Неисправность долота - Fault gouge

Неисправность долота это тектонит (а камень образованный тектоническими силами / хрупкой деформацией) с очень маленьким размером зерна. Вина долбленька не имеет сплоченность и обычно это неконсолидированный рок типа, если только цементация произошла на более позднем этапе. Выемка образуется так же, как разломная брекчия, последний также имеет больший Clasts.[1] По сравнению с разломной брекчией, которая является еще одной некогезивной разломной породой, разломная борозда имеет менее видимые фрагменты (менее 30% видимых фрагментов, относящихся к разломным бороздам, и более 30%, касающихся разломной брекчии).[2] Дефектная канавка также классифицируется как имеющая частицы диаметром менее 1 мм.[3] Следовательно, бороздка обычно состоит из глин, которые обычно состоят из Иллит, Монтмориллонит, Сапонит, Каолинит, Вермикулит, Кварцевый, Хлорит, Москвич, Биотит, и / или Полевые шпаты.[4][5]

Маленький вина прорези между более светлыми серыми скалами справа и более темными серыми скалами слева. Разломная выемка видна в виде камня лососевого цвета в центре изображения над рюкзаком. от Таван Хар, Гоби, Монголия.

Долговечные разломы могут быть слабыми плоскостями в горных массивах. Если сжимающий подчеркивает достаточно, чтобы это могло вызвать податливость при сжатии или в конце концов рок перелом.[6]

Источник

Формы бороздок тектоническое движение вдоль локальной зоны хрупкая деформация (а зона разлома ) в скале. Шлифовка и фрезерование, возникающие, когда две стороны зона разлома двигаться друг по другу, получается материал, состоящий из рыхлых фрагментов. Первый разломная брекчия образуется, но если измельчение продолжается, порода превращается в бороздку. Больше стрижка событий в зонах разломов имеют тенденцию к уменьшению размера частиц матрица Другими словами, большее усилие соответствует более измельченному и более мелкому материалу. Слоения может образоваться внутри разлома борозда параллельно направлению срезать либо внезапно, либо в течение нескольких стрижка событий.[3]

В зависимости от ориентации и величины силы сдвига минералы могут стать метаморфически изменены на такие, как тальк. Сильные на трение и слабые минералы, такие как кварц и тальк соответственно, могут влиять на свойства неисправности.[7]

Фрикционные свойства

Трение внутри разлома создается комбинацией напряжений и минералогических свойств разлома. Свойства разлома, относящиеся к общему трению, включают фрикционные характеристики минералов до того, как они претерпят разлом, характеристики материала матрицы после возникновения начального разлома и структурные напряжения в разломе. Фрикционные свойства минералов включают форму отдельных частиц и прочность сцепления минералов. Глубина и температура напрямую зависят от коэффициент трения дефекта долбленья. Коэффициенты трения рассчитываются путем деления напряжения сдвига на эффективное нормальное напряжение. Некоторые коэффициенты трения для минералов перечислены ниже:

МинеральнаяКоэффициент трения
Монтмориллонит[8]0.08 - 0.14
Кварцевый[8]0.49 - 0.62
Хризотил (Змеиный )[9]0.7
Иллит[10]0.6-0.85

Можно предположить, что введение воды сильно влияет на фрикционные свойства вина долбить. Вода в основном снижает значения трения долота, а также многие другие типы жидкости.[11][12] Пористость канавки также играет важную роль в том, сколько жидкости может быть поглощено внутри матрица. Однако, если химические вещества, такие как магний силикат (Mg3Si4О10), который является предварительно гидратированной версией минерала тальк, контактируют с водой, они могут гидратироваться, если условия правильные и фрикционный значение уменьшится. Многие другие минералы могут перейти в их водные формы при введении воды в систему.[11] Но в некоторых случаях подача воды не всегда снижает трение внутри вина, а вместо этого может позволить сформироваться новому типу минерала.

