Fysikaalinen geologia

Kalliokappale, joka on hauras – joko kylmyytensä tai koostumuksensa tai molempien vuoksi – todennäköisesti pikemminkin murtuu kuin taittuu, kun siihen kohdistuu rasitusta, ja tuloksena on halkeilua tai rikkonaisuutta.

Halkeilua esiintyy yleisesti pinnan läheisyydessä olevissa kivilajeissa, jotka ovat joko jäähtyessään kutistuneet (kuva 12.).4a), tai muissa kivissä, jotka ovat paljastuneet eroosion vaikutuksesta ja laajentuneet (kuva 12.9).

Kallion murtumaa kutsutaan myös liitokseksi. Kallio ei liiku puolelta toiselle liitoksen kummallakaan puolella. Useimmat liitokset muodostuvat, kun kalliokappale laajenee paineen vähenemisen vuoksi, kuten kuvan 12.9 kaksi esimerkkiä osoittavat, tai kun itse kallio supistuu, mutta kalliokappale pysyy samankokoisena (kuvan 12.4a jäähtyvä vulkaaninen kallio). Kaikissa näissä tapauksissa painejärjestelmä on jännitys eikä puristus. Niveliä voi kehittyä myös silloin, kun kalliota taitetaan, koska vaikka taittuminen tapahtuu tyypillisesti puristumisen aikana, taitoksen joissakin osissa voi olla jännitys (kuva 12.10).

Liitoskohdat voivat kehittyä myös silloin, kun kallio on puristuksen alaisena, kuten kuvassa 12.11 on esitetty, jolloin kallioon kohdistuu erisuuntainen jännitys, ja liitoskokonaisuudet kehittyvät kulmissa puristussuuntiin nähden.

Halkeama

Halkeama on kahden kalliokappaleen välinen raja, jota pitkin on tapahtunut suhteellista liikettä (kuva 12.4d). Kuten luvussa 11 käsiteltiin, maanjäristykseen liittyy yhden kalliokappaleen liukuminen toisen ohi. Maanjäristykset eivät välttämättä tapahdu olemassa olevilla ruhjeilla, mutta kun maanjäristys tapahtuu, ruhje on olemassa kalliossa kyseisessä paikassa. Joissakin suurissa ruhjeissa, kuten Kaliforniassa sijaitsevassa San Andreaksen ruhjeessa tai Tintinan ruhjeessa, joka ulottuu Pohjois-Britanniasta Yukonin keskiosien kautta Alaskaan, on havaittavissa satojen kilometrien pituisia liikkeitä, kun taas toisissa ruhjeissa on havaittavissa alle millimetrin pituisia liikkeitä. Jotta voimme arvioida liikkeen määrän jossakin ruhjeessa, meidän on löydettävä jokin geologinen piirre, joka näkyy molemmilla puolilla ja joka on siirtynyt (kuva 12.12).

Kuvassa 12.13 on esitetty useita erilaisia vikoja, ja ne kehittyvät erilaisissa jännitysolosuhteissa. Kuvissa käytetyt termit hanging wall ja footwall koskevat tilanteita, joissa vika ei ole pystysuora. Särön yläpuolella olevaa kalliorakennetta kutsutaan riippuvaksi seinämäksi ja sen alapuolella olevaa kalliorakennetta jalkaseinämäksi. Jos ruhje syntyy puristustilanteessa, se on käänteinen ruhje, koska puristus aiheuttaa sen, että riippuva seinämä työntyy ylöspäin suhteessa jalkaseinämään. Jos ruhje kehittyy laajenemistilanteessa, se on normaali ruhje, koska laajeneminen sallii riippuvan seinämän liukua alaspäin suhteessa jalkaseinämään painovoiman vaikutuksesta.

Kolmas tilanne on tilanne, jossa kalliokappaleet liukuvat sivusuunnassa toisiinsa nähden, kuten transformaatioruhjeessa (ks. luku 10). Tämä tunnetaan nimellä iskuluistevirhe, koska siirtymä tapahtuu ”iskua” eli virheen pituutta pitkin. Kuten edellä käsiteltiin, liikkeen suunta voi olla oikeanpuoleinen (kaukana oleva puoli liikkuu oikealle), kuten kuvissa 12.12 ja 12.13, tai se voi olla vasemmanpuoleinen (kaukana oleva puoli liikkuu vasemmalle). Muuntautumishäiriöt ovat isku-liukumishäiriöitä.

Alueilla, joille on ominaista eksessiotektoniikka, ei ole harvinaista, että osa ylemmästä kuoresta vajoaa viereisiin osiin nähden. Tämä on tyypillistä mannerlaattojen repeytymisalueilla, kuten Itä-Afrikan suuressa repeämälaaksossa tai osissa Islantia, mutta sitä on nähty myös muualla. Tällaisissa tilanteissa alas vajonnutta lohkaretta kutsutaan grabeniksi (saksaksi oja), kun taas viereistä lohkaretta, joka ei vajoa, kutsutaan horstiksi (saksaksi kasa) (kuva 12.14). Yhdysvaltain länsiosan Basin and Range -alueella, erityisesti Nevadassa, on paljon horsteja ja grabeja. Osa Fraserin laakson alueesta B.C:ssä Sumas Prairien ympäristössä on grabenia.

Ensimmäistä käänteisvyyhden tyyppiä, jossa vääntötaso on hyvin matalakulmainen, kutsutaan työntövyyhdeksi. Työntöjyrät ovat suhteellisen yleisiä alueilla, joilla manner-kontinenttien törmäyksen aikana on syntynyt poimuvyöhykevuoria. Jotkut edustavat kymmeniä kilometrejä pitkää työntömurtumaa, jossa paksut sedimenttikivilevyt ovat työntyneet ylöspäin ja toisen kallion päälle (kuva 12.15).

Kalliovuoristossa on lukuisia työntöjyrkänteitä, ja tunnettu esimerkki on McConnellin työntöjyrkänne, jota pitkin noin 800 metrin paksuinen sedimenttikivijakso on työntynyt noin 40 kilometrin matkan lännestä itään (kuva 12.16). Työnnettyjen kivien ikä vaihtelee kambrikauden ja liitukauden välillä, joten Yamnuska-vuoren ympäristössä kambrikauden ikäinen kallio (noin 500 Ma) on työntynyt yli, ja se on nyt liitukauden ikäisen kallion (noin 75 Ma) päällä (kuva 12.17).