Войти
Отшелушивающий шов, охватывающий Half Dome в Национальном парке Йосемити, Калифорния. 
Эксфолиация швы в граните Enchanted Rock State Natural Area, Texas, USA. Отделившиеся блоки соскользнули по круто наклонной плоскости стыка. Отслоившиеся стыки или листовые стыки представляют собой системы трещин, параллельных поверхности, в горных породах и часто приводят к эрозии концентрических плит. (См. Соединение (геология) ).
Несмотря на то, что они часто встречаются во многих различных ландшафтах, геологам еще предстоит прийти к согласию по общей теории образования отслоившихся швов. Было предложено много разных теорий, ниже приводится краткий обзор наиболее распространенных.
Отслоившиеся швы, обнаженные в дорожном разрезе в Национальном парке Йосемити, Калифорния. Эта теория была первоначально предложена первым геоморфологом Гроувом Карл Гилберт в 1904 году. Основа этой теории состоит в том, что эрозия покрывающих пород и эксгумация глубоко заглубленной породы на поверхность земли позволяет ранее сжатой породе расширяться в радиальном направлении, создавая растяжение напряжение и разрушение породы слоями, параллельными поверхности земли. Описание этого механизма привело к появлению альтернативных терминов для отслаивающихся швов, включая швы сброса давления или разгрузки. Хотя логика этой теории привлекательна, есть много несоответствий с полевыми и лабораторными наблюдениями, предполагающими, что они могут быть неполными, например:
Одно из возможных расширений этой теории для согласования с теорией сжимающих напряжений (изложенной ниже) заключается в следующем (Goodman, 1989): Эксгумация глубоко погребенных горных пород снижает вертикальные напряжение, но горизонтальные напряжения могут оставаться в плотном массиве горных пород, поскольку среда ограничена по бокам. Горизонтальные напряжения выравниваются с текущей поверхностью земли, когда вертикальное напряжение падает до нуля на этой границе. Таким образом, в результате эксгумации могут возникать большие параллельные поверхности сжимающие напряжения, которые могут привести к растяжению породы, как описано ниже.
Порода расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении, а различные породообразующие минералы имеют переменные скорости теплового расширения / сжатия. Суточные колебания температуры поверхности породы могут быть довольно значительными, и многие предположили, что напряжения, возникающие во время нагрева, вызывают расширение и отслаивание приповерхностной зоны породы в виде тонких плит (например, Wolters, 1969). Наблюдались сильные суточные или вызванные огнем колебания температуры, вызывающие тонкую слоистость и отслаивание на поверхности скал, иногда называемое расслоением. Однако, поскольку суточные колебания температуры достигают глубины лишь нескольких сантиметров в породе (из-за низкой теплопроводности породы), эта теория не может объяснить наблюдаемую глубину расслоения трещин, которая может достигать 100 метров.
Минеральное выветривание за счет проникновения воды может вызвать отслаивание тонких слоев горной породы, поскольку объем некоторых минералов увеличивается при гидратации. Однако не вся гидратация минералов приводит к увеличению объема, в то время как полевые наблюдения за отслаивающимися швами показывают, что поверхности суставов не претерпели значительных химических изменений, поэтому эту теорию можно отвергнуть как объяснение происхождения крупномасштабных, более глубоких отслаивающихся суставов.
Отслаивающиеся швы изменили приповерхностные части массивных гранитных пород в национальном парке Йосемити, помогая создать множество впечатляющих куполов, в том числе Half Dome, показанный здесь. Сильные сжимающие тектонические напряжения, параллельные наземной (или свободной) поверхности, могут создавать в породе трещины растяжения, где направление распространения трещин параллельно наибольшему главному сжимающему напряжению, а направление раскрытия трещины перпендикулярно свободной поверхности. Этот тип трещин наблюдается в лаборатории, по крайней мере, с 1900 года (как при одноосном, так и при двухосном неограниченном сжимающем нагружении; см. Gramberg, 1989). Трещины при растяжении могут образовываться в поле сжимающих напряжений из-за влияния всепроникающих микротрещин в решетке горных пород и распространения так называемых крыловых трещин вблизи вершин предпочтительно ориентированных микротрещин, которые затем искривляются и выравниваются с направлением основного напряжения сжатия.. Образовавшиеся таким образом трещины иногда называют осевым расколом, продольным расколом или растяжением и обычно наблюдаются в лаборатории во время испытаний на одноосное сжатие. Высокое горизонтальное или параллельное поверхности напряжение сжатия может быть результатом региональных тектонических или топографических напряжений, а также эрозии или выемки перекрывающих пород.
С учетом полевых данных и наблюдений за возникновением, типом разрушения и вторичными формами, высокие поверхностно-параллельные сжимающие напряжения и растяжение (осевой раскол) кажутся наиболее правдоподобной теорией, объясняющей образование отслоившихся швов.
Признание наличия отслоившихся швов может иметь важные последствия для инженерной геологии. Наиболее заметным может быть их влияние на устойчивость склона. Отслаивающиеся швы, следующие за топографией наклонных стенок долин, склонов холмов и обрывов, могут создавать каменные блоки, которые особенно подвержены скольжению. Особенно, когда носок склона подрезан (естественным путем или в результате деятельности человека), скольжение по плоскостям отслаивающегося сустава вероятно, если совместный провал превышает угол трения сустава. На фундаментные работы также может влиять наличие отслоившихся швов, например, в случае перемычек. Отслоившиеся стыки под фундаментом плотины могут создать значительную опасность утечки , в то время как повышенное давление воды в стыках может привести к подъему или скольжению плотины. Наконец, отслаивающиеся швы могут оказывать сильное направленное воздействие на поток подземных вод и перенос загрязняющих веществ.
СМИ, связанные с Эксфолиация суставов на Wikimedia Commons