Deformation of Rocks
Deformation of Rocks
Deformation of rocksDeformation of rocks
• Folds and faults are geologicstructures.
• Structural geology is thestudy of the deformation ofrocks and the effects of thismovement.
Phil Dombrowski Fig. 10.1
Small-scale Folds
Small-scale Faults
Tom Bean Fig. 10.2
Giacitura degli stratiAl momento in cui si originano, gli strati hanno una giacitura cioè una disposizione nellospazio, che può essere considerata suborizzontale all’interno del bacino di deposizione.Le forze deformative che si generano all’interno della crosta possono successivamentepiegare e/o fratturare gli strati. Inoltre l’erosione modella in maniera diversa i versanti equindi le giaciture attuali degli strati possono non corrispondere a quelle originarie. Sipossono trovare infatti strati inclinati e verticali.
Piano di strato
Inclinazione dello strato:Angolo che il piano di stratoforma con il piano orizzontale
Immersione verso nel quale lo strato èinclinato, viene indicata con ipunti cardinali
12°
Giacitura di uno strato in una carta geologicaGiacitura di uno strato in una carta geologica
inclinazione
direzione
immersione
N direzione angolo formato da una retta intersezione delpiano di strato con l’orizzontale e il N magnetico
Orientation of deformed rocksOrientation of deformed rocksWe need some way to describe the
distribution of geologic structures.StrikeStrike: bearing of a line defined by
the intersection of the plane inquestion and the horizontal
DipDip: acute angle between the planeand the horizontal, measuredperpendicular to strike.
Fig. 10.4
Fig. 10.4
Dipping Sedimentary Beds
Chris Pellant Fig. 10.3
Cockscomb Ridge, S. Utah
Dip
Strike
P.L. Kresan
GeologicGeologicMap andMap and
CrossCrossSectionSection
Fig. 10.5
CompressionCompressionAction of coincident oppositely directed forcesacting towards each other
TensionTensionAction of coincident oppositely directedforces acting away from each other
ShearShearAction of coincident oppositely directedforces acting parallel to each otheracross a surface in a couple
StrengthStrength• Ability of an object to resist
deformation• Compressive or tensile
StrainStrainAny change in original shape or sizeof an object in response to stressacting on the object
Types of deformationTypes of deformation
• Elastic• Ductile (plastic)• Brittle (rupture)
Elastic deformationElastic deformation
Temporary change in shape orsize that is recovered whenthe deforming force isremoved
Ductile (plastic) deformationDuctile (plastic) deformation• Permanent change in
shape or size that is notrecovered when the stressis removed
• Occurs by the slippage ofatoms or small groups ofatoms past each other inthe deforming material,without loss of cohesion
Brittle deformation (ruptureBrittle deformation (rupture))• Loss of cohesion of a
body under theinfluence of deformingstress
• Usually occurs alongsub-planar surfacesthat separate zones ofcoherent material
Factors that affect deformationFactors that affect deformation
• Temperature
• Pressure
• Strain rate
• Rock type
The variation of these factorsdetermines if a rock will fault or fold.
Effects of rock type on deformationEffects of rock type on deformationSome rocks arestronger thanothers.
