Fold (geologi) -Fold (geology)

Folder af skiftevis lag af kalksten og chert forekommer i Grækenland. Kalkstenen og cherten blev oprindeligt aflejret som flade lag på gulvet i et dybhavsbassin. Disse folder blev skabt af alpine deformation .

I strukturel geologi er en fold en stak af oprindeligt plane overflader, såsom sedimentære lag , der er bøjet eller buet under permanent deformation . Folder i sten varierer i størrelse fra mikroskopiske rynker til folder i bjergstørrelse. De forekommer som enkelte isolerede folder eller i periodiske sæt (kendt som foldetog ). Synsedimentære folder er dem, der dannes under sedimentær aflejring.

Folder dannes under forskellige forhold med stress , poretryk og temperaturgradient , hvilket fremgår af deres tilstedeværelse i bløde sedimenter , hele spektret af metamorfe bjergarter og endda som primære strømningsstrukturer i nogle magmatiske bjergarter . Et sæt folder fordelt på regional skala udgør et foldebælte, et fælles træk ved orogene zoner . Folder dannes almindeligvis ved afkortning af eksisterende lag, men kan også dannes som følge af forskydning på en ikke-plan forkastning ( forkastningsbøjningsfold ), ved spidsen af ​​en udbredende forkastning ( forkastningsudbredelsesfold ), ved differentiel komprimering eller pga . til virkningerne af en magmatisk indtrængen på højt niveau, f.eks. over en laccolith .

Kink-båndfolder i Permian i New Mexico, USA
Rainbow Basin syncline i Barstow-formationen nær Barstow, Californien

Fold terminologi

Fold skitse 3D-model

Foldehængslet er den linje, der forbinder punkter med maksimal krumning på en foldet overflade . Denne linje kan enten være lige eller buet. Udtrykket hængsellinje er også blevet brugt til denne funktion.

En foldflade, der ses vinkelret på dens afkortningsretning, kan opdeles i hængsel- og lemmedele , lemmerne er foldens flanker, og hængselszonen er, hvor lemmerne konvergerer. Inden for hængselszonen ligger hængselpunktet, som er punktet for minimum krumningsradius (maksimal krumning) af folden. Foldens top repræsenterer det højeste punkt på foldfladen, mens truget er det laveste punkt. Bøjningspunktet for en fold er det punkt på et lem, hvor konkaviteten vender om; på regelmæssige folder er dette midtpunktet af lemmet .

Flanke og hængsel

Den aksiale overflade er defineret som et plan, der forbinder alle hængsellinjerne på stablede foldede overflader. Hvis den aksiale overflade er plan, kaldes den et aksialplan og kan beskrives i form af slag og dyk .

Folder kan have en foldeakse . En foldeakse "er den nærmeste tilnærmelse til en lige linje, der, når den flyttes parallelt med sig selv, genererer foldens form." (Davis og Reynolds, 1996 efter Donath og Parker, 1964; Ramsay 1967). En fold, der kan genereres af en foldningsakse, kaldes en cylindrisk fold . Dette udtryk er blevet udvidet til at omfatte næsten cylindriske folder. Ofte er foldeaksen den samme som hængsellinjen.

Beskrivende træk

Fold størrelse

Mindre folder ses ret hyppigt i udspring; store folder er sjældent undtagen i de mere tørre lande. Mindre folder kan dog ofte give nøglen til de større folder, de er relateret til. De afspejler den samme form og stil, den retning, som lukningerne af de store folder ligger i, og deres spaltning angiver placeringen af ​​de aksiale planer af de større folder og deres retning af væltning

Fold form

Chevron folds, Irland

En fold kan være formet som en chevron , med plane lemmer, der mødes ved en vinkelakse, som cuspate med buede lemmer, som cirkulære med en buet akse eller som elliptiske med uens bølgelængde .

Foldetæthed

Vinkler mellem lemmer

Foldetæthed er defineret ved størrelsen af ​​vinklen mellem foldens lemmer (målt tangentielt til den foldede overflade ved hver lems bøjningslinje ), kaldet vinklen mellem benene. Blide folder har en vinkel mellem benene på mellem 180° og 120°, åbne folder varierer fra 120° til 70°, tætte folder fra 70° til 30° og tætte folder fra 30° til 0°. Isokliner , eller isoklinale folder , har en vinkel mellem lemmerne på mellem 10° og nul, med i det væsentlige parallelle lemmer.

