Exfolierea

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea unui tratament cosmetic, consultați Gommage .
Exfoliere pe gresie Verrucano din Toscana .
Articulație de exfoliere a granitului în Rezervația Naturală Rock Enchanted (Texas, SUA). Blocurile desprinse alunecau de-a lungul planului diaclasic remarcabil de abrupt.

Joncțiunile de exfoliere sau pur și simplu exfoliere sunt sisteme de fractură paralele cu suprafața care se formează în roci, ducând adesea la eroziunea plăcilor concentrice.

Caracteristici generale ale articulațiilor de exfoliere

  • În general, urmează topografia [1] .
  • Ei împart roca în plăci subplane [2] .
  • Distanța articulației crește cu adâncimea de la câțiva centimetri lângă suprafață la câțiva metri [3] .
  • Adâncimea maximă în care apar este de aproximativ 100 de metri [4] .
  • Îmbinările mai profunde au o rază de curbură mai mare, care tinde să netezească colțurile peisajului pe măsură ce materialul este erodat [5] .
  • Modalitatea de fracturare este de tipul tensiunii [6] .
  • Ele apar în multe zone climatice și litologice diferite, nu numai în peisaje înghețate [7] .
  • Roca gazdă suferă, în general, diaclaza în mod neregulat, izotrop și are o rezistență mare la compresiune [8] .
  • Pot avea curburi concav și convexe în sus [9] .
  • Acestea sunt adesea asociate cu forme secundare de compresie, cum ar fi arcuirea, mișcarea și corturile A [10] .

Formarea articulațiilor de exfoliere

În ciuda apariției lor în peisaje foarte diferite, geologii nu au ajuns încă la un acord asupra unei teorii generale comune cu privire la formarea joncțiunii de exfoliere. Au fost propuse multe teorii diferite; mai jos este o scurtă prezentare generală a celor mai frecvente.

Eliminarea supraîncărcării și a repercusiunilor

Această teorie a fost propusă pentru prima dată de geomorfologul pionier Grove Karl Gilbert în 1904 și este larg răspândită în textele introductive de geologie. Baza acestei teorii este că eroziunea supraîncărcării și exhumarea rocii îngropate adânc spre suprafața solului permite rocii comprimate anterior să se extindă radial, creând tensiuni de rupere și fracturând roca în straturi paralele cu suprafața solului. Descrierea acestui mecanism a condus la o anumită indecizie în definirea joncțiunilor de exfoliere, inclusiv a joncțiunilor de eliberare a presiunii sau de decompresie. În timp ce logica acestei teorii este fascinantă, există multe neconcordanțe cu observațiile de teren și de laborator care dezvăluie incompleta ei probabilitate, cum ar fi [11] :

  • Articulațiile de exfoliere pot fi găsite în roci care nu au fost niciodată îngropate adânc.
  • Studiile de laborator arată că simpla comprimare și decomprimare a probelor de rocă în condiții realiste nu provoacă fracturi.
  • Articulațiile de exfoliere se găsesc cel mai frecvent în regiuni de tensiune de compresie paralele cu suprafața, unde această teorie le cere să apară în regiuni de extensie.

O posibilă extensie a acestei teorii care trebuie combinată cu teoria stresului compresiv (prezentată mai jos) este după cum urmează [12] : Exhumarea rocilor îngropate în profunzime atenuează tensiunea verticală, dar tensiunile orizontale pot persista într-o masă de rocă adecvată atunci când mediul este limitat lateral. Tensiunile orizontale se aliniază cu suprafața reală a solului pe măsură ce forța verticală coboară la zero de-a lungul acestei limite . Astfel, tensiunile de compresiune paralele cu suprafața pot fi generate prin exhumare care poate duce la ruperea rocii supuse așa cum este descris mai jos.