competent:competent: rocks thatdeform only undergreat stresses
incompetent:incompetent: rocksthat deform undermoderate to lowstresses
Tectonic Forces and ResultingTectonic Forces and ResultingDeformationDeformation
Fig. 10.6
Experimental Deformation of Marble
M.S. Patterson
Fig. 10.7
Brittle DeformationDuctile Deformation
Types of foldsTypes of folds (bent planar structures)
anticlineanticline: older rocks on the insidesynclinesyncline: older rocks on the outside
(scale(scale - from mm to tens of km)
Anticlines and SynclinesAnticlines and Synclines
Fig. 10.9
Fold terms• axial Plane: the plane of mirror
symmetry dividing the fold into twolimbs
• axis: line formed by the intersection ofthe axial plane and a bedding plane
• horizontal fold: where the fold axis ishorizontal
• plunging fold: where the fold axis isnot horizontal
Fold TerminologyFold Terminology
Fig. 10.10
Bill Evarts Fig. 10.11
Symmetrical, AsymmetricalSymmetrical, Asymmetricaland Overturned Foldsand Overturned Folds
Fig. 10.12
Bill Evarts
Axial plane
AnticlineAnticline
Fig. 10.11
J. Shelton, Geology illustratedJ. Shelton, Geology illustrated Fig. 10.15
Plunging Folds in thePlunging Folds in theValley and RidgeValley and Ridge
Valley andValley andRidgeRidge
Province ofProvince ofthethe
AppalachianAppalachianMountainsMountains
Fig. 10.19
Raplee Anticline, S.E. Utah
Raplee Anticline on the San Juan River, Utah
Domes and BasinsDomes and Basins
Fig. 10.16
John S. Shelton Fig. 10.17
Sinclair Dome, Wyoming
FaultsFaultsFractures in rocks created byearthquakes
(hanging wall, footwall, displacement)
• Dip-slip faults— normal— reverse
• Strike-slip faults• Oblique-slip faults
Le Le fagliefaglie..
La superficie più o meno inclinata lungo la quale avviene il movimento dei due blocchidi roccia è detta piano di faglia. In base ai movimenti di un blocco di roccia rispettoall'altro avremo differenti tipi di faglie.Qui di seguito descriviamo i principali tipi di faglie:
Faglia normale Faglia normale oo diretta direttaIn questo tipo di faglia, c'è uno scivolamento delblocco roccioso al disopra della parete di faglia(detto "hanging wall") rispetto all'altro. Questotipo di faglia si trova in aree caratterizzate daestensione (i due blocchi di roccia si allontananol'uno rispetto all'altro).
Faglia inversaFaglia inversaIn questo tipo di faglia, il blocco roccioso al disopra dellaparete di faglia sale rispetto all'altro (in figura, quello didestra rispetto a quello di sinistra). Questa faglia è tipica deiregimi di compressione (i due blocchi di roccia spingonol'uno verso l'altro).
Faglie trascorrentiFaglie trascorrentiIn questo caso, i due blocchi di roccia scorrono uno di fiancoall'altro. Il piano di faglia è verticale. Considerando il senso dimovimento relativo della faglia, si parlerà di faglia trascorrentedestra quando da un lato della faglia si vede muovere l'altro latoverso destra. Quando invece da un lato della faglia si vede muoverel'altro lato verso sinistra, si parlerà di faglia trascorrente sinistra.
Fig. 10.22
Fig. 10.22a
Normal Dip-slip Fault
Fig. 10.22b
Reverse Dip-slip Fault
Strike-slip faultsStrike-slip faults
Motion of the fault blocks,parallel to the strike direction.
Left-lateral Strike Slip FaultLeft-lateral Strike Slip Fault
map view
Right-lateral Strike Slip FaultRight-lateral Strike Slip Fault
map view
Fig. 10.22c
Gudmundar E. SigvaldasonFig. 10.21
Strike-slipFault
Large-scale Large-scale Overthrust Overthrust SheetSheet
Fig. 10.23
Keystone Thrust Fault, S. Nevada
John S..Shelton Fig. 10.24
Cambrian Limestone
Jurassic Sandstone
LewisThrust,
SawtoothRange,
Wyoming
Kurt N. Coonstenius
French Thrust, Wyoming
Cretaceous Shale
MississippianLimestone
Kurt N. Coonstenius
Fig. 10.25
Rift Valley Formed by ExtensionRift Valley Formed by Extension
Wildrose Graben, Southern California
NASA/TSADO/Tom Stack Fig. 10.26
1872 Fault Scarp, Southern California
1988 Armenian Earthquake Fault Scarp
Fig. 10.28Armando Cisternas
1992Landers
EarthquakeFault Scarp