Fold (geologi) -Fold (geology)
I strukturell geologi er en fold en stabel med opprinnelig plane overflater, for eksempel sedimentære lag , som er bøyd eller buet under permanent deformasjon . Bretter i bergarter varierer i størrelse fra mikroskopiske krøller til fjellstore folder. De forekommer som enkle isolerte folder eller i periodiske sett (kjent som foldetog ). Synsedimentære folder er de som dannes under sedimentær avsetning.
Folder dannes under varierte forhold med stress , poretrykk og temperaturgradient , noe som fremgår av deres tilstedeværelse i myke sedimenter , hele spekteret av metamorfe bergarter , og til og med som primære strømningsstrukturer i enkelte magmatiske bergarter . Et sett med folder fordelt på regional skala utgjør et foldebelte, et vanlig trekk ved orogene soner . Bretter dannes vanligvis ved å forkorte eksisterende lag, men kan også dannes som et resultat av forskyvning på en ikke-plan forkastning ( fault bend fold ), på spissen av en forplantningsfeil ( fault propagation fold ), ved differensiell komprimering eller pga . til virkningene av en magmatisk inntrenging på høyt nivå, f.eks. over en lakkolitt .
Brett terminologi
Foldehengslet er linjen som forbinder punktene med maksimal krumning på en foldet overflate . Denne linjen kan enten være rett eller buet. Begrepet hengsellinje har også blitt brukt for denne funksjonen.
En foldflate sett vinkelrett på dens forkortningsretning kan deles inn i hengsel- og lemdeler , lemmene er flankene til folden og hengselsonen er der lemmene konvergerer. Innenfor hengselsonen ligger hengselpunktet, som er punktet for minste krumningsradius (maksimal krumning) til folden. Toppen av folden representerer det høyeste punktet på foldoverflaten, mens trauet er det laveste punktet. Bøyningspunktet til en fold er punktet på en lem der konkaviteten reverserer; på vanlige folder er dette midtpunktet av lemmet .
Den aksiale overflaten er definert som et plan som forbinder alle hengsellinjene til stablede brettede overflater. Hvis den aksiale overflaten er plan, kalles den et aksialplan og kan beskrives i form av slag og fall .
Folder kan ha en foldeakse . En foldeakse, "er den nærmeste tilnærmingen til en rett linje som når den flyttes parallelt med seg selv, genererer foldens form." (Davis og Reynolds, 1996 etter Donath og Parker, 1964; Ramsay 1967). En fold som kan genereres av en foldakse kalles en sylindrisk fold . Dette begrepet har blitt utvidet til å omfatte nesten sylindriske folder. Ofte er foldeaksen den samme som hengsellinjen.
Beskrivende funksjoner
Foldestørrelse
Mindre folder er ganske ofte sett i utspring; store folder er det sjelden bortsett fra i de mer tørre landene. Mindre fold kan imidlertid ofte gi nøkkelen til de store foldene de er relatert til. De gjenspeiler den samme formen og stilen, retningen som lukkingene til de store foldene ligger i, og spaltningen deres indikerer holdningen til de aksiale planene til de store foldene og deres retning for å velte
Brette form
En fold kan være formet som en chevron , med plane lemmer som møtes på en vinkelakse, som cuspate med buede lemmer, som sirkulære med en buet akse, eller som elliptiske med ulik bølgelengde .
Bretttetthet
Foldetetthet er definert av størrelsen på vinkelen mellom foldens lemmer (målt tangentiell til den foldede overflaten ved bøyningslinjen til hver lem), kalt vinkelen mellom lemmene. Skånsomme folder har en vinkel mellom benene mellom 180° og 120°, åpne folder varierer fra 120° til 70°, tette folder fra 70° til 30°, og tette folder fra 30° til 0°. Isokliner , eller isoklinale folder , har en vinkel mellom lemmer på mellom 10° og null, med hovedsakelig parallelle lemmer.
Foldesymmetri
Ikke alle folder er like på begge sider av foldaksen. De med lemmer av relativt lik lengde kalles symmetriske , og de med svært ulike lemmer er asymmetriske . Asymmetriske folder har generelt en akse i vinkel til den opprinnelige utfoldede overflaten de dannet seg på.
