Zlom (geológia)

Zlom alebo dislokácia je geologická krehká diskontinuitná porucha (fraktúra) zemskej kôry, pozdĺž ktorej došlo alebo aj v súčasnosti dochádza k pohybu fraktúrou oddelených horninových blokov. Premiestnenie môže byť len niekoľko milimetrov, ale môže dosahovať veľkosť aj stoviek kilometrov. Rýchlosť pohybu na aktívnych zlomoch sa môže rôzniť, ale rádovo môže dosahovať niekoľko desiatok milimetrov ročne. V oblastiach aktívnych zlomov, na ktorých boli zaznamenané pohyby v posledných 10 000 rokoch, sa často vyskytujú zemetrasenia. Zlom je strižná zóna, v ktorej dochádza ku krehkej deformácii hornín[1].

Letecký pohľad na zlom San Andreas v Kalifornii

Zlom oddeľuje dva bloky hornín, ktoré sa pozdĺž neho premiestnili. V priestore je vymedzený zlomovými plochami na ktorých sú často viditeľné stopy po pohybe blokov, tzv. striácie. Na kontakte zlomových plôch dochádza k vzniku tektonických zrkadiel. Obrovské tlaky a trenie spôsobujú rozpad pôvodnej horniny a vznik nových hornín, takzvaných zlomových tektonitov, vo väčších hĺbkach mylonitov a ultramylomitov. Tie majú v dôsledku zvýšenej plasticity vo väčších hĺbkach iný charakter ako tektonity na povrchu. Pri náhlych pohyboch spojených s väčším pohybom blokov vznikajú tachylity a pseudotachylity, ktoré sú dôsledkom roztavenia horniny na styčnej ploche blokov.

Vznik zlomu
Menšie okrajové výbežky zlomu Moab v súvrství Moenkopi (spodný trias), zárez cesty Route 191 v Moab Canyon, štát Utah, USA.

Zlom vzniká pri uvoľnení postupne rastúceho orientovaného napätia prepojovaním malých puklín a prasklín. Väčšie celky týchto trhlín sa nazývajú strižné fraktúry. Významnú úlohu v tomto procese zohráva tlak pórových fluíd. Ak pri zlomovom porušení hornín dôjde k vzniku viacerých rovnobežných porúch, dochádza k vytvoreniu takzvanej zlomovej zóny. Šírka a dĺžka tejto zóny, alebo jednotlivých zlomov, je priamo úmerná veľkosti pohybov, ktoré na nich nastali.

Pre objasnenie niektorých typov zlomov, ako sú smerné posuny, sa používa buď mechanika čistého strihu, v prípade symetrických štruktúr a mechanika jednoduchého strihu v prípade asymetrickej deformácie. Pri asymetrickej deformácii bola experimentálne aj prakticky odvodená súvislosť viacerých štruktúr, známych ako riedlove strihy. Sú to smerné posuny druhého rádu, označené ako riedlov syntetický strih a antitetický strih, vyskytujúce sa okolo hlavného strihu (tzv. main deplacement zone). Syntetický aj antitetický strih sú súmerné pozdĺž tenzných trhlín, ktoré zvierajú s rovinou hlavného strihu uhol mierne menší než 45°. Riedlov syntetický strih je súmerný pozdĺž hlavného zlomu so sekundárnym syntetickým strihom, ktorý zviera s hlavným zlomom ostrý uhol. Zrkadlovo obrátene s riedlovými antitetickými zlomami sa v prírode často formujú en-echelon štruktúry, týmito miestami často prechádzajú osi vrás a na ne kolmé fraktúry. Orientácia osí en echelon vrás umožňuje určiť smer pohybu blokov v strižnej zóne. Podobný je aj Coulomb-Andersonov model strihu. Anderson poukazoval tiež na to, že na zemskom povrchu v podstate neexistuje strižné napätie, ale iba normálové napätie, ktorého dve zložky sú orientované paralelne so zemským povrchom a tretia hlavná zložka napätia je na ne kolmá, teda vertikála.

