MECHANIZMY FAŁDOWANIA

MECHANIZMY FAŁDOWANIA
ZGINANIE
Fałdowanie ze zginania [true folding, flexure folding, flexural-slip folding] – wygięcie warstw zachodzi poprzez
odkształcenie a właściwie pełzanie (płynięcie) sprężysto-lepkie (model reologiczny ciała Kelvina).
Ławice zachowują mniej więcej stałą miąższość; typowa jest struktura koncentryczna, bądź taka struktura
symilarna, w której zmiany miąższości ograniczają się do przegubów.
Zginanie wywołane jest najczęściej prostym ściskaniem i zachodzi na drodze wyboczenia (buckling). Drugim
typem zginania jest zginanie poprzeczne (bending). Fałdowanie pasywne (rys. poniżej) proszę pominąć.
Rozwojowi koncentrycznemu sprzyja zróżnicowana litologia i udział ławic grubych, występuje dodatkowo
posuw fałdowy (poślizgi międzyławicowe) .
Rozwojowi symilarnemu sprzyjają kompleksy litologiczne monotonne i gęsto uławicone, gdzie posuw
fałdowy jest utrudniony (rys. B i C).
Gdy struktura symilarna rozwija się w ławicach grubszych i mniej podatnych, w strefach przegubowych
obserwuje się powstanie soczewkowatych przestrzeni między ławicami. Są to odspojenia przegubowe,
wypełnione przez napłynięty materiał podatny lub przez żyły siodłowe [sadle reefs].
Fałdy typu szewron (C na rys. powyżej) ale w
pakiecie o znacznym zróżnicowaniu podatności.
W warstwach kompetentnych (niska podatność)
w zewnętrznych częściach przegubów widoczne
radialne spękania tensyjne wypełnione białymi
żyłami mineralnymi (po ang. w tym przypadku
vein, nie dyke!). Zauważ nabrzmienie czarnej,
kompetentnej (podatnej) warstwy wypełniającej
całkowicie odspojenie przegubowe (przy stałej
miąższości czarnej warstwy wierzchołek tego
trójkątnego przegubu byłby pusty!
FAŁDKI CIĄGNIONE i PASOŻYTNICZE
W pakietach zróżnicowanych litologicznie i miąższościowo, w ławicach podatnych (!) obserwuje się w
skrzydłach fałdów sfałdowania niższego rzędu, o na ogół zaokrąglonych przegubach i wergencji zwróconej ku
przegubowi antyformy - fałdki ciągnione (drug folds). Nazwa wskazuje na koncepcję powstania tych fałdków
pod wpływem pary sił, wytworzonej podczas względnego ruchu ławic przy zginaniu (strzałki na rys. b poniżej).
Analogiczną wergencję mogą wykazywać fałdki pasożytnicze [parasitic folds] – podrzędne, dysharmonijne,
obejmujące cienkie ławice mniej (!) podatne od ławic sąsiednich, w kompleksach o znacznych różnicach
podatności. Jako fałdki stojące powstają one równocześnie ze skróceniem grubych ławic niepodatnych, które
przy tym grubieją (rys. c etap I), a asymetrii nabierają z postępem zginania grubej ławicy (rys. c etap II).
Fałdki ciągnione umożliwiają określenie położenia najbliższego przegubu antyformy i synformy, gdy nie jest
on dostępny w odsłonięciach (rys. poniżej)
FAŁDY KOLANKOWE
Fałdki kolankowe (załomowe) [kink folds, kinks], tworzące asymetryczne schodki lub skrzynki, zwykle
skupione w wąskich pasmach kolankowych [kink bands]
Fałdki kolankowe - o przegubach zygzakowatych, załamanych, obserwuje się w skałach z gęstymi
powierzchniami anizotropii (czyli b. gęsto uławiconych, najchętniej kilka – kilkanaście mm lub o takiej
oddzielności), wzdłuż których poślizgi są utrudnione. Fałdki te występują seryjnie, pasmami równoległymi do
siebie lub w dwukierunkowym układzie sprzężonym.
Fałdki kolankowe mają głównie rozmiary rzędu milimetrów, a powstają gdy zginanie odbywa się przy dużym
ciśnieniu otaczającym. Mają one na ogół przeciwną wergencję niż fałdki ciągnione. Są uważane za formy
przejściowe do spękań typu kliważowego.
Cienkie uławicenie (do ok. 10 cm) sprzyja też symilarnym fałdom zygzakowatym ze zginania typu chevron
(oba na rysunku poniżej).
BUDINAŻ
Przy stromym ustawieniu ławic, znaczna plastyczność procesu w połączeniu z działającą pod dużym kątem
kompresją, warunkuje rozciągnięcie (wydłużenie), któremu ławice podatne poddają się w sposób ciągły, a
ławice kruche pękają. Powstaje wówczas budinaż [boudinage] – podział ławic mniej podatnych w otoczeniu
podatniejszych na bochenkowate formy, częściowo lub w całości izolowane od siebie przez materiał
podatniejszy.
