故障(地质)

卫星图像Taklamakan沙漠。两个彩色脊(在左下方和右上方)用于形成单个连续线,但已通过沿故障的运动分开。

地质学, 一个过错是一个平面断裂或一卷中的不连续岩石由于岩石运动,由于岩石运动的导致显著位移。内部大故障地球脆皮作用导致板构造力量,最大的板之间的边界,例如大型断层俯冲带或者变换故障.[1]与快速运动相关的能量释放主动故障是大多数的原因地震。故障也可能缓慢移位敏锐的蠕变.[2]

一个故障平面是个飞机这代表断层的断裂表面。一种故障跟踪或者断层线是可以在表面上看到或映射故障的地方。故障轨迹也是通常绘制的线地质地图代表故障。[3][4]

一个断层区是平行故障群。[5][6]但是,该术语也用于沿单个断层的压碎岩石区域。[7]沿紧密间隔断层的长时间运动会模糊区别,因为断层之间的岩石转化为岩石的断层镜头透镜,然后逐渐压碎。[8]

断层机制

正常故障La Herradura编队莫罗太阳能,秘鲁。岩石的光层显示出位移。第二个正常故障是右侧。

由于摩擦而且,组成岩石的刚度,断层的两个侧面不能总是轻松滑行或彼此流动,因此有时所有运动都停止。被锁定的断层平面的较高摩擦的区域称为令人陶醉.压力当故障锁定时,堆积力量阈值,断裂破裂和积累应变能部分发行为地震波,形成一个地震.[2]

菌株累积或瞬间发生,具体取决于液态岩石;这延性较低的地壳和地幔通过剪切,而脆性上皮会通过裂缝反应 - 瞬时应力释放 - 导致沿断层运动。[9]当应变速率太大时,延性岩石的断层也会立即释放。

滑,堆,扔

一个故障摩洛哥。断层平面是照片中心陡峭的向左倾角,这是沿着岩石层向下滑动的平面,相对于断层右侧的层。
正常断层和拖曳褶皱(美国怀俄明州大角山的东部侧面)

被定义为断层平面两侧的地质特征的相对运动。故障滑动感被定义为岩石在断层两侧的相对运动。[10]在测量水平或垂直分离时故障的是分离的垂直分量和升起故障的是水平分量,例如“扔向上并大大”。[11]

微杆显示穿孔点(硬币的直径为18毫米(0.71英寸))

可以通过研究地层的任何阻力折叠来定性评估滑动的向量,这在断层的两侧都可以看到。[12]阻力折叠是一个接近断层的折叠区域,这可能是由于断层运动的摩擦阻力引起的。[13]仅通过在断层两侧找到共同的交点点才能测量重大和掷的大小(称为a)穿孔点)。实际上,通常只能找到故障的滑动方向,以及近似和投掷向量的近似值。

挂墙和脚壁

非垂直断层的两个侧面称为悬挂墙脚壁。悬挂墙发生在断层平面上方,脚壁发生在其下方。[14]该术语来自采矿:工作表格时矿石矿工的身体站在脚下的脚壁上站立,在他上方挂着墙壁。[15]这些术语对于区分不同的倾角断层类型很重要:反向故障和正常断层。在反向断层中,悬挂墙向上移动,而在正常断层中,悬挂墙向下移动。区分这两种断层类型对于确定断层运动的应力状态很重要。

故障类型

断层主要根据断层平面与地球表面形成的角度分类,称为,以及沿断层平面滑动的方向。[16]基于滑动的方向,可以将故障分类为:

  • 走滑,其中偏移主要是水平的,平行于断层轨迹;
  • 浸滑,偏移主要是垂直的和/或垂直于断层轨迹的;要幺
  • 斜滑,结合滑滑和浸滑。

走滑断层

两种滑移故障类型的示意图

在一个走滑断层(也称为扳手故障撕裂故障或者跨流断层),[17]断层表面(平面)通常接近垂直,脚壁以很少的垂直运动侧面或右侧移动。左侧运动的滑移断层也称为罪恶故障和右侧运动的故障右旋故障。[18]每个观察者都在断层的另一侧看到地面的运动方向来定义。

一类特殊的滑滑断层是变换故障当它形成一个盘子边界。该课程与一个偏移有关扩展中心, 比如一个中海脊,或者,在大陆范围内不那么普遍岩石圈, 如那个死海变换在里面中东或者高山故障在新西兰。由于岩石圈既没有产生也不破坏,因此变换断层也称为“保守”板边界。

倾斜断层

西班牙的正常断层,岩石层向下滑动(在照片的中心)

倾斜断层可以是普通的(”伸展“) 或者撤销.