Vending og vergens
Vergens beregnes i en retning vinkelrett på foldeaksen.
Deformasjonsstilklasser
Bretter som opprettholder jevn lagtykkelse klassifiseres som konsentriske folder. De som ikke gjør det kalles lignende folder . Lignende folder har en tendens til å vise tynnere lemmer og fortykning av hengselsonen. Konsentriske folder er forårsaket av vridning fra aktiv knekking av lagene, mens lignende folder vanligvis dannes av en eller annen form for skjærflyt der lagene ikke er mekanisk aktive. Ramsay har foreslått et klassifiseringsskjema for folder som ofte brukes til å beskrive folder i profil basert på krumningen til de indre og ytre linjene til en fold og oppførselen til dip-isogoner . det vil si linjer som forbinder punkter med samme fall på tilstøtende brettede overflater:
| Klasse | Krumning C | Kommentar |
|---|---|---|
| 1 | C indre > C ytre | Dip-isogoner konvergerer |
| 1A | Ortogonal tykkelse ved hengsel smalere enn ved lemmer | |
| 1B | Parallelle folder | |
| 1C | Ortogonal tykkelse ved lemmer smalere enn ved hengsel | |
| 2 | C indre = C ytre | Dip-isogoner er parallelle: lignende folder |
| 3 | C indre < C ytre | Dip-isogoner divergerer |
Typer fold
Lineær
- Antiklinisk : lineær, strata synker normalt vekk fra aksialsenteret, eldste strata i senter uavhengig av orientering.
- Synklinje : lineær, strata faller normalt mot aksialsenteret, yngste strata i senter uavhengig av orientering.
- Antiform : lineær, strata faller bort fra aksialsenteret, alder ukjent eller invertert.
- Synform : lineær, strata fall mot aksialsenteret, alder ukjent eller invertert.
- Monoklin : lineær, strata fall i én retning mellom horisontale lag på hver side.
- Liggende: lineært, foldaksialplan orientert i lav vinkel, noe som resulterer i veltede lag i den ene delen av folden.
Annen
- Kuppel : ikke-lineær, lag faller bort fra sentrum i alle retninger, eldste lag i sentrum.
- Basseng : ikke-lineær, lag faller mot midten i alle retninger, yngste lag i midten.
- Chevron : kantete fold med rette lemmer og små hengsler
- Slump: typisk monoklinal, resultatet av differensiell komprimering eller oppløsning under sedimentering og litifisering.
- Ptygmatic: Bretter er kaotiske, tilfeldige og frakoblede. Typisk for sedimentær slumpfolding, migmatitter og dekollementavløsningssoner.
- Parasittisk: kortbølgelengdefolder dannet innenfor en større bølgelengdefoldestruktur - normalt assosiert med forskjeller i sengtykkelse
- Disharmonisk: Bretter i tilstøtende lag med forskjellige bølgelengder og former
(En homoklin involverer strata som dykker i samme retning, men ikke nødvendigvis noen folding.)
Årsaker til folding
Bretter vises på alle skalaer, i alle bergarter , på alle nivåer i jordskorpen . De oppstår av en rekke årsaker.
Lagparallell forkorting
Når en sekvens av lagdelte bergarter forkortes parallelt med lagdelingen, kan denne deformasjonen tilpasses på en rekke måter, homogen forkortning, omvendt forkastning eller folding. Responsen avhenger av tykkelsen på den mekaniske lagdelingen og kontrasten i egenskaper mellom lagene. Hvis lagdelingen begynner å brette seg, er brettestilen også avhengig av disse egenskapene. Isolerte tykke kompetente lag i en mindre kompetent matrise kontrollerer foldingen og genererer typisk klassiske avrundede spennefolder som er tilpasset deformasjon i matrisen. Ved regelmessige vekslinger av lag med kontrasterende egenskaper, som sandstein-skifersekvenser, produseres normalt knekkbånd, boksfolder og chevronfolder.
Mange folder er direkte relatert til forkastninger, assosiert med deres forplantning, forskyvning og tilpasning av tøyninger mellom naboforkastninger.
