Fysisk geologi

En bjergart, der er skør – enten fordi den er kold eller på grund af sin sammensætning eller begge dele – vil sandsynligvis bryde snarere end at folde sig, når den udsættes for stress, og resultatet er brud eller forkastninger.

Brud er almindeligt i bjergarter nær overfladen, enten i vulkanske bjergarter, der er skrumpet ved afkøling (Figur 12.4a), eller i andre bjergarter, der er blevet blotlagt ved erosion og har udvidet sig (Figur 12.9).

En brud i en bjergart kaldes også for en fuge. Der er ingen side-til-side bevægelse af klippen på begge sider af et brud. De fleste samlinger dannes, hvor en bjergart udvider sig på grund af reduceret tryk, som det fremgår af de to eksempler i figur 12.9, eller hvor selve bjergarten trækker sig sammen, men hvor bjergarten forbliver af samme størrelse (den afkølende vulkanske bjergart i figur 12.4a). I alle disse tilfælde er der tale om et trykregime med spænding i modsætning til kompression. Der kan også udvikles led, hvor bjergarten foldes, fordi foldning typisk sker under kompression, men der kan være nogle dele af folden, der er under spænding (Figur 12.10).

Endeligt kan der også udvikles leddene, når bjergarten er under kompression, som vist på figur 12.11, hvor der er differentiel spænding på bjergarten, og leddene udvikles i vinkler i forhold til kompressionsretningerne.

Fejldannelse

En forkastning er en grænse mellem to bjergarter, langs hvilken der har været en relativ bevægelse (figur 12.4d). Som vi diskuterede i kapitel 11, indebærer et jordskælv, at et bjergkrop glider forbi et andet. Jordskælv sker ikke nødvendigvis på eksisterende forkastninger, men når et jordskælv finder sted, vil der være en forkastning i klippen på det pågældende sted. Nogle store forkastninger, som San Andreas-forkastningen i Californien eller Tintina-forkastningen, der strækker sig fra det nordlige B.C. gennem det centrale Yukon og ind i Alaska, viser tegn på hundredvis af kilometers bevægelse, mens andre viser mindre end en millimeter. For at kunne vurdere bevægelsesmængden på en forkastning skal vi finde et eller andet geologisk træk, der viser sig på begge sider og er blevet forskudt (Figur 12.12).

Der findes flere slags forkastninger, som illustreret på figur 12.13, og de udvikler sig under forskellige spændingsforhold. Udtrykkene hanging wall og footwall i diagrammerne gælder for situationer, hvor forkastningen ikke er lodret. Bjergkassen over forkastningen kaldes den hængende væg, og bjergkassen under den kaldes fodvæggen. Hvis forkastningen udvikler sig i en situation med kompression, vil der være tale om en omvendt forkastning, fordi kompressionen får den hængende væg til at blive skubbet opad i forhold til den nedre væg. Hvis bruddet udvikler sig i en situation med udvidelse, vil det være et normalt brud, fordi udvidelsen gør det muligt for den hængende væg at glide nedad i forhold til fodvæggen som reaktion på tyngdekraften.

Den tredje situation er, hvor bjergarter glider sidelæns i forhold til hinanden, som det er tilfældet langs en transformforkastning (se kapitel 10). Dette er kendt som en strike-slip-forkastning, fordi forskydningen sker langs “strike” eller langs forkastelsens længde. På strike-slip-forkastninger er bevægelsen typisk kun horisontal eller med en meget lille vertikal komponent, og som diskuteret ovenfor kan bevægelsen være højre lateral (den fjerneste side bevæger sig mod højre), som i figur 12.12 og 12.13, eller den kan være venstre lateral (den fjerneste side bevæger sig mod venstre). Transformforkastninger er strike-slip-forkastninger.

I områder, der er præget af ekstensionstektonik, er det ikke ualmindeligt, at en del af den øvre skorpe synker ned i forhold til de tilstødende dele. Dette er typisk langs områder med kontinental rifting, som f.eks. den store riftdal i Østafrika eller i dele af Island, men det ses også andre steder. I sådanne situationer kaldes en nedfalden blok for en graben (tysk for grøft), mens en tilstødende blok, der ikke sænker sig, kaldes for en horst (tysk for dynge) (figur 12.14). Der findes mange horsts og grabens i Basin and Range-området i det vestlige USA, især i Nevada. En del af Fraser Valley-regionen i B.C., i området omkring Sumas Prairie, er en graben.

En særlig type omvendt forkastning, med et meget lavvinklet forkastningsplan, er kendt som en thrustforkastning. Skubforkastninger er relativt almindelige i områder, hvor foldbæltsbjerge er blevet dannet under kollisionen mellem kontinent og kontinent. Nogle repræsenterer titusindvis af kilometer lange trykforkastninger, hvor tykke lag af sedimentære bjergarter er blevet skubbet op og over andre bjergarter (Figur 12.15).

Der findes talrige trykforkastninger i Rocky Mountains, og et velkendt eksempel er McConnell Thrust, langs hvilken en sekvens af sedimentære bjergarter med en tykkelse på ca. 800 m er blevet skubbet ca. 40 km fra vest mod øst (Figur 12.16). De skubbede bjergarter varierer i alder fra Kambrium til Kridt, så i området omkring Mt. Yamnuska er bjergarter af kambrisk alder (ca. 500 Ma) blevet skubbet over og ligger nu oven på bjergarter af Kridt-alderen (ca. 75 Ma) (Figur 12.17).