Keďže zlom môže prekonať niekoľko fáz deformácie, je niekedy zložité rozoznať o aký typ zlomu ide. Zlomy môžu po svojom vzniku fungovať dlhú dobu ako oslabené zóny, ktoré pri neskoršej deformácii viac náchylné na pohyb. Takéto zlomy sa označujú ako reaktivované. V oblastiach pokračujúcej kontinentálnej deformácie ako je napríklad orogenéza, dochádza k rotácii pôvodných zlomových plôch, čo neskôr výrazne sťažuje ich správnu interpretáciu[2].

Klasifikácia zlomov

Podľa úklonu zlomovej plochy[3]:

  • vertikálne zlomy
  • sklonené zlomy, rozlišuje sa vyššie položený nadložný blok a poklesnutý podložný blok
  • horizontálne zlomy

Podľa tvaru zlomovej plochy[3]:

  • planárne (rovinné) zlomy
  • listrické (zakrivené) zlomy
  • vrtuľovité zlomy.

Podľa klasickej práce E. M. Andersona The Dynamics of Faulting and Dyke Formation with Applications to Britain, v ktorej boli formulované základné predpoklady zlomovej mechaniky, boli tiež definované základné typy zlomov: smerné posuny, prešmyky a poklesy. Popri nich existujú aj ďalšie[3].

1. Smerný posun
2. Pokles
3. Prešmyk
  • Smerné posuny alebo horizontálne posuny, pri ktorých sa bloky pohybujú pozdĺž zlomu. Z hľadiska zmyslu pohybov sa delia na ľavostranné (sinistrálne) a pravostranné (dextrálne). Ak sa od pozorovateľa protiľahlý blok pohybuje doprava, je to pravostranný posun, ak je tomu naopak ide o ľavostranný. Stanovište je potrebné zaujať tak, aby pozorovateľ stál na jednom z blokov čelne k druhému.
    • transformné zlomy časté v oceánskej zemskej kôre, kde sa vyskytujú pozdĺž stredooceánskych chrbtov, umožňujú rôznu rýchlosť narastania oceánskej kôry.
    • smerné posuny lemujúce subdukčnú zónu s oceánskou priekopou rovnobežné zlomy v kontinentálnej zemskej kôre, ktoré umožňujú prienik magmy vytváranej pri subdukcii na povrch.
    • medziplatňové smerné posuny umožňujú horizontálny posun medzi dvoma tektonickými platňami. Pozdĺž nich dochádza k najväčším posunom.
    • smerné posuny lemujúce kolízne zóny sú plytšie, typické pre procesy na konvergentných okrajoch platní. Realizuje sa nimi tektonický únik, ktorým vznikli napr. aj Západné Karpaty.
    • intrakontinentálne smerné posuny sú rovnako plytšie, ale nie sú viazané na kolízne zóny.
  • Prešmyky sú druh sklonených zlomov, kde nadložná kryha vystupuje hore, čím dochádza k obnažovaniu starších vrstiev. Prešmyky vznikajú kompresiou – teda skracovaním kôry, buď pri krehkej deformácii ako kryhové prešmyky, alebo pri čiastočne plastickej deformácii ako vrásové prešmyky, pri pretrhnutí ramena vrásy. Prešmykové štruktúry sú typické pri orogenéze. Zväčša nemajú sklon väčší ako 45°.
  • Poklesy sú typ sklonených zlomov, kde nadložná kryha vzhľadom na podložnú poklesáva. Tieto poruchy zemskej kôry vznikajú extenziou – rozťahovaním kôry. Najtypickejšie sú gravitačný sklz, vykliňovanie vonkajšieho oblúka pri ohýbaní segmentu kôry tangenciálnym stláčaním, prípadne extenznými procesmi v podloží, ktoré môže spôsobiť tok podložia, kolaps materiálu v podloží alebo výstup diapíru. Poklesy majú za následok vznik symetrických hrastí alebo grábenov. Na základe pôvodnej orientácie možno povedať, že poklesové zlomy majú pri svojom vzniku sklon od 45 do 90°. Rastové poklesy (frowth fault) sú zlomy, ktoré sprevádza syntektonická sedimentácia, pri čom dochádza k vzniku hrubších vrstiev na strane poklesávajúceho bloku (na nadložnom bloku sú rovnaké vrstvy tenšie)[2].
  • Násuny sú mierne sklonené až horizontálne zlomy, pozdĺž ktorých sa realizuje skrátenie. Často sa tvoria na rozhraniach vrstiev, ako tzv. intrafoliačné zlomy. Nezriedka vytvárajú šupinovú stavbu. Patria medzi ne nesené násunové sekvencie – piggy back, duplexy a koníky.
Prešmykový zlom Clashach Cove v Škótsku.