Температуры

Потому что трение происходит повышение температуры, что может вызвать минералогические изменения в вина долбить. Это зависит от того, вина чистый перелом или если это широкий зона. Когда вина создается впервые, в зависимости от исходного минералогического состава и температур, возникающих в результате трения между двумя поверхностями, борозда разлома может быть образована как отдельный минерал. Но если геотермальные градиенты не достигаются для создания другого минеральная минералогический состав вина долблень не изменится.[13] Это, конечно, только в отношении трение и температуры, минералы постоянно изменяются в результате множества других процессов.

Классификация дефектных зазоров

Gouge обычно классифицируют по характеристикам, его можно классифицировать на основе его химического или минералогического состава и типа размера частиц. Другие более конкретные свойства, перечисленные в ранее упомянутых разделах, обычно не являются частью именования. номенклатура. Тем не менее, все дефектные борозды обычно называют более тонкими. размер частицы чем 1 мм. Обе размер частицы и минералогический состав может быть проанализирован с использованием петрология и петрографический анализ шлифов.

Размер частицы:

Clay Gouge: Gouge считается Глина Вырежьте, если размер обломка от 63 до 125 мкм.[14][15]

Глубокая прополка: Гранулярная борозда с дефектами описывается как имеющая размеры частиц из 105 - 149 мкм.[16]

Классификации по химическому или минералогическому составу:

Тонкая секция из Глаукофан (Синий) и Хлорит (Зеленый).
Москвич в метагранит. В правой части крупинки биотит. Фотография с скрещенные поляры.

Технически говоря, вина долото может состоять практически из любых минеральная или набор минералов в зависимости от породы в регионе. Некоторые общие вина составы прополки перечислены ниже.

Минералы
Иллит
сапонит
Змеиный
Монтмориллонит
Каолинит
Вермикулит
Кварцевый
Хлорит
Москвич
Биотит
Полевые шпаты
Корресит

Другой:

Имитация пробоя: Имитация вина Задолбина означает просто моделируемую выемку, а не ее измерение в полевых условиях. Это также может быть сделано в сочетании с образцами с месторождений для моделирования вина система.

Известный разлом Gouge

Разлом Сан-Андреас

Сан-Андреас разлом Gouge: Состоит из двух активных зоны сдвига: юго-западная деформирующая зона и центральная деформирующая зона. Оба в целом состоят из серпентинит порфирокласты и осадочная порода среди богатой магнием глины матрица. Сапонит, корреспондент, кварц, и полевые шпаты составляют юго-западную деформирующую зону. Сапонит, кварц, и кальцит составляют центральную деформирующую зону.[17]

