Chuyển động kiến tạo và biến dạng của vỏ trái đất

 Chuyển động nằm ngang horizontal movement là chuyển động theo phương tiếp tuyến làm vỏ trái đất bị ép, giãn gây ra dịch chuyển ngang... • Đường hướng dốc là đường nằm trên mặt

1 Khái niệm về chuyển động kiến tạo

2 Ứng suất và biến dạng

3 Các kiểu biến dạng

4 Bằng chứng của biến dạng

5 Kết quả của biến dạng dẻo

6 Kết quả của biến dạng dòn

7 Kết quả của biến dạng Vỏ Trái đất

CHUYỂN ĐỘNG KIẾN TẠO VÀ BIẾN DẠNG CỦA VỎ TRÁI ĐẤT

CHƯƠNG 7

Là chuyển động cơ học của vật chất trái đất do các nguyên nhân bên trong trái đất gây ra Kết quả chuyển động kiến tạo dẫn tới các hiện tượng:

– Biến đổi của thạch quyển;

– Thay đổi biển và lục địa;

– Thay đổi thế nằm, cấu tạo, phá hủy đá;

– Các hoạt động núi lửa và động đất

 Chuyển động thẳng đứng (vertical movement) là chuyển động theo phương thẳng đứng phát sinh trên một diện tích rộng lớn, chậm chạp

 Chuyển động nằm ngang (horizontal movement) là chuyển động theo phương tiếp tuyến làm vỏ trái đất

bị ép, giãn gây ra dịch chuyển ngang

1 Khái niệm về chuyển động kiến tạo

• Đất đá của Vỏ Trái đất bị uốn nếp, nghiêng và phá hủy

do lực phát sinh từ sự dịch chuyển của các mảng.

Lực:

Ứng suất = lực tác dụng/ đơn vị diện tích (kg/m 2 )

• Ứng suất đẳng hướng: tác dụng đều mọi hướng

• Ứng suất dị hướng: tác dụng không đều cho mọi hướng

• Gồm 3 loại ứng suất:

- Ứng suất nén ép: siết ép đá

- Ứng suất cắt: trượt và dịch chuyển đá

Các yếu tố chính: nhiệt độ, áp lực, thời gian kéo dài và phương thức tác dụng lực

2 Ứng suất và biến dạng

• Biến dạng đàn hồi : vật

liệu trở lại hình dạng,

kích thước ban đầu khi

dở tải

• Biến dạng dẻo: vật liệu

không trở lại hình dạng,

kích thước ban đầu khi

dở tải

• Biến dạng phá hủy xảy

ra khi vượt quá giới hạn

đàn hồi và giới hạn dẻo

3 Các kiểu biến dạng

Sự biến dạng của đá diễn ra dưới tác dụng của các lực, khi các lực này vượt quá sức bền của đá làm đá bị biến dạng:

• Khi ứng suất vượt qua sức bền của đá sẽ làm cho đá bị biến dạng, phá hủy.

• Sự biến dạng trải qua 3 giai đoạn:

– Giai đoạn biến dạng đàn hồi: vỏ trái đất bị những chấn động nhẹ nhưng sau đó lại hồi phục trở về nguyên trạng không lưu lại dấu vết nào.

– Giai đoạn biến dạng dẻo: vỏ trái đất vẫn giữ được sự liên tục các mối liên kết nhưng hình dạng bị thay đổi, các lớp đá bị uốn cong hình thành các nếp uốn, nếp oằn.

– Giai đoạn biến dạng phá hủy: vỏ trái đất bị vỡ, dịch chuyển, mất sự liên tục trong cấu tạo.

• Nếu không có sự xáo trộn sau khi trầm tích, các lớp trầm tích đều nằm ngang

• Nếu đá bị nghiêng, uốn nếp, hay phá hủy → quá trình biến dạng đã xảy ra.

• Cần xác định đường phương và góc dốc để xác định thế nằm của đá

4 Bằng chứng của sự biến dạng

• Đường phương: là đường biểu thị phương kéo dài của lớp đá trong không gian.

• Hướng dốc: là yếu tổ biểu thị hướng nghiêng cắm vào mặt đất của lớp đá

• Đường hướng dốc là đường nằm trên mặt lớp vuông góc với đường phương.