Za zlomy sú považované fraktúry rôznych rozmerov. Väčšie zlomy regionálneho, či planetárneho charakteru už majú skôr povahu zlomových zón, čo sú širšie oblasti postihnuté rôznymi druhmi tektonickej aktivity, v ktorých možno nájsť väčšie množstvo rôznych typov zlomových štruktúr.

Aktívne zlomy

Kritéria pre zaradenie medzi aktívne zlomy sa rôznia, zatiaľ čo niektorí považujú za aktívne zlomy všetky, u ktorých bola preukázaná aktivita od začiatku kvartéru (asi 2,6 mil. rokov) iní považujú za aktívne iba tie u ktorých bola preukázaná holocénna aktivita, teda posledných asi 10 000 rokov. Všeobecne sú za aktívne zlomy považované tie, ktorých aktivita bola dokumentovaná v historických dobách. Miera aktivity sa hodnotí podľa priemerného pohybu zlomu na základe pozorovania topografie alebo zlomových zrázov[4].

Lokalizácia zlomov

Niektoré druhy zlomov, ako napríklad transformné zlomy v blízkosti stredooceánskych riftov, môžu byť niekoľko tisíc kilometrov veľké a možno ich pomocou primeraných metód pomerne ľahko určiť. Menšie zlomy na prvý pohľad nie sú evidentné, možno ich však určiť na základe charakteristickej diskontinuity geofyzikálnymi prístrojmi, napr. seizmikou. Finančne menej náročné je vyhľadávanie nespojitosti alebo useknutia na základe geomorfologických a geologických čŕt v teréne a jeho reliéfe. Typickými črtami zlomov je topografická linearita, ohýbanie korýt riek a potokov, ktoré ich pretínajú. Rovnako sú pre ne typické strmo zrezané svahy a kulisovité alebo en-echelon usporiadanie štruktúr, napríklad osí vrás alebo fraktúr[3]. Na povrchu zlomových plôch možno nájsť charakteristické formy spôsobené ich trením (tektonické zrkadlá), alebo chaotické nevytriedené sedimenty pozdĺž zlomovej zóny, ktoré boli erodované v dôsledku pomerne rýchleho výzdvihu.

Zlomy a zemetrasenia
Mapa s vyznačeným smerom pohybu (jedná sa o pravostranný/dextrálny pohyb) zlomu San Andreas

Zlomy vznikajú najčastejšie v oblastiach, kde v zemskej kôre pôsobí silné napätie, často počas procesov súvisiacich s platňovou tektonikou ako je vulkanizmus alebo orogenéza. Počas týchto procesov dochádza k akumulácii energie, ktorá sa na povrchu v krehkých horninách uvoľňuje práve v podobe zlomov. Uvoľnenie napätia a obrovskej energie, ktorá sa akumulovala tisíce až milióny rokov prebieha skokom, resp. niekoľkými skokmi, pri ktorých často dochádza k vzniku zemetrasení. Tie sú tým silnejšie, čím je väčšia, resp. dlhšia porucha vznikajúca na zlome. Ak je zlom veľmi dlhý, môže vznikať väčšie množstvo hypocentier otrasov.

Zlomy a nerastné suroviny

Zlomové zóny sú často miestami migrácie fluíd. Môžu nimi prúdiť alebo v ich dôsledku byť remobilizované hydrotermálne roztoky, ktoré môžu obsahovať kovy. Pri vzniku ložísk uhľovodíkov sú zlomy vo väčšine prípadov schopné prepúšťať ropu alebo plyn. K vzniku pascí viazaných na zlomy však dochádza pri posune súvrství tak, že uhľovodíky zostanú uväznené medzi nepriepustnými horninami napríklad ílovcami alebo bridlicami.