Foldesymmetri

Ikke alle folder er ens på begge sider af foldens akse. Dem med lemmer af relativt lige længde betegnes symmetriske , og dem med meget ulige lemmer er asymmetriske . Asymmetriske folder har generelt en akse i en vinkel i forhold til den oprindelige udfoldede overflade, de er dannet på.

Oversigt og vergens

Vergens beregnes i en retning vinkelret på foldeaksen.

Klasser i deformationsstil

Ramsay-klassificering af folder ved konvergens af dip-isogoner (røde linjer).

Folder, der opretholder ensartet lagtykkelse, klassificeres som koncentriske folder. Dem, der ikke gør, kaldes lignende folder . Lignende folder har tendens til at vise udtynding af lemmerne og fortykkelse af hængselzonen. Koncentriske folder er forårsaget af vridning fra aktiv bukning af lagene, hvorimod lignende folder normalt dannes ved en form for forskydningsstrømning, hvor lagene ikke er mekanisk aktive. Ramsay har foreslået et klassifikationsskema for folder, der ofte bruges til at beskrive folder i profil baseret på krumningen af ​​de indre og ydre linjer af en fold og opførselen af ​​dyppe-isogoner . det vil sige linjer, der forbinder punkter med samme dyk på tilstødende foldede overflader:

Ramsay klassifikationsskema for folder
klasse Krumning C Kommentar
 1 C indre > C ydre Dip isogoner konvergerer
    1A Ortogonal tykkelse ved hængslet smallere end ved lemmer
    1B Parallelle folder
    1C Ortogonal tykkelse ved benene smallere end ved hængslet
 2 C indre = C ydre Dip isogoner er parallelle: lignende folder
 3 C indre < C ydre Dip-isogoner divergerer

Typer af fold

En antiklini i New Jersey
En monoklin ved Colorado National Monument
Liggefold, Kong Oscar Fjord

Lineær

  • Antiklini : lineær, strata dykker normalt væk fra det aksiale centrum, ældste lag i centrum uanset orientering.
  • Synklinie : lineær, strata dykker normalt mod det aksiale centrum, yngste lag i centrum uanset orientering.
  • Antiform : lineær, lag dykker væk fra det aksiale centrum, alder ukendt eller omvendt.
  • Synform : lineær, strata falder mod det aksiale centrum, alder ukendt eller omvendt.
  • Monoklin : lineær, lag dykker i én retning mellem vandrette lag på hver side.
  • Liggende: lineært, foldaksialt plan orienteret i en lav vinkel, hvilket resulterer i væltede lag i den ene lem af folden.

Andet

  • Kuppel : ikke-lineær, lag falder væk fra centrum i alle retninger, ældste lag i midten.
  • Bassin : ikke-lineær, lag falder mod midten i alle retninger, yngste lag i midten.
  • Chevron : kantet fold med lige lemmer og små hængsler
  • Slump: typisk monoklinal, resultatet af differentiel komprimering eller opløsning under sedimentering og lithificering.
  • Ptygmatic: Fold er kaotiske, tilfældige og afbrudte. Typisk for sedimentære slumpfoldninger, migmatitter og dekollementløsningszoner.
  • Parasitisk: kortbølgelængdefolder dannet i en større bølgelængdefoldestruktur - normalt forbundet med forskelle i sengtykkelse
  • Disharmonisk: Foldes i tilstødende lag med forskellige bølgelængder og former

(En homoklin involverer strata, der dykker i samme retning, men ikke nødvendigvis nogen foldning.)

Årsager til foldning

Folder forekommer på alle skæl, i alle stentyper , på alle niveauer i skorpen . De opstår af en række forskellige årsager.

