冷たくて脆い岩石体、あるいはその組成、あるいはその両方は、応力を受けると折れるというより壊れやすく、その結果として破砕や断層が生じます。図12.9 BC州コキハラクリーク地域の花崗岩(左)とBC州ナノースの砂岩(右)は、いずれも上層の岩石が除去されて膨張した結果生じた割れ目を示す。
岩石の割れ目は、ジョイントとも呼ばれます。 ジョイントの両側では、岩石の左右の移動はありません。 ほとんどの接合部は、図12.9の2つの例で示したように、圧力が低下して岩石体が膨張している場合や、岩石自体は収縮しているが岩石体の大きさは変わらない場合(図12.4aの冷却中の火山岩)に形成されます。 これらの場合、圧力体制は圧縮ではなく、引張である。 また、岩石が折り畳まれている場合にも接合部が発生することがあります。これは、折り畳みは通常圧縮時に発生しますが、折り畳みの一部には張力がかかっている場合があるからです(図12.10)
最後に、図12.11に示すように、岩石が圧縮されている場合にも接合は生じます。この場合、岩石に差応力が生じ、接合セットは圧縮方向に対して斜めに発達します。
断層
断層とは、2つの岩盤の境界で、それに沿って相対的な運動があったものです(図12.4d)。 第11章で説明したように、地震は、ある岩体が別の岩体を越えて滑ることを伴います。 地震は必ずしも既存の断層で起こるわけではないが、いったん地震が起きると、その場所の岩石には断層が存在することになる。 カリフォルニア州のサンアンドレアス断層や、BC州北部からユーコン州中央部、アラスカ州に至るティンティナ断層など、数百キロメートルに及ぶ大きな断層もあれば、1ミリメートルにも満たないような断層も存在します。 6775>
断層には、図12.13に示すようにいくつかの種類があり、それぞれ異なる応力条件下で発達する。 図中の垂壁、足壁という言葉は、断層が垂直でない場合に適用される。 断層より上の岩盤を「垂壁」、下の岩盤を「足壁」と呼ぶ。 断層が圧縮された状態で発生した場合は、圧縮によって垂壁が足部に対して押し上げられるため、逆断層となる。
3つ目の状況は、変形断層(第10章参照)のように、岩体が互いに横ずれしている場合である。 これは、断層の “走向 “に沿って変位するため、横ずれ断層と呼ばれる。 また、図 12.12 と図 12.13 のように、運動感覚が右横方向(向こう側が右に動く)であることも、左横方向(向こう側が左に 動く)であることも、前述したように、横ずれ断層では一般に水平運動のみ、あるいは垂直運動成分が 非常に小さい。 6775>
伸長テクトニクスを特徴とする地域では、上部地殻の一部が隣接する部分に対して沈下することが少なくない。 これは東アフリカの大地溝帯やアイスランドの一部など、大陸のリフティングが進行している地域に典型的に見られるが、それ以外の地域でも見られる。 このような場合、沈下したブロックはグラベン(ドイツ語で溝の意味)と呼ばれ、沈下していない隣接したブロックはホースト(ドイツ語で山の意味)と呼ばれます(図12.14)。 アメリカ西部の盆地と山脈地域、特にネバダ州には多くのホルス トとグラブンがある。
特殊な逆断層として、断層面が非常に低角なものをスラスト断層という。 スラスト断層は、大陸と大陸の衝突で褶曲帯の山ができた地域に比較的多く見られます。 厚い堆積岩のシートが他の岩石の上に押し上げられ、何十キロも突き進んでいるものもあります(図12.15)。 上:断層ができる前。 下:断層が大きくずれた後。
ロッキー山脈には数多くのスラスト断層があり、よく知られているのはマコーネル・スラストで、厚さ約800mの堆積岩の列が西から東へ約40kmにわたって押し付けられている(図12.16)。 カンブリア紀から白亜紀にかけての岩石なので、ヤムヌスカ山周辺ではカンブリア紀の岩石(約500 Ma)が押し出され、白亜紀(約75 Ma)の岩石の上に乗っています(図12.17)。 薄くなっている部分の岩石は浸食されている。
演習12.2 断層の種類
4つの画像は、異なる地殻変動で形成された断層である。 断層の種類を特定することで、その岩体が断層形成時に圧縮されていたのか、それとも伸長されていたのかを判断することができます。 画像の下にある表に、断層の種類(正断層、逆断層)と、それぞれの断層が圧縮と伸張のどちらの状態で形成されたかを記入しなさい。
断層の種類と地殻変動状況 | |
---|---|
上
左側。 |
Top
right: |
Bottom
left: |
Bottom
right: |
のようになります。
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