Významné zlomy vo svete
  • San Andreas: jeden z najznámejších a najsledovanejších aktívnych zlomov na svete, prechádza mestom San Francisco
  • Basin and Range: aktívny komplex extenzných zlomov na západe USA
  • severoanatólsky zlom: aktívny zlom prechádzajúci Tureckom
  • Highland Boundary Fault: neaktívny zlom v Škótsku oddeľujúci Škótsku vysočinu od Škótskej nížiny
  • periadriatická línia: zlomová zóna oddeľujúca Južné Alpy od austroalpinka v Európskych Alpách
  • Rýnsky prielom: aktívny zlom v severozápadnej Európe
  • zlom Nojima: aktívny zlom v Japonsku dlhý 60 km
  • Veľký alpský zlom: aktívny zlom dlhý viac než 500 km na Novom Zélande
  • hlavný čelný násun: násunový zlom Himalájí na ich predpolie tvorené Indogangskou nížinou
  • Východoafrická priekopová prepadlina: rozsiahly riftový systém vo východnej Afrike, jeho severný segment siaha až k Turecku

Významné zlomy na Slovensku
Pozri aj: zoznam zlomových a vulkanotektonických štruktúr na Slovensku

Niektoré významné zlomy na území Slovenska[5]:

  • peripieninský lineament: rozhranie Vnútorných a Vonkajších Karpát, reprezentované bradlovým pásmom
  • zázrivská sigmoida: smerný posun v bradlovom pásme na východnom konci Malej Fatry nadväzujúci na stredoslovenské zlomové pásmo
  • čertovická línia: zlom v Nízkych Tatrách oddeľujúci tatrikum od veporika
  • lubenícko-margecianska línia: oddeľuje gemerikum od veporika
  • jastrabiansky zlom: hlbinný zlom, oddeľuje bloky odlišnej stavby (napr. Považský Inovec od Strážovských vrchov)
  • stredoslovenský zlomový systém: smerný posun, ohraničujúci Malú Fatru, Turčiansku kotlinu, Žiarsku kotlinu[6], je mu prisudzovaný vplyv na stredoslovenské neovulkanity a ohyb rieky Dunaj
  • muránsky zlom: výrazný poklesový a smerne posuvný zlom oddeľujúci Muránsku planinu od celkov Stolických vrchov.[7] Jeden z geologicky a morfologicky najvýraznejších zlomov na Slovensku.
  • mýtňanský zlom
  • pohorelský zlom: oddeľujúci hronský a kráľovoholský komplex vo veporiku, je hranicou južného a severného veporika
  • hornádske zlomy: na východe usekávajú celky Centrálnych Západných Karpát (veporikum, gemerikum), vytvárajú západnú hranicu Východoslovenskej panvy
  • vihorlatský zlom
  • vikartovský zlom

Referencie
  1. Rajlich, P., 1990: Tektonika strižných zón. Mineralia Slovaca, 22, s. 1 - 17
  2. Schlumberger Oilfield Glossary - Fault [online]. glossary.oilfield.slb.com, [cit. 2010-08-27]. Dostupné online. (po anglicky)
  3. Marko, F., Jacko, S., 1999, Štruktúrna geológia I (Všeobecná a systematická), Vydavateľstvo Harlequin ISBN 80-88896-36-3, Košice, s. 49 - 81
  4. Matzner, R.A. (Editor) 2001: Dictonary of Geophysics, Astrophysics, and Astronomy. CRC Press, Boca Raton, 525 s.
  5. Maheľ, M., 1986, Geologická stavba československých Karpát. Paleoalpínske jednotky 1. VEDA, Bratislava, 503 s.
  6. Kováč, P. a Hók, J., 1993, The Central Slovak Fault System - The field evidence of a Strke slip. Geologica Carpathica, 44, 3, s. 155-159
  7. Marko, F. l993, Kinematics of Muráň fault between Hrabušice and Tuhár village. In Rakús, M., Vozár, J. (Editori): Geodynamický model a hlbinná stavba Západných Karpát. Konf., Symp., Semináre, GÚDŠ, s. 253-261

Iné projekty

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Zlom na českej Wikipédii.

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.