Przy typowym układzie, najdłuższy wymiar budin jest równoległy do osi fałdu (budiny należą do lineacji B),
ale znane są też inne warianty. Budinaż znaleziono także u podstawy nasunięć, przy uskokach, w strefach
podatnego ścinania. Niektóre przejawy wielkoskalowej fragmentacji tektonicznej w ośrodkach wybitnie
niejednorodnych są interpretowane jako „megabudinaż” (np. skałki pienińskiego pasa skałkowego).
Mechanizmy fałdowania c.d. ŚCINANIE
Fałdowanie ze ścinania lub translacyjne [shear folding, slip folding] –przemieszczenia (translacje) masy skalnej
dokonują się wzdłuż gęstych powierzchni ścięć, przecinających uławicenie mniej więcej równolegle do
powierzchni osiowych fałdów – wzdłuż kliważu osiowego (tzw. aksjalnego). Preferowana jest wyraźnie b.
drobno ziarnista litologia (sprzyjająca wysokiej podatności, zwłaszcza wysoka zawartość minerałów ilastych).
Przypuszczalnie proces kliważowania i translacji nakłada się na wstępnie ukształtowane fałdy innego typu,
których dalsza ewolucja wymusza poślizgi, ułatwiające pogłębienie odkształceń kosztem najmniejszego
nakładu energii.
Cechy ewolucji translacyjnej: wzrost smukłości fałdów, zróżnicowanie miąższości w przegubach (większa)
i na skrzydłach (mniejsza) oraz zróżnicowanie miąższości ławic w skrzydłach stromszych (większa) i
łagodniejszych (mniejsza).
Kliważ osiowy to jeden z rodzajów kliważu spękaniowego – gęstych powierzchni ścinania, pochodnych
względem pary sił na skrzydłach fałdu (tzw. kliważ fałdowy) lub przy uskoku (nasunięciu). Kliważ fałdowy
układający się promieniście nazywany jest konwergentnym.
Struktura fałdów ze ścinania jest zwykle symilarna lub zbliżona. Obserwuje się stałą wartość miąższości
pozornej ławic, mierzonej równolegle do powierzchni osiowej (wzdłuż płaszczyzn kliważu). Występujące
odchylenia od tej zasady spowodowane są nierównoległością płaszczyzn kliważu oraz brakiem sztywności
mikrolitonów podlegających translacji.
W podatnych warunkach odkształcenia dochodzi do spłaszczania mikrolitonów, objawiającego się
występowaniem krenulacji (kliważ krenulacyjny; zob. rys. poniżej). Często towarzyszy im narastająca
rekrystalizacja, która może doprowadzić do zupełnego zatarcia pierwotnego uławicenia.
Deformacje translacyjne przechodzą w sposób ciągły do mechanizmu płynięcia plastycznego, ale
uporządkowanego w sposób laminarny – dokonującego się w płaszczyznach kliważu. Jest to fałdowanie
kliważowe [cleavage folding] o poślizgowym mechanizmie odkształcenia plastycznego.
Mechanizmy fałdowania c.d. PŁYNIĘCIE
Fałdowanie z płynięcia [flow folding]- aby do niego doszło wymagana jest naturalna wysoka podatność
materiału (sól, ił) lub wysokie ciśnienie, temperatura i długotrwałość procesu. Płynięcie polega na
przemieszczaniu materiału fałdowanych skał jednorodnie w całej masie skały. Może także nastąpić przy
niepełnej diagenezie fałdowanych skał lub nasyceniu skał sypkich wodą.
Płynięcie prowadzi do zmian miąższości ławic. W stadium mało zaawansowanym następuje nabrzmienie
przegubów, później tworzą się struktury z klasy fałdów grubiejących. Przy wyraźnie ukierunkowanym
płynięciu powstają na ogół fałdy symilarne. W skałach zbudowanych z lamin o różnej podatności obserwuje się
zafałdowania dysharmonijne. Laminy podatne mają bardzo zmienne miąższości i wyklinowują się obocznie.
Charakterystyczne są zerwania ciągłości poszczególnych lamin, gwałtowne ich kończenie się oraz „połamanie”
lamin mniej podatnych.
W wyniku pełnego płynięcia powstają fałdy pochwowe (ang. sheath oznacza dokładnie pochwę na miecz). W
Polsce lansowany jest nic nie mówiący o kształcie fałdu termin fałd futerałowy.
MIESZANE MECHANIZMY FAŁDOWANIA
Jak widać na rysunku powyżej, poza płynięciem przy pełnym upłynnieniu materiału (passive flow) wszystkie
pozostałe mechanizmy współdziałają. W stadium 2 następuje nieznaczne wyboczenie (buckling), któremu
towarzyszy wewnątrz ławicowe heterogeniczne (anizotropowe) odkształcenie, złożone z poszerzenia na
zewnętrznym łuku przegubu i skrócenie łuku wewnętrznego. Stadium 3 to postępująca deformacja warstwy
poprzez heterogeniczne proste ścinanie. W stadium 4 następuje z kolei jej homogeniczne ścinanie czyste.