Strižná zóna

Strižná zóna je geologická štruktúra, ktorá v závislosti od mierky pozorovania, vytvára rovinné alebo zakrivené pásmo s vysokým stupňom deformácie hornín, s pomerom dĺžky k šírke prevyšujúcim hodnotu 5:1[1][2]. Napriek tomu, že sú strižné zóny často zobrazované ako dvojrozmerné telesá, ktorých hrúbka je zanedbateľná, majú formu tabulárnych telies. Strižné zóny vznikajú v rôznych horninových prostrediach, pri povrchu sa môžu prejavovať ako zlomové línie. Hlavne vo väčších hĺbkach v nich dominuje duktilná (kontinuálna) deformácia a jednoduchý strih[3]. Deformácia hornín s kolmou vzdialenosťou od jej stredu klesá, takže rôzne strižné zóny od seba oddeľujú relatívne nedeformované bloky kôry.

Strižná zóna vznikajúca pri jednoduchom strihu, deformovaná zóna od seba oddeľuje relatívne menej deformované horninové bloky.

Členenie

Strižná deformácia sa v zemskej kôre sústredí do zón, ktoré sú označované jednoducho ako strižné zóny. Vznikajú vo všetkých mierkach, od tenkých milimetre hrubých deformačných pásov, po niekoľko kilometrov široké zóny. V závislosti od hĺbky v zemskej kôre, ktorá má významný vplyv na správanie hornín (reológiu), možno vyčleňovať krehké, krehko-duktilné a duktilné strižné zóny. Krehké strižné zóny sa väčšinou na zemskom povrchu označujú ako zlomy[4]. Termín strižná zóna sa preto skôr používa pre duktilné strižné zóny, ktoré vznikajú v strednej a spodnej kôre. Vo vertikálnom reze môže strižná zóna kontinuálne prechádzať od krehkej (pri povrchu) cez krehko-duktilnú po duktilnú strižnú zónu v hĺbke.

V duktilnej strižnej zóne sa markery vnútri zóny správajú plasticky a sú viditeľné v celej jej šírke zóny. To je evidentné najmä pri pasívnych markeroch, ktoré majú rovnakú viskozitu ako zvyšok strižnej zóny. Plastické strižné zóny sa deformujú hlavne kryštalo-plasticky, teda pohybom dislokácií a difúziou. Ide o pretvorenie minerálnych zŕn bez mikrotrhlín. Dochádza iba k pohybu nedokonalostí kryštalickej mriežky (dislokácií, dochádza k dislokačnému toku) a vakancií (dochádza k difúzii, resp. difúznemu toku).

Krehko-duktilná (semi-duktilná) strižná zóna má niektoré markery ostro ohraničené nespojitými povrchmi ako sú strižné plochy, extenzné pukliny a žily. K takejto deformácii dochádza hlavne na oslabených miestach, napríklad vo vrstvičkách sľúd v rulách.

Krehká strižná zóna je typická nespojitou deformáciou. Ide v podstate o dva typy deformačných mechanizmov. Krehký mechanizmus strihu zahŕňa kataklázu, šmykové trenie a rotáciu pevných častíc. Vznikajú hlavne v menších hĺbkach od 0 do 10 km.

Diagram zobrazujúci typy strižných zón v závislosti od ich hĺbky v zemskej kôre (upravené podľa Ramsey & Huber (1987)[5]). Hore krehká, v strede krehko-duktilná a dole duktilná strižná zóna.

Podľa zmyslu pohybu možno strižné zóny členiť rovnako ako zlomy na poklesy, prešmyky, bočné posuny alebo šikmý pohyb[6]. Podľa mechanizmu deformácie alebo pretvorenia možno definovať niekoľko typov zón[3]:

  • ideálna strižná zóna, v ktorej dochádza k ideálnemu rovnobežnému pohybu oboch blokov, strižná zóna je dokonale rovná a oba bloky vykazujú rovnako veľký posun. K takémuto javu dochádza iba pri jednoduchom strihu.
  • zóny dilatácie a kompkacie, pri ktorých dochádza zdanlivo k zmene objemu, čo je viditeľné v kolmom reze. Deformácia v nich pôsobí kolmo na povrch strižnej zóny, je planárna a nekoaxiálna. Niektorými síce nie sú považované za skutočné strižné zóny, ale predstavujú koncový člen kinematické spektra strižných zón. Vznikajú tak napr. deformačné pásy.
  • zóna čistého strihu sa vyznačuje nerovnobežnými plochami oboch blokov. Vektory presunu nie sú rovnaké a dochádza tu k priestorovým problémom, ktoré sa v prírode prejavujú jej stenčovaním alebo nadurovaním, podľa toho či materiál zo zóny unikal alebo do nej smeroval. V zónach tohto typu môže dochádzať k extrúzii. Čistý strih sa môže niekedy kombinovať s jednoduchým strihom.