Feil bøyefolding
Feil-bøy-folder er forårsaket av forskyvning langs en ikke-plan forkastning. Ved ikke-vertikale forkastninger deformeres den hengende veggen for å imøtekomme misforholdet over forkastningen ettersom forskyvningen skrider frem. Feilbøyefolder forekommer både ved ekstensjons- og skyveforkastning. I forlengelsen danner listriske forkastninger velteantikliner i hengende vegger. Ved skyving dannes rampeantikliner hver gang en skyvefeil skjærer opp seksjonen fra ett løsrivelsesnivå til et annet. Forskyvning over denne høyere vinkelrampen genererer foldingen.
Feilforplantningsfolding
Feilforplantningsfolder eller tip-linefolder forårsakes når forskyvning skjer på en eksisterende forkastning uten videre forplantning. Ved både omvendte og normale feil fører dette til folding av den overliggende sekvensen, ofte i form av en monoklin .
Detachment folding
Når en skyveforkastning fortsetter å forskyve seg over en plan løsrivelse uten ytterligere forkastningsutbredelse, kan det dannes løsrivningsfolder , typisk av boksfolding. Disse forekommer vanligvis over en god løsrivelse som i Jurafjellene , hvor løsrivelsen skjer på middels trias -evaporitter .
Folding i skjærsoner
Skjærsoner som tilnærmer seg enkel skjæring inneholder vanligvis mindre asymmetriske folder, med retningen for velt i samsvar med den generelle skjærfølelsen. Noen av disse foldene har sterkt buede hengsellinjer og omtales som hylsefolder . Bretter i skjærsoner kan arves, dannes på grunn av orienteringen av pre-skjæringslag eller dannes på grunn av ustabilitet i skjærstrømmen.
Foldes i sedimenter
Nylig avsatte sedimenter er normalt mekanisk svake og utsatt for remobilisering før de blir litifisert, noe som fører til folding. For å skille dem fra folder av tektonisk opprinnelse, kalles slike strukturer synsedimentære (dannet under sedimentering).
Slumpfolding: Når slumper dannes i dårlig konsoliderte sedimenter, gjennomgår de ofte folding, spesielt i forkantene, under plassering. Asymmetrien til slumpfoldene kan brukes til å bestemme paleosloperetninger i sekvenser av sedimentære bergarter.
Avvanning: Rask avvanning av sandholdige sedimenter, muligens utløst av seismisk aktivitet, kan forårsake kronglete underlag.
Komprimering: Folder kan genereres i en yngre sekvens ved differensiell komprimering over eldre strukturer som forkastningsblokker og skjær .
Magmatisk inntrenging
Plasseringen av magmatiske inntrengninger har en tendens til å deformere den omkringliggende countryrocken . I tilfelle av inntrengninger på høyt nivå, nær jordoverflaten, er denne deformasjonen konsentrert over inntrengingen og tar ofte form av folding, som med den øvre overflaten av en laccolith .
Flowfolding
Ettergivenheten til berglag omtales som kompetanse : et kompetent lag eller sjikt av berg kan tåle en påført belastning uten å kollapse og er relativt sterkt, mens et inkompetent lag er relativt svakt. Når stein oppfører seg som en væske, som i tilfellet med veldig svak bergart som steinsalt, eller en hvilken som helst stein som er begravd dypt nok, viser den typisk flytfolding (også kalt passiv folding , fordi det tilbys lite motstand): lagene vises forskjøvet uforvrengt, og antok en hvilken som helst form som ble innprentet på dem av omgivende mer stive bergarter. Lagene fungerer ganske enkelt som markører for brettingen. Slik folding er også et trekk ved mange magmatiske inntrengninger og isbreer .
Foldemekanismer
Folding av bergarter må balansere deformasjon av lag med bevaring av volum i en bergmasse. Dette skjer av flere mekanismer.
Flexural slip
Flexural slip tillater folding ved å skape lag-parallell slip mellom lagene i de foldede lagene, som totalt sett resulterer i deformasjon. En god analogi er å bøye en telefonbok, hvor volumbevaring imøtekommes med glidning mellom sidene i boken.