Lagparallel afkortning

Boksfold i La Herradura Formation , Morro Solar , Peru

Når en sekvens af lagdelte sten forkortes parallelt med dens lagdeling, kan denne deformation tilpasses på en række måder, homogen afkortning, omvendt forkastning eller foldning. Responsen afhænger af tykkelsen af ​​den mekaniske lagdeling og kontrasten i egenskaber mellem lagene. Hvis lagdelingen begynder at folde, er foldestilen også afhængig af disse egenskaber. Isolerede tykke kompetente lag i en mindre kompetent matrix styrer foldningen og genererer typisk klassiske, afrundede spændefoldninger, der optages af deformation i matrixen. I tilfælde af regelmæssige vekslen mellem lag med kontrasterende egenskaber, såsom sandsten-skifersekvenser, produceres normalt kink-bånd, kassefolder og chevronfolder.

Rollover-antiklin
Rampe antiklinisk
Fejl-udbredelsesfold

Fejlrelateret foldning

Mange folder er direkte relateret til forkastninger, forbundet med deres udbredelse, forskydning og tilpasning af spændinger mellem naboforkastninger.

Fejl bøjning foldning

Fejl-bøjningsfolder er forårsaget af forskydning langs en ikke-plan forkastning. Ved ikke-lodrette forkastninger deformeres den hængende væg for at imødekomme uoverensstemmelsen på tværs af forkastningen, efterhånden som forskydningen skrider frem. Fejlbøjningsfoldninger forekommer ved både forlængelses- og trykforkastninger. I forlængelse heraf danner listriske fejl rulleantikiner i deres hængende vægge. Ved fremstød dannes der rampeantikiner , når en trykfejl skærer sektionen op fra et løsrivelsesniveau til et andet. Forskydning over denne højere vinklede rampe genererer foldningen.

Fejludbredelsesfoldning

Fejludbredelsesfolder eller tiplinefoldninger opstår, når der sker forskydning på en eksisterende forkastning uden yderligere udbredelse. I både omvendte og normale fejl fører dette til foldning af den overliggende sekvens, ofte i form af en monoklin .

Løsningsfoldning

Når en trykforkastning fortsætter med at forskyde sig over en plan løsrivelse uden yderligere forkastningsudbredelse, kan løsrivningsfolder dannes, typisk af boksfold-stil. Disse forekommer generelt over en god løsrivelse som f.eks. i Jurabjergene , hvor løsrivelsen sker på mellemtrias -evaporitter .

Foldning i forskydningszoner

Dextral sense shear folder i mylonitter inden for en shear zone , Cap de Creus

Forskydningszoner, der tilnærmer sig simpel forskydning , indeholder typisk mindre asymmetriske folder, hvor væltningsretningen stemmer overens med den overordnede forskydningsfølelse. Nogle af disse folder har stærkt buede hængsellinjer og omtales som hylsterfolder . Folder i forskydningszoner kan nedarves, dannes på grund af orienteringen af ​​forskæringslag eller dannes på grund af ustabilitet i forskydningsstrømmen.

Foldning i sedimenter

Nyligt aflejrede sedimenter er normalt mekanisk svage og tilbøjelige til at remobiliseres, før de bliver lithificeret, hvilket fører til foldning. For at skelne dem fra folder af tektonisk oprindelse kaldes sådanne strukturer synsedimentære (dannet under sedimentering).

Slumpfoldning: Når slumper dannes i dårligt konsoliderede sedimenter, gennemgår de almindeligvis foldning, især ved deres forkanter, under deres placering. Asymmetrien af ​​slumpfoldene kan bruges til at bestemme palæoslope-retninger i sekvenser af sedimentære bjergarter.

Afvanding: Hurtig afvanding af sandede sedimenter, muligvis udløst af seismisk aktivitet, kan forårsage snoet strøelse.

Komprimering: Folder kan genereres i en yngre sekvens ved differentiel komprimering over ældre strukturer såsom forkastningsblokke og rev .

Magmatisk indtrængen

Anbringelsen af ​​magmatiske indtrængen har en tendens til at deformere den omgivende landsten . I tilfælde af indtrængning på højt niveau, nær Jordens overflade, er denne deformation koncentreret over indtrængen og tager ofte form af foldning, som med den øvre overflade af en laccolith .

