STRUKTURNA GEOLOGIJA - Rudarsko-geološko-naftni...

STRUKTURNA GEOLOGIJA

Bruno Tomljenović

& Bojan Matoš

Konstrukcija elipse deformacije -

primjeri

2

PRAKTIČNO MJERENJE DEFORMACIJE (prema Ramsey et al., 1987.)

(prema Twiss et al., 1992.)

HOMOGENA DEFORMACIJA :

- čisto smicanje – “pure shear” ► konstrukcija elipsoida deformacije (3D),

- izravno smicanje - “simple shear” ►konstrukcija elipse deformacije (2D)

(Tomljenović, predavanja 2009./10.)

- u većini slučajeva da bi pojednostavili 3D model, koristimo 2D model odnosno analizu

deformacije u ravnini

kod praktičnog mjerenja stadija konačne deformacije možemo koristiti distribuciju

čestica(zrna) koje čine gl. komponente stijena (ooliti, konglomerati, zrna pijeska)

- analizira se redistribucija vidljivih centara (zrna)

- određuju se centri zrna te okolni statistički najbliži centri (uzima se u obzir

dvostruki najmanji radijus)

- analiza promjena duljina dvostrukih najmanjih radijusa

- različite metode determinacije deformacije mogu dati drugačije vrijednosti naprezanja

(mehanizmi deformacija različitih stijena)

3

deformirane stijene doživljavaju deformaciju kroz nekoliko mehanizama:

a) kristalna plastičnost

b) klizanje duž granica zrna

c) tlačno otapanje

d) kataklaziranje, itd.

- ponekad navedeni mehanizmi djeluju istovremeno, ponekad sukcesivno s promjenama tlaka i

temperature

ODREĐIVANJE ELIPSE DEFORMACIJE

primjenjuje se na stijene u kojima možemo odrediti zrna:

- ooidi, valutice, zrna pijeska, porfiroblasti, porfiroklasti

u uvjetima kada ne možemo koristiti oblik

zrna kao isključiv pokazatelj determinacije

deformacija (primjer su konglomerati koji sadrže

valutice različite kompetentnosti kao i samog

matriksa –

Slika 1.

4

oblik valutica u konglomeratu nakon deformacije:

- komplicirana funkcija orginalnog oblika

- kontrast u kompetentnosti valutica i matriksa

- utjecaju susjednih valutica

Slika 2.

treba biti oprezan kod određivanja zrna te njihovog prvobitnog radijusa zbog toga jer ni vanjski

oblik niti unutarnja deformacija zrna ne daju točne vrijednosti totalne deformacije.

- lokalno otapanje, migracija materijala te njihovi produkti značajno mijenjaju oblik

samih zrna, a onda i same stijene.

5

ODREDBE PROSTORNE DISTRIBUCIJE CENTARA KAO REZULTAT POMAKA I DEFORMACIJE:

Slika 3.

Inicijalna prostorna random distribucija centara/zrna (A) homogena deformacija takve

stijene (B), rezultantna distribucija zrna ostaje random

- centri doživljavaju preraspodjelu u nove klastere i gapove, ali cjelokupni random uzorak

ima ista obilježja kao i orginalna stijena.

(u takvim uvjetima teško je koristiti distribuciju zrna za izračun deformacije)

6

u uvjetima kada inicijalna distribucija nije random (kao u većini slučajeva), već postoji

određena pravilnost u međusobnoj udaljenosti zrna te pakiranju (statistički uniformna

distribucija – valutice i ooidi)

- deformacija uniformne distribucije doživljava specifične geometrijske promjene

- preraspodjela centara duž dulje osi elipse deformacije te maksimalno

smanjivanje udaljenosti između centra paralelnih kraćoj osi elipse deformacije

- tako deformirani agregat omogućuje detreminaciju deformacije.

METODA “NAJBLIŽEG SUSJEDA” :

- agregat koji je u početku bio uniforman u smislu da su razmaci između centara čestica bili

inicijalno statistički konstantni te lako definirajući (ooidi, konglomerati)

- u tim uvjetima svaka čestica ima “bližeg” i “daljeg” susjeda

- udaljenosti između centara postaju promjenjene

usred deformacije

- centar – centar poveznice možemo koristiti za

izračun oblika te orijentacije elipse deformacije

Slika 4.

7

Slika 5.

Slika 6.

8

FRY METODA

1979. Norman Fry – jednostavna praktična metoda za dobivanje konstrukcije elipse

deformacije

- grafičko rješenje pomoću centar - centar metode koja je brza i točna

- ukoliko čestice imaju identičan radijus te je pakiranje savršeno, zonalno ponavljanje

udaljenosti između centara pokazivati će regularne periodne varijacije

Slika 7.

- u prirodnim agregatima, regularnost se smanjuje s udaljavanjem od bilo kojeg izabranog

centra

- unutrašnji tok te tlačno otapanje

9

KAKO PRIMIJENITI FRY-jevu METODU:

a) na praznu oleatu označiti centre svih zrna/čestica

b) preko prve oleate sa označenim centrima postaviti drugu oleatu te označiti centralnu

referentnu točku

c) postaviti referentnu točku preko centra 1 te označiti na oleati sva ostala zrna odnosno centre.

postupak se ponavlja za sve centre zrna/čestice, uz pomicanje koristeći konstantni azimut

Slika 8.

10

REZULTAT FRY METODE PREDSTAVLJA CENTRALNA PRAZNINA OKO REFERENTNE

TOČKE :

- praznina ima oblik kruga ili elipse

- praznina se javlja zbog činjenice da udaljenost dviju čestica ne može biti manja

od sume njihovih radijusa.

- kružno polje praznine nema deformacije

- eliptično polje praznine stijena je prošla određenu deformaciju

- ukoliko se nakon 50 pomaka oleate ne pojavi određeno polje praznine oko referentne točke

agregat je u potpunosti random slaganja

11

Slika 9. Slika 10.

12

SOFTWARE :

- Fabric 8

13

Literatura:

Ramsey, G. John, Huber, I. Martin (1987): The techniques of modern Structural Geology/volume 1:

Strain Analysis, Academic Press Inc., London, Orlando, San Diego, New York, Austin, Boston,

Sydney, Tokyo, Toronto, 307 str.

Twiss, J. Robert, Moores, M. Eldridge (1992): Structural Geology, W. H. Freeman and Co., New

York, 532 str.

Tomljenović B.: Strukturna geologija, predavanja za akadem. god. 2009./10.;

dostupna na http://rgn.hr/~bruntom/nids_bruntom/Predmeti%20RGNF.htm