• Góc dốc: là góc hợp bởi đường hướng dốc và hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang

Đường phương và góc dốc

1-Đường phương

2-Hướng dốc

3-Góc dốc biểu kiến

4-Góc dốc thật

Biến dạng uốn nếp là biến dạng làm cho các lớp đá bị uốn cong thành các nếp uốn

• Nếp uốn đơn nghiêng: là nếp uốn đơn giản nhất Các lớp đá nghiêng theo một hướng

5 Kết quả biến dạng dẻo

• Nếp uốn lồi: lớp đá ở phần trung tâm có tuổi già hơn các phần ở ngoài rìa, các lớp đá bị uốn cong về phía trên tạo nên dạng vòm

• Nếp uốn lõm:các đá phần trung tâm trẻ hơn phần ngoài rìa, các lớp đá nghiêng về phía trung tâm tạo ra dạng máng trũng

dictionary.reference.com/illusillustration.html/ahsd/syncline/syncline

• Cánh nếp uốn: hai bên vòm nếp uốn

• Trục nếp uốn: Đường giữa 2 cánh nếp uốn

• Mặt trục: PM tưởng tượng chia nếp uốn thành 2 phần gần như đối xứng nhau

• Nếp uốn cắm: trục nếp uốn nghiêng

• Góc cắm nếp uốn: góc giữa trục nếp uốn và MP nằm ngang.

15

Các bẫy chứa dầu (bẫy kiến trúc)

Các nếp lồi: nếu các lớp cát kết hay đá vôi có tính thấm xen với các lớp không thấm như sét hay bột kết

bị biến dạng thành nếp uốn lồi, dầu có thể di chuyển lên phần vòm trong các vỉa đá thấm của nếp lồi

• Biến dạng phá hủy là biến dạng làm phá hủy vật liệu khi ứng suất vượt quá giới hạn đàn hồi

• Các cấu trúc sinh ra do biến dạng phá hủy (dòn):

– Khe nứt: sản phẩm của biến dạng phá hủy

không có dịch chuyển trong các lớp đất đá

– Đứt gãy là hiện tượng đứt vỡ có dịch chuyển làm

mất đi sự liên kết của đất đá

• Đứt gãy được phân loại dựa theo hướng dịch

chuyển của đất đá hai bên đứt gãy

• Mặt đứt gãy thường nghiêng có đường phương và góc cắm

6 Kết quả của biến dạng phá hủy

Đối với đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng:

• Cánh treo là khối nằm trên mặt đứt gãy

• Cánh nằm (cánh trụ) là khối nằm dưới mặt đứt gãy

Vector dịch trượt

Đứt gãy thuận là kết

quả của ứng suất

căng dãn trong đá

dòn, cánh treo chuyển

động theo mặt đứt gãy

từ trên xuống dưới

Đứt gãy nghịch: là kết

quả của ứng suất nén

ép, cánh treo chuyển

động theo mặt đứt gãy

từ dưới lên trên

chuyển dịch tương đối với nhau theo đường phương của mặt đứt gãy

chuyển về bên phải

chuyển về bên trái

• Đứt gãy biến dạng là dạng đặc biệt của đứt gãy trượt bằng, hai mảng trượt nằm ngang qua nhau dọc theo ranh giới của mảng Điển hình là đứt gãy biến dạng tại sống núi giữa đại dương San Andreas

ở California

•Bằng chứng dịch chuyển của đứt gãy: do khối đá trượt qua khối kia nên mặt đứt gãy trơn láng, rạch trầy gọi là vết xước kiến tạo

• Bề mặt phẳng hơn khi vuốt tay theo cùng hướng dịch chuyển của đứt gãy

• Các dãy núi hình thành theo 3 quá trình, trong đó có 2 quá trình liên quan trực tiếp đến biến dạng

• Núi liên quan đến đứt gãy: đứt gãy thuận và nghịch

có thể nâng Vỏ trái đất thành núi (núi Sierra Nevada ở California)

• Núi liên quan đến nếp uốn và sự chờm nghịch -

Ứng suất nén ép do lực kiến tạo xảy ra trong Vỏ lục địa tạo núi (núi Himalaya)

• Núi lửa – không do biến dạng (núi Cascade ở phía

Tây Hoa Kỳ, quần đảo Hawaiian và Iceland)

7 Dãy núi – kết quả của sự biến dạng Vỏ Trái đất

• References:

• 1 Earth Portrait of a Planet; 3rd Edition

By Stephen Marshak; published by W.W Norton

• 2.http://www.wwnorton.com/college/geo/egeo/

animations 3.http://www.wwnorton.com/college/geo/egeo/animations/ch12.htm