előző oldaltartalomjegyzékkövetkező oldal


Szerkezeti földtan és lemeztektonika

A kőzetek szerkezete és deformációja


Szerkezeti földtan: a kőzettestek szingenetikus és posztgenetikus szerkezeti elemeivel foglalkozik.

  • Szingenetikus szerkezeti elemek: a kőzetképződéssel egyidejűleg jönnek létre.
  • Posztgenetikus (deformációs) szerkezeti elemek: a kőzetképződés utáni alakváltozások hozzák létre.

A kőzettestekben megfigyelhető deformációk általában olyan nagy mélységben és olyan lassan alakulnak ki, hogy a folyamat számunkra észlelhetetlen. Erősen gyűrt mészkőrétegek, Hereg-rét, Bükk hegység

A kőzettestek szingenetikus szerkezeti elemei


Magmás kőzetek szingenetikus szerkezeti elemei

Mélységi magmás kőzetek szerkezeti elemei

Lassú, egyenletes lehűlés, hidrosztatikus nyomás -> a kőzetszövet holokristályos, izotróp, ekvigranuláris

A mellékkőzettel való érintkezés zónájában foliáció, apofízák alakulhatnak ki.

Fázisrétegzés: különböző ásványos összetételű "rétegek"




Gránit mikroszkópi képe. A kőzet szövete holokristályos, ekvigranuláris. Keresztezett nikolok, képszélesség 8 mm

Szubvulkáni kőzetek szerkezeti elemei

A kihűlés gyorsabb a szegélyeken.

Az összehúzódás miatt kihűlési repedések jönnek létre.

Oszlopos vagy gömbhéjas elválás (főleg bazaltban) jellemző.






Oszlopos elválású bazalt. Alsórákos, Persányi-hegység, Románia

Lávakőzetek szerkezeti elemei

A szerkezeti elemek kialakulását a láva viszkozitása határozza meg.

Bazaltos láva: kis viszkozitás, változatos szerkezeti formák:

  • Pahoehoe-láva
  • Fonatos láva
  • Lávacsatorna-barlang
  • Aa-láva
  • Blokkláva
  • Párnaláva

Ívelt felületi redőződés a bazaltos lávafolyás frontjánál. Thingvellir Nemzeti Park, Izland

Andezites és riolitos láva: szimmetrikus felépítésű kúpok

  • Rétegvulkán: andezit láva és piroklasztikum rétegek váltakozása
  • Lávadóm: nagy viszkozitású riolitos lávára jellemző
  • Rétegzés: főleg vízben lerakódott piroklasztikumoknál alakul ki

Bazaltban kialakult lávacsatorna-barlang. Thingvellir Nemzeti Park, Izland

Töredezett felszínű aa-láva és nagyobb rögökre darabolódott blokkláva. Hawaii

Párnaláva-szerkezet kialakulása az Atlanti-óceán szétnyílási tengelyénél

A kitörési központok körül létrejött riolitkúpok Telkibánya környékén

Üledékes kőzetek elsődleges szerkezeti jellemzői

Elsődleges szerkezeti elemek: az üledéklerakódás közben jönnek létre (lehetnek fizikai vagy biológiai eredetűek)

Másodlagos szerkezeti elemek: a diagenezis során vagy azt követően jönnek létre

Rétegzettség: az üledékes kőzetek túlnyomó részére jellemző, az üledékképződési viszonyokban bekövetkezett fizikai, kémiai vagy biológiai változások eredménye

Padosság: a rétegek vastagsága dm-es, vagy annál nagyobb

Párhuzamos rétegzés: nyugalomban lévő közegben alakul ki

Ferderétegzés vagy keresztrétegzés: áramló közegben történő lerakódásnál jellemző

Gradált rétegzés: turbulensen áramló, majd lelassuló közegben történő leülepedésnél jön létre

Szél általi szállítást jelző keresztrétegzés a Zion Nemzeti Parkban (Utah, USA)


Pados megjelenésű dolomit. Dolomitok, Észak-Olaszország

Ferderétegzettség típusai a sorozathatárok alakja szerint. 1: táblás, 2: ék alakú, 3: vályús, 4: hullámos

