көлбеу жарықтар кейде созылу-қысылу және қысылу-созылу режимдерінде кездеседі, ал кейбіреулері деформация кезінде созылу немесе қысылу бағыты өзгерген кезде, бірақ бұрын қалыптасқан жарықтар белсенділігін сақтайды. Жарық бұрышы – құлау бұрышының толықтырғышы; ол жарық жазықтығы мен жарыққа параллель тік жазықтық арасындағы бұрыш.
A fault which has a component of dip slip and a component of strike slip is termed an oblique slip fault. Nearly all faults have some component of both dip slip and strike slip; hence, defining a fault as oblique requires both dip and strike components to be measurable and significant. Some oblique faults occur within transtensional and transpressional regimes, and others occur where the direction of extension or shortening changes during the deformation but the earlier formed faults remain active. The hade angle is defined as the complement of the dip angle; it is the angle between the fault plane and a vertical plane that strikes parallel to the fault.
Листрикалық ақау
Листрикалық жарықтар қалыпты жарықтарға ұқсас, бірақ жарық жазықтығы қисық болып келеді, бетке жақын тіктеп, тереңдеген сайын көлбеуі азаяды. Көлбеуі көлденеңге жақын деколлементке дейін тегістелуі мүмкін, нәтижесінде көлденең жазықтықта жылжу пайда болады. Суретте листрикалық жарық бойымен төменгі қабаттың (hanging wall) құлауы көрсетілген. Төменгі қабаттың болмауы (мысалы, тік жардың үстінде) жағдайында, жоғарғы қабат (footwall) бірнеше листрикалық жарықтарды тудыратын сияқты құлауы мүмкін.
Listric faults are similar to normal faults but the fault plane curves, the dip being steeper near the surface, then shallower with increased depth. The dip may flatten into a sub horizontal décollement, resulting in a horizontal slip on a horizontal plane. The illustration shows the slumping of the hanging wall along a listric fault. Where the hanging wall is absent (such as on a cliff) the footwall may slump in a manner that creates multiple listric faults.
Құрылымдар мен адамдарға әсері
Геотехникалық инженерияда жарық көбінесе топырақ пен тау жыныстары массаларының механикалық мінез-құлқына (беріктігі, деформациясы және т.б.) үлкен әсер ететін үзіліс жасайды, мысалы, туннель, іргетас немесе беткей құрылысында. Жарықтың белсенділігі деңгейі (1) ғимараттарды, резервуарларды және құбырларды орналастыру және (2) инфрақұрылым мен жақын жердегі адамдарға жер сілкінісі мен цунами қаупін бағалау үшін маңызды болуы мүмкін. Мысалы, Калифорнияда Жердің геологиялық тарихының голоцен дәуірінде (соңғы 11 700 жыл) қозғалған жарықтардың үстіне немесе жанына жаңа ғимараттар салуға тыйым салынған. Сонымен қатар, голоцен және плейстоцен дәуірлерінде (соңғы 2,6 миллион жыл) қозғалыс көрсеткен жарықтар, әсіресе электр станциялары, бөгеттер, ауруханалар және мектептер сияқты маңызды құрылымдар үшін қарастырылуы мүмкін. Геологтар жарықтың жасын жер бетіне жақын қазбаларда көрінетін топырақ ерекшеліктерін және әуе суретінде көрінетін жер бедерін зерттеу арқылы анықтайды. Жер астындағы белгілерге ескі топырақтарда карбонат түйіндерімен, эрозияға ұшыраған сазбен және темір оксидінің минералдануымен байланысты жарықтар және олардың арақатынасы кіреді, ал жас топырақтарда мұндай белгілер жоқ. Жарықтың жанында немесе үстінде көмілген органикалық материалдың радиокөміртекпен мерзімделуі белсенді және белсенді емес жарықтарды ажырату үшін көбінесе маңызды болып табылады. Мұндай қатынастардан палеосейсмологтар өткен жүздеген жылдардағы жер сілкіністерінің мөлшерін бағалай алады және болашақ жарықтардың белсенділігін шамамен болжай алады.
In geotechnical engineering, a fault often forms a discontinuity that may have a large influence on the mechanical behavior (strength, deformation, etc.) of soil and rock masses in, for example, tunnel, foundation, or slope construction. The level of a fault's activity can be critical for (1) locating buildings, tanks, and pipelines and (2) assessing the seismic shaking and tsunami hazard to infrastructure and people in the vicinity. In California, for example, new building construction has been prohibited directly on or near faults that have moved within the Holocene Epoch (the last 11,700 years) of the Earth's geological history. Also, faults that have shown movement during the Holocene plus Pleistocene Epochs (the last 2.6 million years) may receive consideration, especially for critical structures such as power plants, dams, hospitals, and schools. Geologists assess a fault's age by studying soil features seen in shallow excavations and geomorphology seen in aerial photographs. Subsurface clues include shears and their relationships to carbonate nodules, eroded clay, and iron oxide mineralization, in the case of older soil, and lack of such signs in the case of younger soil. Radiocarbon dating of organic material buried next to or over a fault shear is often critical in distinguishing active from inactive faults. From such relationships, paleoseismologists can estimate the sizes of past earthquakes over the past several hundred years, and develop rough projections of future fault activity.
Қисықтар мен кен орнын
Көптеген кен орындары жарылыстардың үстінде немесе жарылыстармен байланысты орналасқан. Бұл жарылыс аймақтарындағы сынық тау жыныстары магманың жоғары көтерілуіне немесе минералдарды таситын сұйықтықтардың айналымына жағдай жасайды. Дерлік тік жарылыстардың қиылысқан жерлері көбінесе маңызды кен орындарының орналасқан жері болып табылады. Порфирлі мыс кен орындарын қамтитын жарылысқа мысал – Чилидің солтүстігіндегі Домейко жарылысы, онда Чукикамата, Коллахуаси, Эль-Абра, Эль-Сальвадор, Ла-Эскондида және Потрериллос кен орындары орналасқан. Чилидің оңтүстігінде Лос-Бронсес және Эль-Тениенте порфирлі мыс кен орындары екі жарылыс жүйесінің қиылысында жатыр. Белгілі бір уақытта ерекшеленген магмалар жарылыс тұзақтарынан күшпен шығып, жер қыртысының беткі қабаттарына қарай жылжып, порфирлі мыс кендерінің пайда болуына себеп болады. Жарылыс аймақтары су жинағыштар ретінде қызмет етеді және жер асты суларын тасымалдауға көмектеседі.
Many ore deposits lie on or are associated with faults. This is because the fractured rock associated with fault zones allow for magma ascent or the circulation of mineral bearing fluids. Intersections of near vertical faults are often locations of significant ore deposits. An example of a fault hosting valuable porphyry copper deposits is northern Chile's Domeyko Fault with deposits at Chuquicamata, Collahuasi, El Abra, El Salvador, La Escondida and Potrerillos. Further south in Chile Los Bronces and El Teniente porphyry copper deposit lie each at the intersection of two fault systems. At a given time differentiated magmas would burst violently out of the fault traps and head to shallower places in the crust where porphyry copper deposits would be formed. Fault zones act as aquifers and also assist groundwater transport.