正常和反向滑移断层的横截面说明

在一个正常故障,悬挂墙相对于脚壁向下移动。在两个正常故障之间倾斜的两个正常故障之间的落地是一个抓住。两个正常故障之间的一个向上的街区彼此两人的凹陷是一个霍斯特。这大多数正常断层中至少为60度,但有些正常断层在小于45度下倾斜。[19]低角度正常断层与区域性构造可能指定意义支队故障.

一个反向故障是正常断层的对立面 - 悬挂墙相对于脚壁移动。反向断层表示地壳的压缩缩短。“正常”和“反向”的术语来自采煤在英格兰,正常缺点是最常见的。[20]

一个推力故障具有与反向断层相同的运动感,但断层平面的倾角小于45°。[21][22]推力故障通常形成坡道,平底鞋和故障弯曲(悬挂墙和脚壁)褶皱。

Thrust with fault bend fold.svg

推力断层平面的平坦段称为公寓,推力的倾斜部分被称为坡道。通常,推力故障移动通过形成公寓并用坡道爬上部分来编队。

故障弯曲褶皱是由悬挂壁在非平面断层表面上的运动形成的,并发现与延伸和推力断层相关。

在以后的时间内,可能会重新激活故障,而移动的方向与原始运动相反(故障倒置)。因此,正常故障可能会变成反向断层,反之亦然。

推力故障形式尿布克利彭在大推力带中。俯冲带是构成地球上最大断层并引起最大地震的特殊推力类。

斜滑断

斜滑断

具有浸滑的组件和滑滑的组件的故障称为斜滑断。几乎所有的故障都具有浸滑和滑滑的某些组成部分。因此,将断层定义为倾斜需要倾斜和打击组件必须可测量且显著。其中一些倾斜的断层发生旋律卸载机制以及其他发生在变形过程中扩展或缩短变化方向但较早形成的断层保持活跃的地方。

哈德角度定义为补充倾角的角度;这是断层平面和垂直平面之间的角度,与断层平行。

LISTRIC故障

LISTRIC故障(红线)

LISTRIC故障与正常断层相似,但断层平面曲线,倾角在表面附近陡峭,然后深度增加。倾角可能会变平脱衣舞,导致水平平面上的水平滑动。插图显示沿着悬挂的墙壁沿着一条断层的断层。如果没有悬挂墙(例如在悬崖上)的地方,脚壁可能会以产生多个级别的故障的方式下滑。

环形故障

环形故障,也称为火山口断层是倒塌的火山中发生的故障火山口[23]还有bolide罢工,例如切萨皮克湾冲击火山口。环形故障是一系列重叠正常故障的结果,形成了圆形轮廓。环形故障产生的断裂可能被填补环堤.[23]

合成和反对断层

合成的对立用来描述与主要故障相关的小故障的术语。合成断层朝着与主要断层相同的方向倾斜,而相反的方向向相反的方向倾斜。这些故障可能伴随着滚动背心(例如尼日尔三角洲结构风格)。

故障岩石

鲑鱼色故障gouge相关的断层将左侧的两种不同的岩石类型分开(深灰色)和右(浅灰色)。来自戈壁蒙古.
不活动的故障萨德伯里Sault Ste。玛丽,加拿大安大略省北部

所有断层均具有可测量的厚度,由在发生故障发生的地壳中的变形岩石特征,受到故障和存在和性质影响的岩石类型的特征矿化液。故障岩石由他们的纹理以及暗示变形的机制。通过不同级别的错误岩石圈将在其表面上产生许多不同类型的断层岩石。持续的倾斜移位倾向于将不同地壳水平的特征与岩石并置,并具有不同程度的过度打印。在这种情况下,这种效果特别明显支队故障和专业推力故障.

故障岩石的主要类型包括:

  • 地下石工 - 断层岩石具有凝聚力,发育不良或缺乏平面织物,或不巧妙的,以通常角度为特征碎屑和岩石碎片中的碎片矩阵类似的组成。
    • 构造或故障角砾岩 - 中间至粗粒地层,含有> 30%的可见片段。
    • 故障gouge - 不巧妙的,粘土 - 精细到超铁 - 碎ataclasite,可能具有平面织物,包含<30%的可见片段。可能存在岩石碎屑
      • 粘土涂片 - 形成在沉积包含富含粘土层的序列,这些层被严重变形并剪切到断层沟中。
  • mylonite - 一个凝聚力和特征的断层岩石,其特征是构成晶粒尺寸的构造,通常包含圆形的平面织物。卟啉菌和类似成分的岩石碎片矿物质在矩阵中
  • 伪thylyte - 超铁粒玻璃状玻璃材料,通常是黑色的弗林蒂在外观上,以薄的平面而发生静脉,注射静脉或作为矩阵伪块状或者角球,可以在宿主岩石中填充扩张骨折。伪lythlyte可能仅由于地震滑动速率而形成,并且可以充当非活动断层的断层率指标。[24]