Folden som dannes ved kompresjon av kompetente bergbunner kalles "flexure fold".
Knekking
Typisk antas folding å skje ved enkel knekking av en plan overflate og dens begrensende volum. Volumendringen imøtekommes ved lagparallell forkorting av volumet, som vokser i tykkelse . Folding under denne mekanismen er typisk for en lignende foldestil, ettersom tynne lemmer forkortes horisontalt og fortykkede hengsler gjør det vertikalt.
Masseforskyvning
Hvis foldedeformasjonen ikke kan opptas av en bøyesliping eller volumforkortning (knekking), fjernes bergartene vanligvis fra spenningsbanen. Dette oppnås ved trykkoppløsning , en form for metamorf prosess, der bergarter forkortes ved å løse opp bestanddeler i områder med høy belastning og gjenavsette dem i områder med lavere belastning. Bretter skapt på denne måten inkluderer eksempler i migmatitter og områder med en sterk aksial plan spaltning .
Mekanikk for folding
Bretter i bergarten dannes rundt spenningsfeltet som bergartene befinner seg i og reologien , eller metoden for respons på spenning, til bergarten på tidspunktet da spenningen påføres.
Reologien til lagene som brettes bestemmer karakteristiske trekk ved foldene som måles i felt. Bergarter som lettere deformeres danner mange kortbølgelengde, høyamplitudefolder. Bergarter som ikke deformeres like lett, danner folder med lang bølgelengde og lav amplitude.
Økonomiske implikasjoner
Gruveindustri
Berglag som foldes inn i et hengsel trenger å ta opp store deformasjoner i hengselsonen. Dette resulterer i tomrom mellom lagene. Disse hulrommene, og spesielt det faktum at vanntrykket er lavere i hulrommene enn utenfor dem, virker som triggere for avsetning av mineraler. Over millioner av år er denne prosessen i stand til å samle store mengder spormineraler fra store bergområder og deponere dem på svært konsentrerte steder. Dette kan være en mekanisme som er ansvarlig for venene. For å oppsummere, når man leter etter årer av verdifulle mineraler, kan det være lurt å se etter høyt foldet stein, og dette er grunnen til at gruveindustrien er veldig interessert i teorien om geologisk folding.
Oljeindustrien
Antiklinale feller dannes ved folding av stein. For eksempel, hvis en porøs sandsteinsenhet dekket med skifer med lav permeabilitet brettes til en antiklin, kan den inneholde hydrokarboner fanget i toppen av folden. De fleste antiklinale feller skapes som et resultat av sideveis trykk, som folder berglagene, men kan også oppstå fra sedimenter som komprimeres.
Se også
Notater
Videre lesning
- Barnes, JW; Lisle, RJ (2013). "Feltmålinger og teknikker". Grunnleggende geologisk kartlegging (4. utg.). John Wiley og sønner. s. 79. ISBN 978-1-118-68542-6.
- Davis, George H.; Reynolds, Stephen J. (1996). "Bretter". Strukturell geologi av bergarter og regioner . New York: John Wiley & Sons. s. 372–424. ISBN 0-471-52621-5.
- Donath, FA; Parker, RB (1964). "Bretter og bretting". Geological Society of America Bulletin . 75 (1): 45–62. Bibcode : 1964GSAB...75...45D . doi : 10.1130/0016-7606(1964)75[45:FAF]2.0.CO;2 . ISSN 0016-7606 .
- Lisle, Richard J. (2004). "Bretting". Geologiske strukturer og kart (3. utgave). Elsevier. s. 33 . ISBN 0-7506-5780-4– via Arkivstiftelsen.
- McKnight, Tom L.; Hess, Darrel (2000). "De interne prosessene: Folding" . Fysisk geografi: en landskapsvurdering . Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. s. 409–14 . ISBN 0-13-020263-0– via Arkivstiftelsen.
- Pollard, David D.; Fletcher, Raymond C. (2005). Grunnleggende om strukturell geologi . Cambridge University Press. ISBN 0-521-83927-0– via Arkivstiftelsen.
- Ramsay, JG, 1967, Folding og frakturering av bergarter : McGraw-Hill Book Company, New York, 560 s., ISBN 193066589X