Horniny v strižných zónach

Deformácia v strižnej zóne má za následok zmenu štruktúry horniny a neskôr aj vznik výrazne rekryštalizovaných premenených hornín (tzv. tektonitov). Typ horniny odráža teplotno-tlakové podmienky, typ toku, zmysel pohybu a celkovú deformačnú históriu zóny. Na povrchu sa môžu krehké strižné zóny prejavovať výskytom nespevnených tektonických ílov a tektonických brekcií. Ich spevnenými ekvivalentmi sú kataklazity, ktoré sú pri tepelnom toku 60 mWm−2 a teplotnom gradiente 20 °C/km typické do hĺbky 12 – 15 km. Niekedy dochádza aj k vzniku pesudotachylitov, sú to deformačné tektonity s obsahom skla vznikajúce pri náhlom uvoľnení energie, ktoré dosiahlo úroveň čiastkového natavenia[7]. Pri teplotách od 300 – 800 °C dochádza v strižných zónach k vzniku mylonitov alebo fylonitov (ak majú bridličnatú textúru). Strižné zóny spodnej kôry môžu byť tvorené aj vyššie metamorfovanými horninami napr. páskovanými rulami.

Kinematické indikátory
Strižne deformované svory s deformovanou granitovou intrúziou Harvey Peak, Mount Rushmore, USA.

Štruktúra hornín v strižnej zóne môže byť dobrým rozpoznávacím znakom smeru a zmyslu deformácie. Strižné zóny sú typické vznikom metamorfnej bridličnatosti, ktorá je v strede zóny rovnobežná so smerom deformácie, naopak pri okrajoch je rovnobežná so smerom pôvodných nedeformovaných štruktúr (napríklad vrstvovitosti usadených hornín). Takýto jav sa nazýva sigmoidálny ohyb bridličnatosti[6]. Typické asymetrické štruktúry, vhodné na zistenie zmyslu pohybu zóny tvoria rotované porfyroblasty (sigma a delta klasty), S/C mylonity, tlakové tiene, sľudové ryby a iné[8][9]. Pre pohyb horninových blokov pozdĺž strižnej zóny je tiež charakteristický vývoj minerálnej lineácie, ktorej smer určuje smer pohybu (nie však zmysel deformácie, ktorá je určovaná z asymetrických štruktúr).

Vznik a vývoj strižných zón

Strižné zóny sa podobne ako zlomy s narastaním deformácie vyvíjajú. Rozoznávaných je niekoľko typov strižných zón[10]. Rozdeľujú sa na základe toho, či deformácia preniká zo stredu, ktorý zostáva neaktívny k okrajom (typ I), kde prebieha mladší pohyb. Alebo sa zóna rozširuje iba určitý čas a neskôr sa deformácia sústredí do jej centrálnej časti (typ II). Niektoré zóny sú počas celej svojej existencie rovnako hrubé (typ III) alebo naopak sa celú dobu deformácie rozširujú (typ IV).

Referencie
  1. Rajlich, P., 1990, Tektonika střižních zón. Mineralia Slovaca, 22, s. 1 – 17
  2. Fossen, H., Cavalcante, G.C.G., 2017, Shear zones – a review. Earth-Science Reviews, 171, 434 – 455
  3. Fossen, H., 2010, Structural Geology. Cambridge University Press, Cambridge, 480 s.
  4. Davis, G.H., Reynolds, S.J., 1996, Structural geology of rocks and regions.(2nd Edition). John Wiley & Sons. New York, 776 s.
  5. Ramsay, J.G., Huber, M.I. 1987, Techniques of Modern Structural Geology. Vol. 2: Folds and Fractures, Academic Press, London, s. 309 – 700
  6. Marko, F., Jacko, S., 1999, Štruktúrna geológia I (Všeobecná a systematická). Vydavateľstvo Harlequin, Košice, s. 94 – 101
  7. Putiš, M., 2006, Záznam paleonapätí v štruktúre tektonitov. in Kováč, M., Dubíková, K, Zborník Nové metódy a výsledky výskumu v geológii Západných Karpát. Celoživotné odborné vzdelávanie a príprava pracovníkov v oblasti geovied. Univerzita Komenského, Bratislava, s. 91 – 93
  8. Hanmer, S., Passchier, C., 1991, Shear-sense indicators: a review. Geological Survey of Canada, Ottawa, 72 s.
  9. Pelech, O. a Hók, J., 2017, Metodika mezoskopického štúdia strižných zón a jej aplikácia pri kinematickej analýze hrádocko-zlatníckej strižnej zóny v Považskom Inovci. Geologické práce, Správy, 130, s. 47 – 68
  10. Means, W.D., 1995, Shear zones and rock history. Tectonophysics, 247, s. 157 – 160

Iné projekty
Portál vedy o Zemi
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.