Tensiunea termoelastică

Roca se extinde sub acțiunea căldurii și se contractă cu răcirea, iar diferitele sale minerale constitutive au rate variabile de dilatare / contracție termică . Variațiile zilnice de temperatură pe suprafața stâncii pot fi destul de extinse și mulți au sugerat că tensiunile create în timpul încălzirii forțează suprafața rocii de suprafață să se extindă, descuamându-se în plăci subțiri [13] . S-a observat că fluctuațiile mari de temperatură din timpul zilei sau cele cauzate de incendii duc la laminarea subțire și descuamarea suprafețelor rocilor; acest proces este definit și cu termenul de exfoliere [14] . Cu toate acestea, deoarece fluctuațiile de temperatură din timpul zilei ajung doar la câțiva centimetri în rocă (din cauza conductivității termice slabe), această teorie nu reușește să explice adâncimea observată în joncțiunea de exfoliere care uneori ajunge la 100 de metri [15] .

Eroziune chimică

Eroziunea minerală datorată infiltrării apei poate provoca descuamarea unei suprafețe subțiri de rocă pe măsură ce volumul unor minerale crește odată cu hidratarea [16] . Cu toate acestea, nu toată hidratarea minerală corespunde volumului crescut, în timp ce observațiile pe teren arată că suprafețele diaclaselor de exfoliere nu suferă modificări chimice semnificative. [ fără sursă ]

Tensiuni de compresiune și fracturi extensibile

Compresiile cu tensiuni mari paralele cu suprafața (liberă) a solului pot crea fracturi de tip tensionat în rocă, unde direcția de propagare a fracturii este paralelă cu compresia principală de tensiune mai mare și direcția fracturii care se deschide este perpendicular pe suprafața liberă [17] . Acest tip de fracturare a fost observat în laborator cel puțin din 1900 (atât în ​​sarcini compresive nelimitate uniaxiale cât și biaxiale [18] . Fracturile tensionate se pot forma într-un câmp de stres compresiv datorită influenței microfracturilor care străbate rețeaua de rocă și în măsura în care așa-numitelor fisuri aripa lângă vârfurile microfisurile orientate în mod preferențial, care apoi curba și alinia cu direcția de stres de compresiune principal. [19] Fracturile formate în acest mod sunt numite uneori axial clivaj , fisuri longitudinale sau extinse , și sunt de obicei observate în laborator în timpul testelor de compresie uniaxială. Tensiunile mari de compresie orizontale sau paralele cu suprafața pot rezulta din solicitări tectonice sau topografice regionale, sau din eroziune sau săpături efectuate în „stratul de suprafață” ( supraîncărcare ).

Având în vedere evidența câmpului și observațiile evenimentelor, modul de fractură și formele secundare, solicitările de compresiune ridicate paralele cu suprafața și fracturarea extensivă (clivaj axial), aceasta pare a fi cea mai plauzibilă teorie pe care o pot explica formarea articulațiilor de exfoliere.

Importanța pentru ingineria geotehnică

Recunoașterea prezenței articulațiilor de exfoliere poate avea repercusiuni importante în ingineria geotehnică . De remarcat ar putea fi influența lor asupra stabilității versanților. Exfolierea diaclazei care urmează topografia pereților abrupți a văilor, pantele deluroase ale stâncii în loc și stâncile (stâncile) pot forma blocuri de stâncă deosebit de predispuse la alunecare. Mai ales atunci când baza pantei este tăiată (în mod natural sau artificial de către om), alunecarea de-a lungul planurilor diaclasice de exfoliere devine probabilă, dacă înclinația articulației depășește unghiul său de frecare. Lucrările de fundare pot fi, de asemenea, afectate, de exemplu în cazul barajelor [20] . Joncțiunile de exfoliere care stau la baza fundației unui baraj pot reprezenta un pericol semnificativ de instabilitate ( scurgeri ), în timp ce creșterea presiunii apei pe joncțiune poate face ca barajul să se ridice sau să alunece . În plus, diaclasele de exfoliere pot exercita un control direcțional puternic asupra fluxului apelor subterane și asupra transportului poluanților.