Rétegfelületeken megjelenő külső szerkezeti elemek (hieroglifák):
  • Bioglifák: fosszíliák és bioturbációk
  • Mechanoglifák: esőcseppnyomok, karcok, folyási barázdák, hullámfodrok, száradási repedések
Elsődleges deformációs szerkezeti elemek: többnyire gravitáció okozza
  • Lángszerkezet: víztartalmú homokra rakódott agyagban
  • Terhelési zsebek: a felső réteg tálszerűen besüllyed az alatta lévőbe
  • Homokkő-telérek
  • Konvolut rétegzés
  • Neptuni telérek

Konvolut rétegzés lehetőségei. Egy rétegen belül gyüredezettség és elnyíródások jönnek létre. 1: a konvolució ülepedés közben alakult ki, 2: közvetlenül az ülepedést követően jött létre, 3: jóval az üledékképződés után következett be

Bioturbáció nyomai homokkőben

Pelites üledék száradási repedéseit kitöltő homokkő

Megfolyósodott, víztartalmú homokrétegek a felettük lévő pelites rétegeket áttörve homokkőteléreket és homokkő-telepteléreket hoznak létre

Metamorf kőzetek szerkezeti jellemzői

A kőzettestek általában tektonikai folyamatok keretében metamorfizálódnak.

A metamorfózissal egyidejű alakváltozás képlékeny.

Jellemző metamorf szerkezetek:

  • Palásság (metamorf foliáció)
  • Nyúlási vonalasság (lineáció)
  • A foliáció gyakran redőződik
  • Migmatitoknál a leukoszom (világos ásványok) és a melanoszom (sötét ásványok) gyakran redőkbe rendeződik.

Enyhe redőzőttséget mutató migmatit, amelyben a káliföldpátot és kvarcot tartalmazó világos részek elkülönülnek a sötét ásványokból álló részektől

A kőzetek deformációja


Feszültség és alakváltozás

Kőzetdeformáció: a kőzetképződés utáni szerkezetalakulás

A testekre ható erők lehetnek

  • Térfogati erők (minden pontban hatnak, pl. gravitávió)
  • Felületi erők (2 test között, az elhatároló felületek mentén hatnak)

Feszültség: felületi erők (nyomás) hatására ébred a testben

Hidrosztatikus nyomás: nincs alakváltozás (térfogatcsökkenés lehet). Pl. a rétegterheléses v. litosztatikus nyomás (minden irányban egyenlő)

Ha a feszültség irányonként különböző: alakváltozás (deformáció) jön létre. Nagyléptékben a litoszféralemezek mozgásából ered.

A feszültség lehet:

  • Húzófeszültség
  • Nyomófeszültség
  • Nyírófeszültség

Kocka alakú mintában létrejött deformáció különböző feszültségek hatására. A nyilak mutatják a legnagyobb főfeszültségek irányát. A: húzófeszültség, B: nyomófeszültség, C: nyírófeszültség

A kőzetdeformáció lehetőségei

  • Rugalmas (elasztikus) deformáció: a feszültség megszűnésével a kőzettest visszanyeri eredeti alakját
  • Képlékeny (plasztikus) deformáció: maradó alakváltozás, a törésig tart
  • Rideg deformáció: törés


A Hooke-törvény illusztrálása rugóval (A), illetve hidrosztatikus nyomást reprezentáló fémköpenybe zárt mintatesten (B). A rugó és a mintatest a nyomófeszültség megszűnése után visszanyeri eredeti alakját. A feszültség és alakváltozás között egyenes arányosság áll fenn

A kőzetek viselkedése a deformációval szemben

Kompetencia: a kőzetek képlékeny deformációval szemben mutatott ellenállóképessége

Szilárdság: a kőzetek rideg deformációval szemben mutatott ellenállóképessége (húzó-, nyomó-, nyíró-)