Карта Великого Хашанского землетрясения, созданная Нодзима разлом

Нодзима разлом Gouge: Эта неисправность вызвала тонкие колебательные слоения из псудотахилит и мелкие трещины от гранит на глубине 3 км.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Твисс, Р.Дж. И Мурс, Э.М., 2000 (6-е издание): Структурная геология, W.H. Фриман и компания, ISBN  0-7167-2252-6; п. 55
  2. ^ Сибсон, Р. Х. (1977). «Разломные породы и механизмы разломов». Журнал Лондонского геологического общества. 133 (3): 191–213. Дои:10.1144 / gsjgs.133.3.0191. S2CID  131446805.
  3. ^ а б "Процессы структурной геологии и тектоники v2". psgt.earth.lsa.umich.edu. Получено 2020-03-29.
  4. ^ Ву, Фрэнсис Т. (1978-07-01). «Минералогия и физическая природа глиняного долота». Чистая и прикладная геофизика. 116 (4): 655–689. Дои:10.1007 / BF00876531. ISSN  1420-9136. S2CID  186238015.
  5. ^ Икари, Мэтт Дж .; Саффер, Демиан М .; Мароне, Крис (2009). «Фрикционные и гидрологические свойства глинистой борозды разломов». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 114 (В5). Дои:10.1029 / 2008JB006089. ISSN  2156-2202.
  6. ^ Бертуцци, Р., 2015: Механизм загрузки опоры туннеля, UNSW, Сидней, Австралия; п. 1
  7. ^ Ван, Чаои; Элсворт, Дерек; Фанг, И (2019). «Ансамбль прочности на сдвиг, стабильность и проницаемость трещин смешанного минералогического разлома, извлеченных из трехмерных гранулированных моделей». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 124 (1): 425–441. Дои:10.1029 / 2018JB016066. ISSN  2169-9356.
  8. ^ а б Логан, Джон М .; Рауэнцан, Ким Энн (1987-12-15). «Зависимость трения прополочных смесей кварца и монтмориллонита от скорости, состава и ткани». Тектонофизика. 144 (1): 87–108. Дои:10.1016/0040-1951(87)90010-2. ISSN  0040-1951.
  9. ^ Мур, Дайан Э .; Локнер, Дэвид А .; Танака, Хидеми; Ивата, Кенго (2004-05-01). «Коэффициент трения хризотиловой пропасти на сейсмогенных глубинах». Международный обзор геологии. 46 (5): 385–398. Дои:10.2747/0020-6814.46.5.385. ISSN  0020-6814. S2CID  129239165.
  10. ^ Тембе, Шерил; Локнер, Дэвид А .; Вонг, Тэн-Фонг (2010). «Влияние глинистости и минералогии на фрикционное скольжение моделируемых канавок: бинарные и тройные смеси кварца, иллита и монтмориллонита». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 115 (B3). Дои:10.1029 / 2009JB006383. ISSN  2156-2202.
  11. ^ а б Morrow, C.A .; Мур, Д. Э .; Локнер, Д. А. (2000). «Влияние прочности минеральной связи и адсорбированной воды на прочность трения при трещинах». Письма о геофизических исследованиях. 27 (6): 815–818. Дои:10.1029 / 1999GL008401. ISSN  1944-8007.
  12. ^ Summers, R .; Байерли, Дж. (1977-05-01). «Заметка о влиянии состава бороздок на устойчивость фрикционного скольжения». Международный журнал механики горных пород, горных наук и геомеханики Аннотация. 14 (3): 155–160. Дои:10.1016/0148-9062(77)90007-9. ISSN  0148-9062.
  13. ^ Cardwell, R.K .; Чинн, Д. С .; Мур, Г. Ф .; Тюркотт, Д. Л. (1978-03-01). «Нагрев трением в зоне разлома конечной толщины». Международный геофизический журнал. 52 (3): 525–530. Дои:10.1111 / j.1365-246X.1978.tb04247.x. ISSN  0956-540X.
  14. ^ Crawford, B.R .; Фолкнер, Д. Р .; Раттер, Э. Х. (2008). «Развитие прочности, пористости и проницаемости при гидростатическом и сдвиговом нагружении синтетических трещин из кварц-глины». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 113 (B3). Дои:10.1029 / 2006JB004634. ISSN  2156-2202.
  15. ^ Вролийк, Питер; ван дер Плюйм, Бен А. (1 августа 1999 г.). «Глиняная долблень». Журнал структурной геологии. 21 (8): 1039–1048. Дои:10.1016 / S0191-8141 (99) 00103-0. ISSN  0191-8141.
  16. ^ Скудери, Марко М .; Карпентер, Бретт М .; Мароне, Крис (2014). «Физико-химические процессы заживления трением: Влияние воды на падение напряжения скачкообразного скольжения и трение в гранулированной борозде». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 119 (5): 4090–4105. Дои:10.1002 / 2013JB010641. ISSN  2169-9356.
  17. ^ а б Локнер, Дэвид А .; Морроу, Кэролайн; Мур, Дайан; Хикман, Стивен (апрель 2011 г.). «Низкая прочность глубокого борозда Сан-Андреас из керна SAFOD». Природа. 472 (7341): 82–85. Дои:10.1038 / природа09927. ISSN  1476-4687. PMID  21441903. S2CID  4413916.