Faliile inverse; caracteristici si evolutie

Faliile inverse; caracteristici si evolutie

Fracturile produse prin compresiune imbraca dimensiuni variabile, de la cativa metri pana la sute de kilometri. Ele sunt specifice nivelului structural superior, dar, in raport de litologie, pot apare si in nivelele structurale mediu si inferior.

Adancimea lor de disparitie, la acelasi stress de compresiune, va fi in raport de natura rocilor afectate; asa spre exemplu, in cazul marnelor vor dispare la 2000 m iar a gresiilor la 5000 m. Momentul disparitiei va corespunde, in mod logic, cu limita de trecere de la domeniul casant la domeniul ductil; limita de adancime, la care individualizarea lor devine dificila, corespunde cu aparitia sistozitatii generalizate.

In cazul multor falii, rocile adiacente planului de fractura sunt polizate incat rezulta oglinzile de frictiune cu striuri (slickenlines) sau structuri de recristalizare (slickenfibers), utilizate, dupa cum am vazut, pentru determinarea sensului de miscare a celor doua compartimente.

Planele de falie, atat a celor normale cat si a celor inverse, corespund uneori unor zone de strivire in care rocile sufera modificari in raport de adancime. O clasificare a tipurilor de roci deformate prin zdrobire (cataclazare) si recristalizare, dupa planele de falii, a fost facuta de catre Sibson (1977, in Spencer, 1988), pe care o prezentam mai jos in ordinea reducerii granulometrice si a modificarilor

mineralogice:

Denumire  Structura

Brecii  fragmente > 0,5 cm

Microbrecii  fragmente<0,5 cm

Protocataclazite  10-50% matrice

Cataclazite  50 - 90% matrice

Ultracataclazite  90- 100% matrice

Pseudotachylite

Protomilonite  10 - 50% matrice

Milonite  50 - 90% matrice

Ultramilonite  90- 100% matrice

Blastomilonite

O prima categorie deci o formeaza breciile, cataclazitele si pseudotachylitele. O alta categorie o constituie varietatile cu orientarea pronuntata a constituientilor minerali si care intra in categoria milonitelor (gr. mylon - lamine).

S-a constatat ca in cazul faliilor cu adancime sub 5 km, procesul obisnuit este cel de cataclazare. Materialul, cu blocuri si spatii umplute cu matrice constituie brecia de falie; daca fragmentele sunt sub 10 mm in diametru ele constituie o microbrecie, iar reducerea si mai mare a dimensiunilor duce la formarea argilei de falie (gouge). Cataclazitele, termen introdus de catre Grubenman si Niggli (1924),

reprezinta un material fin granular cu coeziune interna; din cauza conditiilor de presiune si a temperaturii moderate in care ele se formeaza, componentii mai amintesc roca de provenienta. Proportiile de recunoastere a materialului parental raportat la totalul masei brecifiate constituie criteriul clasificarii cataclazitelor in protocataclazite, cataclazite si ultracataclazite.

Dupa Wise et al. (1984), termenul de milonit trebuie aplicat rocilor cu foliatie, observabila cel putin microscopic, cu sau fara porfiroclaste, cu granulatie redusa la un diametru mediu mai mic de 0,05 mm; ele rezulta din procesele de recristalizare dinamica si curgere plastica; porfiroclastele prezinta adesea urme de tractiune {quartz ribbons).

Ultramilonitele, denumite pentru prima data de catre Lawporth (1885), sunt definite in prezent drept roci in care aproape toate fragmentele originare au suferit o recristalizare prin metamorfism dinamic. Protomilonitele sunt considerate atunci cand 50% din roca este formata din material mineral mai putin ductil care nu a suferit deformari.

Problema sursei termalitatii pe zonele de falii a fost multa vreme dezbatuta. Se banuieste ca ea provine din frecarea compartimentelor pe planul de forfecare. Cu toate acestea nu s-au evidentiat anomalii termice pe falii nici chiar pe cele de mare anvergura cum este cazul faliei San Andreas. Faptul ca aceasta caldura isi are sursa locala pe planul de falie este tradat de efectele metamorfice cu recristalizari prin topire partiala; o asemenea topitura o formeaza pseudotachylitele descrise pentru

prima data din structura Vredefort - Africa de Sud; denumirea o datoram lui Shand (1916). Pseudotachylitele sunt obisnuit de culoare cenusie sau neagra cu aspect sticlos. Sibson a calculat ca la o adancime de 15 km, in scoarta, pentru a se forma o pelicula pseudotachylitica cu grosime de 1 cm ar fi nevoie de o alunecare pe planul de falie in jur de 5 m.

Inclinarea faliilor inverse. Caderea faliilor inverse este extrem de variabila, intalnindu-se toate tipurile intermediare intre faliile redresate aproape de verticala si faliile orizontale. Mai mult chiar, aceeasi falie isi poate schimba unghiul de inclinare, in functie de adancime si de litologie.

I n f l u e n t a a d a n c i m i i . Se pare ca toate faliile inverse care s-au format in conditii de mare profunzime, in domeniul deformarilor plastice, asa cum sunt cele care afecteaza stivele cristalofiliene, au caderi usoare, ajungand chiar sa fie orizontale. Faptul se pune in legatura cu observatia, dupa care, cu cat sarcina litostatica este mai mare, o falie poate functiona cu atat mai usor cu cat este mai plata; experientele de laborator ale lui Hubbert au confirmat de fapt aplatizarea

faliilor la presiuni mari, ceea ce echivaleaza cu reducerea inclinarii lor in adancime, in domeniul mai putin profund, faliile inverse au caderi puternice, mergand de la 45 la 70s.

I n f l u e n t a l i t o l o g i e i. Caderea faliilor inverse variaza si in functie de natura formatiunilor afectate. Se considera, din observatiile facute, ca, daca nu intervine anisotropia rocilor, faliile vor fi cu atat mai redresate, adica vor avea inclinari mai mari, cu cat rocile vor ti mai competente. Desi nu exista intotdeauna o legatura riguroasa intre inclinarea si competenta rocilor, s-a observat totusi ca, intr-un granit caderea faliilor se mentine la valoarea de 60°, pe cand in marne ea

ajunge la numai 30°.