Kompetens (ridegen viselkedő) kőzetek: töréses deformációra hajlamosak

Inkompetens (képlékenyen viselkedő) kőzetek: képlékeny deformációra hajlamosak

Laboratóriumi körülmények között vizsgált hengeres kőzetminta feszültség-alakváltozás görbéje. A rugalmassági határértékig (B) a deformáció rugalmas. A határérték felett képlékeny deformáció kezdődik, ami a törésig tart. Ha a képlékeny deformációs szakaszban a terhelést megszüntetjük (például C pontban), a kőzet visszatér egy feszültségmentes állapotba a CD útvonalnak megfelelő körülmények között. Az AD szakasz a maradó alakváltozás mértéke

Laboratóriumi körülmények között vizsgált, ridegen viselkedő kőzet feszültség-alakváltozás görbéje. A törés előtti képlékeny deformáció igen rövid, vagy egyáltalán nem jön létre

Laboratóriumi körülmények között vizsgált, képlékenyen viselkedő kőzet feszültség-alakváltozás görbéje. A törést jelentős képlékeny deformáció előzi meg

A ridegen viselkedő kőzet feszültség hatására töréssel reagál. Kőzetrések felsőkréta granodioritban. Bihar-hegység

A képlékenyen viselkedő kőzetekre gyűrődéses formák jellemzők. Kaotikus gyüredezettség felsőperm gipsz-anhidrit összletben

A kőzetek deformációját befolyásoló külső tényezők

  • Hőmérséklet: Emelkedése növeli a kőzetek képlékeny deformációra való hajlamát
  • Rétegterheléses (litosztatikus) nyomás: A felszínen kompetens kőzetek nagyobb mélységben inkompetenssé válnak
  • Idő: Lassan növekvő feszültség hosszú idő alatt képlékeny deformációt eredményez
  • Ásványos összetétel:
    • A rideg ásványok (kvarc, olivin, gránátok) túlnyomó jelenléte a kőzeteket rideggé teszi kvarcit, gránit)
    • A képlékeny alakváltozásra hajlamos ásványok (csillámok, agyagásványok, gipsz) túlnyomó jelenléte a kőzeteket inkompetenssé teszi (csillámpala, márga)
  • Víz: kristályvízként a kötés erősségét, pórusvízként a súrlódást csökkenti -> a plasztikus deformációt segíti elő

Kőzetdeformáció és földrengések

A kőzettestek lassú alakváltozását nem tudjuk észlelni.

A kőzettestek viszonylag gyors elmozdulása (vető) a felszínen földrengésként jelentkezik.

Törés -> további feszültség-felhalmozódás -> elmozdulás (földrengés kipattanása)

Hipocentrum: a földrengés kipattanásának helye (fészekmélység néhány km - 700 km)

Epicentrum: a hipocentrum felszíni vetülete

A földrengések hullámsebessége km/s nagyságrendű.

A földrengések erőssége:

  • Mercalli-Sieberg skála: az okozott kár mértéke, megfigyelésen alapul (12 fokozat)
  • Richter-skála: egysége a magnitudó. A szeizmográf-mutató kitéréséből számítják. Az eddigi legnagyobb földrengés magnitudója 8,6 volt (Alaszka, 1964)

A földrengéshullámok a hipocentrumból minden irányba terjednek. A feszültségkioldódást elmozdulás (vetődés) kíséri. A hullámok felszínre érkezése okozza az észlelhető rázkódást

Az 1980-as algériai földrengéskor keletkezett feltolódás

Az 1990-es Luzon szigeti földrengés 2,5 m-es horizontális elmozdulást eredményezett

A szerkezeti elemek irányítottságának meghatározása

Síkok irányítottságának megadására alkalmas adatok:

  • Dőlésirány (azimut)
  • Dőlésszög
  • Csapásirány

A dőlésirány a dőlésvonal és az északi irány által bezárt szög. A csapásvonal merőleges a dőlésvonalra. A csapásirány, melyet két 180°-kal eltérő értékkel adnak meg, 90°, illetve 270°-kal tér el a dőlésiránytól