Flowfoldning

Flowfoldning: skildring af effekten af ​​en fremadskridende rampe af stiv klippe til eftergivende lag. Top: lavt luftmodstand ved en rampe: lag ændres ikke i tykkelse; Nederst: høj modstand: de laveste lag har tendens til at krølle.

Fjeldlags eftergivenhed omtales som kompetence : et kompetent lag eller bund af bjergarter kan modstå en påført belastning uden at kollapse og er relativt stærkt, mens et inkompetent lag er relativt svagt. Når sten opfører sig som en væske, som i tilfældet med meget svag sten, såsom stensalt, eller enhver sten, der er begravet dybt nok, viser den typisk flowfoldning (også kaldet passiv foldning , fordi der kun tilbydes lidt modstand): lagene vises forskudt uforvrænget, idet de antager enhver form, der er præget af dem af omgivende mere stive klipper. Lagene tjener simpelthen som markører for foldningen. En sådan foldning er også et træk ved mange magmatiske indtrængen og gletsjeris .

Foldemekanismer

Foldning af sten skal afbalancere deformation af lag med bevarelse af volumen i en stenmasse. Dette sker af flere mekanismer.

Flexural slip

Flexural slip muliggør foldning ved at skabe lag-parallel slip mellem lagene i de foldede lag, hvilket alt i alt resulterer i deformation. En god analogi er at bøje en telefonbog, hvor volumenbevarelse imødekommes ved at glide mellem bogens sider.

Folden dannet ved kompression af kompetente stenbede kaldes "flexure fold".

Knækning

Typisk antages foldning at ske ved simpel knækning af en plan overflade og dens begrænsende volumen. Volumenændringen imødekommes ved at lag parallelt forkorter volumen, som vokser i tykkelse . Foldning under denne mekanisme er typisk for en lignende foldestil, da fortyndede lemmer forkortes vandret og fortykkede hængsler gør det lodret.

Masseforskydning

Hvis foldedeformationen ikke kan optages af en bøjningsglidning eller volumenændringsforkortning (bukning), fjernes klipperne generelt fra spændingsbanen. Dette opnås ved trykopløsning , en form for metamorf proces, hvor sten forkortes ved at opløse bestanddele i områder med høj belastning og genaflejre dem i områder med lavere belastning. Folder skabt på denne måde omfatter eksempler på migmatitter og områder med en stærk aksial plan spaltning .

Mekanik af folde

Folder i klippen dannes omkring spændingsfeltet, hvor klipperne er placeret, og rheologien eller metoden til reaktion på spænding af klippen på det tidspunkt, hvor spændingen påføres.

Reologien af ​​de lag, der foldes, bestemmer karakteristiske træk ved folderne, der måles i marken. Klipper, der lettere deformeres, danner mange kortbølgelængde, højamplitudefolder. Stener, der ikke deformeres så let, danner folder med lang bølgelængde og lav amplitude.

Økonomiske implikationer

Mineindustrien

antiklinisk oliefælde

Lag af sten, der foldes ind i et hængsel, skal optage store deformationer i hængselzonen. Dette resulterer i tomrum mellem lagene. Disse hulrum, og især det faktum, at vandtrykket er lavere i hulrummene end uden for dem, virker som udløser for deponering af mineraler. Over millioner af år er denne proces i stand til at indsamle store mængder spormineraler fra store klippeflader og deponere dem på meget koncentrerede steder. Dette kan være en mekanisme, der er ansvarlig for venerne. For at opsummere, når man søger efter årer af værdifulde mineraler, kan det være klogt at kigge efter højt foldede sten, og det er grunden til, at mineindustrien er meget interesseret i teorien om geologisk foldning.

Olieindustrien

Antiklinale fælder dannes ved foldning af sten. For eksempel, hvis en porøs sandstensenhed dækket med lavpermeabilitetsskifer foldes til en antikline, kan den indeholde kulbrinter fanget i toppen af ​​folden. De fleste antiklinale fælder er skabt som et resultat af sideværts tryk, der folder stenlagene, men kan også opstå fra sedimenter, der komprimeres.

Se også

Noter

Yderligere læsning

eksterne links