Notă

Joncțiunile de exfoliere au schimbat părțile de suprafață ale rocilor masive de granit din Parcul Național Yosemite , favorizând formarea multor cupole spectaculoase, inclusiv Half Dome prezentat aici în fotografie.
  1. ^ Gilbert, 1904; Matthes, 1930; Goodman, 1993
  2. ^ Goodman, 1993)
  3. ^ Dale, 1923; Jahns, 1943; Goodman, 1993
  4. ^ Dale, 1923; Jahns, 1943; Holzhausen, 1989; Goodman, 1993
  5. ^ Gilbert, 1904; Dale, 1923; Matthes, 1930; Jahns, 1943; Goodman, 1993
  6. ^ Bahat și colab., 1999; Mandl, 2005
  7. ^ Bradley 1963; Twidale, 1973; Goodman, 1993
  8. ^ Gilbert, 1904; Jahns, 1943; Twidale, 1973
  9. ^ Gilbert, 1904; Matthes, 1930; Romani și Twidale, 1999
  10. ^ Romani și Twidale, 1999
  11. ^ Wolters, 1969; Twidale, 1973; Holzhausen, 1989
  12. ^ Goodman, 1989; 1993
  13. ^ ex. Wolters, 1969
  14. ^ Blackwelder, 1927
  15. ^ Gilbert, 1904; Twidale, 1973; Holzhausen, 1989; Goodman, 1993
  16. ^ Twidale, 1973
  17. ^ Bradley, 1963; Brunner și Scheidegger, 1973; Twidale, 1973; Holzhausen, 1989; Goodman, 1993; Bahat, 1999; Mandl, 2005
  18. ^ Vezi Gramberg, 1989
  19. ^ Hoek și Bieniawski, 1965; Fairhurst și Cook, 1966
  20. ^ Terzaghi, 1962

Surse

  • ( EN ) Bahat, D., Grossenbacher, K. și Karasaki, K. 1999. Mecanismul formării articulațiilor de exfoliere în roci granitice, Parcul Național Yosemite, Journal of Structural Geology, 21, 85-96.
  • ( EN ) Blackwelder, E. 1927. Incendiu ca agent în intemperii de rocă, Journal of Geology, 35, 134-140.
  • ( EN ) Bradley, WC 1963. Exfoliere pe scară largă în gresii masive din Platoul Colorado, Geological Society of America Bulletin, 74, 519-527.
  • ( EN ) Brunner, FK și Scheidegger, AE 1973. Exfoliere, Rock Mechanics, 5, 43-62.
  • ( EN ) Dale, TN 1923. Granitele comerciale din New England, United States Geological Survey Bulletin, 738.
  • ( EN ) Fairhurst, C. și Cook, NGW 1966. Fenomenul divizării rocii paralel cu direcția de compresie maximă în vecinătatea unei suprafețe, Proceedings 1st Congress, International Society of Rock Mechanics, 687-692.
  • ( EN ) Gilbert, GK 1904. Domuri și structuri de cupole din Sierra înaltă, "Buletinul Societății Geologice din America, 15," 29-36.
  • ( EN ) Goodman, RE 1993. Engineering Geology, John Wiley and Sons, New York.
  • ( EN ) Gramberg, J. 1989. O viziune neconvențională asupra mecanicii rocilor și mecanicii fracturilor, AABalkema.
  • ( EN ) Hoek, E. și Bieniawski, ZT 1965. Propagarea fracturii fragile în rocă sub compresie, Jurnalul Internațional de Mecanică a Fracturilor, 1, 137-155.
  • ( EN ) Holzhausen, GR 1989. Originea structurii foii, 1. Morfologie și condiții de graniță, Inginerie Geologie, 27, 225 -278.
  • ( EN ) Jahns, RH 1943. Structuri de foi în granite, Journal of Geology, 51, 71-98.
  • ( EN ) Mandl, G. 2005. Rock Joints, Springer-Verlag, Berlin.
  • ( EN ) Matthes, FE 1930. Istoria geologică a văii Yosemite, SUA Geological Survey Professional Paper 160.
  • ( EN ) Romani, JR și Twidale, CR 1999. Fracturi de foi, alte forme de stres și unele implicații inginerești, Geomorfologie, 31, 13-27.
  • ( EN ) Terzaghi, K. 1962. Fundație de baraj pe granit tabelat, Geotehnică, 12, 199-208.
  • ( EN ) Twidale, CR 1973. Despre originea îmbinării tablelor, Rock Mechanics, 5, 163-187.
  • ( DE ) Wolters, R. 1969. Zur Ursache der Entstehung oberflachenparalleler Klufte, Rock Mechanics, 1, 53-70.

Alte proiecte

Controlul autorității Tezaur BNCF 34703
Geologie Portal de geologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de geologie
Adus din „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Exfoliation&oldid=118687151 ”