对结构和人的影响

岩土工程,故障通常形成一个不连续这可能会对机械行为(强度,变形等)的影响很大土壤和岩石群体,例如隧道基础, 或者建造。

故障活动的水平对于(1)定位建筑物,储罐和管道至关重要,并且(2)评估地震摇晃和海啸对基础设施和附近人的危害。例如,在加利福尼亚州,已将新建筑建筑直接在搬进内部的断层或附近被禁止全新世地球地质历史的时代(最后11700年)。[25]此外,在全新世加上显示运动的故障更新世时代(过去260万年)可能会考虑考虑,特别是对于诸如电厂,大坝,医院和学校等关键结构。地质学家通过学习评估过错的年龄土壤在浅发掘中看到的特征地貌学在航拍照片中看到。地下线索包括剪切及其与碳酸盐结节侵蚀粘土,然后氧化物在较旧的土壤的情况下,矿化,在较年轻的土壤中缺乏这种迹象。放射性碳年代有机的埋在断层剪切旁或掩埋的材料通常对于区分活性与无活动断层的材料至关重要。从这样的关系,古介质学家可以估计过去的大小地震在过去的几百年中,并发展了未来故障活动的粗略预测。

断层和矿石沉积

许多矿石沉积物都存在或与断层有关。这是因为与断层区域相关的断裂岩石允许岩浆上升[26]或矿物质流体的循环。近垂直断层的交叉点通常是重要的矿石沉积物的位置。[27]

托管有价值的故障的一个示例斑岩铜沉积是智利北部的Domeyko故障带有存款chuquicamata,Collahuasi,El Abra,萨尔瓦多La Escondida和Potrerillos。[28]在智利的南部Los BroncesEl Teniente斑岩铜沉积物分别位于两个断层系统的交点上。[27]

断层可能并不总是充当表面的管道。有人提出,深处的“不良”断层可能是岩浆形成斑岩铜停滞的区域,实现了适当的时间(和类型)火成岩的分化.[29]在给定的时间,分化的岩浆会猛烈地从断层陷阱中爆炸,然后前往斑岩铜矿矿床的较浅的地方。[29]