A dőlés és csapás mérésére szolgáló geológuskompasz

Rideg deformációs elemek

Kőzetrések
  • Húzás és nyírás hatására kialakult kőzetrések
    • Felszínközeli zónában jellemzők, ahol a gravitáció hozza létre a feszültségmezőt -> a kőzetrések meredek dőlésűek
    • Húzásos kőzetrésekben telérek jöhetnek létre (kőzettelér, szalagos érkitöltés)
    • Nyírásos zónában: S-alakú lépcsős repedések alakulnak ki
  • Nyomás hatására kialakult kőzetrések
    • Nyomási oldódás hatására, főleg mészkőben jön létre
    • Vízvezetésre alkalmas felület mentén oldódás és szállítás -> az oldhatatlan anyag visszamarad. Sztilolitok: az egyenetlen oldási felületek metszetei

Szfalerit és kvarc váltakozásából álló szalagos érkitöltés. Gyöngyösoroszi

Sztilolitok középsőtriász mészkőben. Bükk hegység, Lillafüred

Vetők

Vető: a kőzetblokkok törésfelület menti elmozdulása

Vetősík: az elmozdulási felület

Fedőtag: a vetősík feletti kőzetblokk

Fekvőtag: a vetősík alatti kőzetblokk

A nagy vetők (km-es nagyságrendű) sok kis elmozdulásból tevődnek össze.

Kisebb kőzetblokkoknál gyakori a görbült elmozdulási felület.

A vetők a mélység felé képlékeny alakváltozásba mennek át.



Enyhén ívelt vetőfelület mészkőben. Szentlélek, Bükk hegység

A vetők típusai

Normál vető alakul ki, ha a fedőtag a fekvőtaghoz képest lefelé mozog. A normál vetőt húzófeszültség hozza létre

Feltolódás akkor jön létre, ha a fedőtag a fekvőtaghoz képest felfelé mozog.

Azonos csapású, de ellentétes dőlésű normál vetők árkokat és sasbérceket hoznak létre

A réteglaphoz közeli sík mentén történt feltolódás. Villány, Templomhegy

Szinisztrális (A) és dextrális (B) oldaleltolódás

A vető menti mozgások bizonyítékai

Mészkőben létrejött vetőbreccsa. Bükkszentlászló, Bükk hegység



Vetőkarcok jura mészkőben létrejöttjobbos (dextrális eltolódás mozgási felületén. Piennini-hegység

Képlékeny deformációs elemek

  • Képlékeny deformáció: redőződés (gyűrődés)
  • Nagy mélységben (hegységképződési övekben) alakul ki
  • Alapegysége a redő
  • A redők alapelemei:

A redő alapelemei hengeres redőben. A redőfelület a redőtengely önmagával párhuzamos eltolásával írható le

Néhány redőtípus különböző osztályozási elvek alapján
  • Hengeres redő
  • Nem hengeres redő
  • Kúpos redő
  • Állóredő
  • Izoklinális redő
  • Ferderedő
  • Átbuktatott redő
  • Fekvőredő
  • Harmonikus redő
  • Diszharmonikus redő

Nem hengeres redő. Az antiklináils tengelye a vízszintessel szöget zár be, a redőfelület nem írható le a redőtengely önmagával párhuzamos eltolásával

Szimmetrikus (A) és izoklinális (B) redő

Ferde- (A) és átbuktatott (B) redő. Az utóbbiban a redősík alatti szárnyban a települési sorrend fordított

Ferderedők tűzköves mészkőben.
Bükk hegység, Középszék


Diszharmonikus gyűrődés
a Bükk hegységben, Lillafüreden

Töréses és gyűrt formák kapcsolata

Alsókréta márga és flis sorozatot (lankás dombok a kép alsó részén) takarós áttolódással lefedő triász dolomit (felső, sziklás egység). Kis-Fátra, Szlovákia

Átbuktatott redő továbbfejlődése takarós áttolódássá. A: Átbuktatott redő, B: fekvőredő, C: A redő középszárnya elszakad, áttolódási sík jön létre, D: Az elszakadt redőrész nagy távolságra tolódik át

Gyűrt szerkezetek szöveti jellemzői

  • Palásság
  • Hasadozottság (klivázs)
  • Lineáció
  • Metszési vonalasság
  • Mullion
  • Budinázs

A rétegzésre közel merőlegesen kialakult palásság felsőpermi homokkőben. Béli-hegység, Románia

Mullionok a felső-szinva-völgyi útbevágásban. Bükk hegység


előző oldaltartalomjegyzékkövetkező oldal