也可以看看

参考

  1. ^弗雷德里克·K·卢特根(Lutgens);E.J. Tarbuck;TASA,D。(插画家)(2012年)。地质的要点(第11版)。波士顿:Prentice Hall。p。32。ISBN 978-0321714725.
  2. ^一个bOhnaka,M。(2013)。岩石衰竭和地震的物理学。剑桥大学出版社。ISBN 978-1-107-35533-0.
  3. ^USGS,地震词汇表 - 故障轨迹,检索4月10日2015
  4. ^USGS,罗伯特·特里斯特拉姆(2003年4月30日),洛矶山脉以东的美国的断层线在哪里?,存档原本的2009年11月18日,检索3月6日2010
  5. ^|“故障区。”Merriam-Webster.com词典,Merriam-Webster。检索到2020年10月8日。
  6. ^菲尔莫尔,罗伯特(2010)。科罗拉多州东部和西科罗拉多州科罗拉多州高原的地质进化,包括圣胡安河,天然桥,峡谷,拱门和悬崖书。盐湖城:犹他大学出版社。p。337。ISBN 9781607810049.
  7. ^凯恩,乔纳森·索尔;埃文斯(Evans),詹姆斯(James P);福斯特,克雷格·B。(1996年11月1日)。“故障区架构和渗透率结构”。地质学.24(11):1025–1028。Bibcode1996年GEO .... 24.1025s.doi10.1130/0091-7613(1996)024 <1025:fzaaps> 2.3.co; 2.
  8. ^Childs,Conrad;汤姆·曼佐科(Manzocchi);沃尔什(John J.)邦森,克里斯托弗·G。尼科尔,安德鲁;Schöpfer,Martin P.J.(2009年2月)。“断层区和断层岩石厚度变化的几何模型”。结构地质杂志.31(2):117–127。Bibcode2009JSG .... 31..117c.doi10.1016/j.jsg.2008.08.009.
  9. ^Fossen,Haakon(2016)。结构地质(第二版)。剑桥,英国。pp。117,178。ISBN 9781107057647.
  10. ^Scec和教育模块,p。 14。
  11. ^“故障:简介”.加利福尼亚大学圣克鲁斯。存档原本的2011年9月27日。检索3月19日2010.
  12. ^乔伊,庞蒙;Lee,Seung Ryeol;崔,hyen -il;黄,Jae-ha;权,Seok-Ki;ko,sae;AN,GI-O(2002年6月)。“安登断层系统的运动历史:几何和构造方法”。地球科学杂志.6(2):91–102。Bibcode2002GESCJ ... 6 ... 91c.doi10.1007/bf03028280.S2CID 206832817.
  13. ^Fossen 2016,p。 479。
  14. ^USGS,悬挂墙壁墙壁,检索4月2日2010
  15. ^J.V. Tingley; Pizarro,K.A。 (2000),旅行美国最孤独的道路:地质和自然历史之旅内华达州矿业与地质专家局,第1卷。26,内华达州矿业与地质局,第2页。132,ISBN 978-1-888035-05-6,检索4月2日2010
  16. ^“什么是故障,有什么不同的类型?”.USGS:不断变化的世界的科学。检索10月13日2021.
  17. ^Allaby,Michael,编辑。 (2015)。“流滑断层”.地质与地球科学词典(第四版)。牛津大学出版社。ISBN 978-0-19-965306-5.
  18. ^R.G.公园(2004)。结构地质基础(3 ed。)。 Routledge。 p。 11。ISBN 978-0-7487-5802-9.
  19. ^OSKIN,MICHAEL E.(2019年6月3日)。“正常故障”.libretexts。检索4月6日2022.
  20. ^Peacock,D。C. P。;Knipe,R.J。;Sanderson,D。J.(2000)。“正常断层的词汇表”。结构地质杂志.22(3):298。Bibcode2000JSG .... 22..291p.doi10.1016/S0191-8141(00)80102-9.
  21. ^“浸泡”.地震词汇表.USGS.存档从2017年11月23日的原始。检索12月13日2017.
  22. ^“反向故障与推力断层有何不同?它们是什么相似的?”.UCSB科学系列.加利福尼亚大学圣塔芭芭拉。 2012年2月13日。存档从2017年10月27日的原始。检索12月13日2017.
  23. ^一个b“结构地质笔记本 - 火山口断层”.Maps.unomaha.edu.存档来自2018年11月19日的原始。检索4月6日2018.
  24. ^罗,克里斯蒂;格里菲斯,阿什利(2015)。“故障保留地震滑倒的记录:第二意见”.结构地质杂志.78:1–26。Bibcode2015JSG .... 78 .... 1r.doi10.1016/j.jsg.2015.06.006.
  25. ^布罗迪,凯特;Fettes,道格拉斯;哈特,本;施密德,罗尔夫(2007年1月29日),结构性术语,包括故障岩石术语,国际地质科学联盟
  26. ^巨魔,v r;Mattsson,T;Upton,B G J;Emeleus,C H;唐纳森,C H;迈耶,R;weis,f;Dahrén,b;海姆达尔(2020年10月9日)。“故障控制的岩浆上升记录在朗姆酒分层侵入苏格兰西北的中央系列中”.岩石学杂志.61(10)。doi10.1093/petrology/egaa093.ISSN 0022-3530.
  27. ^一个bPiquer Romo,JoséMeulen;Yáñez,Gonzálo;奥兰多里维拉;库克,大卫(2019)。“与中央智利高度安第斯山脉中的断层交点相关的长寿命的地壳损伤区”.安第斯地质.46(2):223–239。doi10.5027/andGeov46n2-3108.存档来自2019年8月8日的原始。检索6月9日2019.
  28. ^罗伯,劳伦斯(2007)。矿石形成过程简介(第四版)。马萨诸塞州马尔登, 美国:布莱克韦尔科学Ltd. p。 104。ISBN 978-0-632-06378-9.
  29. ^一个b何塞·皮克(Piquer);桑切斯 - 阿尔法罗(Pablo);帕梅拉(2021)的佩雷斯 - 弗洛雷斯(Pérez-Flores)。“用于巨型斑岩铜沉积形成的最佳结构环境的新模型”.地质学.49(5):597–601。Bibcode2021GEO .... 49..597p.doi10.1130/g48287.1.S2CID 234008062.

其他阅读

  • 戴维斯,乔治·H。Reynolds,Stephen J.(1996)。“折叠”.岩石和地区的结构地质(第二版)。约翰·威利(John Wiley&Sons)。pp。372–424。ISBN 0-471-52621-5.
  • Hart,E.W。;科比,W.A。(1997)。加利福尼亚的断层破裂危害:算法地震断层分区法案,索引到地震断层区图(报告)。卷。特别出版物42.加利福尼亚矿山和地质分部。
  • 侯爵,约翰;哈夫纳,卡特林;豪克森,埃吉尔,“断层滑移的特性”通过区域地震性调查地震,南加州地震中心,存档原本的2010年6月25日,检索3月19日2010

外部链接