تعريف الفوالق وانواعها
الجيولوجيا الإنشائية
تختص علم الجيولوجيا الهيكلية بدراسة العلاقات الهندسية للصخور والمعالم الجيولوجية بشكل عام. يتناول هذا العلم مجموعة شاسعة من الهياكل الجيولوجية، بدءا من العيوب الدقيقة في بلورات الصخور وصولا إلى السلاسل الجبلية وحدود الصفائح. يمكن تصنيف الهياكل إلى فئتين رئيسيتين: الهياكل الأولية التي تشكلت في وقت تكون الصخور الأساسية، والهياكل الثانوية التي نشأت نتيجة للتشوهات التي تعرضت لها الهياكل الأولية. ترسب معظم الصخور التي تحتوي على طبقات (مثل الصخور الرسوبية وبعض تدفقات الحمم البركانية ورواسب الحمم البركانية) في بداية تشكلها على شكل طبقات أفقية تقريبية. وقد يتعرض تشكل الصخور الأفقية الأصلية للانحناء، كما يمكن تحريكها على طول الكسور إذا حدث انزلاق. يتحرك الصخور على جانبي الكسر في اتجاهين معاكسين. يطلق على الكسر الذي يحدث فيه الانزلاق اسم “كسر انزلاقي”، أما إذا لم يحدث انزلاق في الكسر فيسمى “كسر مشترك.” ومن الواضح أن الأعطال والمفاصل تعتبر هياكل ثانوية، أي أنها أصغر سنا من الصخور التي تتقاطع معها، ولكن قد يكون عمرها قريبا جدا منها. وتتشكل العديد من المفاصل في الصخور البركانية .
تعريف الفوالق
الكسر هو تشقق في صخور قشرة الأرض، يحدث بسبب القوى الانضغاطية أو التوترية التي تسبب انزياح الصخور على جانبي الكسر بشكل متعاكس. يمتد طول الكسور من عدة سنتيمترات إلى عدة مئات من الكيلومترات، وبالمثل يمكن أن يتراوح الانزياح من أقل من سنتيمتر واحد إلى عدة مئات من الكيلومترات على طول سطح الكسر (مستوى الصدع). وفي بعض الحالات، يتم توزيع الحركة على منطقة الكسر التي تتألف من العديد من الكسور الفردية، والتي تشكل حزاما بعرض مئات الأمتار. يختلف التوزيع الجغرافي للكسور، حيث توجد مناطق كبيرة لا تحتوي على أي كسور تقريبا، وهناك مناطق أخرى مقسمة بكسور غير محدودة.
أنواع الفوالق
تصنف الفوالق على ثلاث مجموعات :
- فوالق عادية : يتم تفكيك كتل الأرض ومتابعة سحب الجاذبية الطبيعية ، وينزلق كتلة واحدة إلى الأسفل ، مكونة بذلك الجرف الصاعد المكشوف الذي يعرف باسم جرف الصدع .
- فوالق عكسية (أو دفع ): تتحرك كتل الصدع باتجاه بعضها البعض، في الاتجاه المعاكس للاتجاه الطبيعي، حيث ترتفع كتلة واحدة لتتداخل مع الأخرى .
- فوالق الانزلاق الضارب : الكتل تتخطى بعضها البعض في حركة أفقية ، مثال على ذلك صدع سان أندرياس في كاليفورنيا ، يبلغ طوله حوالي 960 كم ، على هامش لوحة المحيط الهادئ ، وصفيحة أمريكا الشمالية ، خلال زلزال 1906 الذي دمر مدينة سان فرانسيسكو ، تحرك الصدع 6 أمتار ، ومعظم العيوب هي مزيج من أنواع الأخطاء .
الفوالق عادية
تتحرك العيوب العادية بحركة عمودية، حيث يتحرك الحائط المعلق إلى الأسفل بالنسبة لجدار القدم على طول انفصال الشق، وتنشأ الشقوق الطبيعية نتيجة لقوى التوتر في القشرة، وتحدث العيوب الطبيعية وقوى الشد عادة عند حدود الصفائح المتباينة، حيث يتم شد القشرة بواسطة ضغوط الشد، ومن أمثلة العيوب العادية في ولاية يوتا صدع واساتش وصدع الإعصار والأعطال الأخرى التي تحيط بالوديان في مقاطعة باسين آند رين .
في الوشاح، الحوض، والسلسلة، لا تستمر العيوب العادية في الظهور، وذلك لأن الصدع الطبيعي يميل إلى الانخفاض مع العمق، مما يؤدي إلى ضحولة زاوية الصدع وتصبح أكثر أفقية كلما تعمق، وتحدث هذه الانخفاضات المتناقصة عندما تحدث كميات كبيرة من الامتداد على طول عيوب عادية منخفضة الزاوية للغاية، وتعرف باسم أخطاء الانفصال، وتظهر الصدوع الطبيعية للحوض والسلسلة، الناتجة عن التوتر في القشرة، وكأنها صدوع انفصال في أعماق أكبر .
الفوالق العكسية
تتسبب القوى الانضغاطية في تحريك الجدار المعلق باتجاه الأعلى بالنسبة لجدار القدم في الخطأ الانعكاسي، ويحدث خطأ الدفع العكسي عندما يكون مستوى الصدع أقل من 45 درجة، وتحمل صدوع الاندفاع صخوراً أقدم من الصخور الأصغر، ويمكن أن يتسبب في تكرار وحدات صخرية في السجل الطبقي .
تخلق حدود الصفائح المتقاربة مع مناطق الاندساس نوعًا خاصًا من الصدع “العكسي” ، يسمى صدعًا ضخمًا ، حيث تتجه قشرة المحيطات الأكثر كثافة إلى أسفل تحت القشرة العلوية الأقل كثافة ، تتسبب الصدوع العملاقة في حدوث أكبر الزلازل التي تم قياسها حتى الآن ، وتتسبب عادة في دمار هائل وتسونامي .
فوالق الانزلاق
تتميز أخطاء الانزلاق الضاربة بحركة جانبية من جانب إلى آخر، وترتبط عادة بحدود لوحة التحويل، وتحدث في مناطق الصدع التي تمتد عبر التلال في وسط المحيط. في هذا النوع من الانزلاق، لا تتحرك كتل الصدع عموديا بالنسبة لبعضها البعض بحيث تصعد أو تنزل، بل تتحرك جانبيا متوازية. يتم تحديد اتجاه الانزلاق الضارب بواسطة مراقب يقف على جانب الصدع، فإذا انتقلت الكتلة الموجودة على الجانب المقابل للصدع نحو اليسار بالنسبة للمراقب، يعرف هذا بالحركة الخطية. وإذا انتقلت الكتلة المقابلة بشكل صحيح، فإنها تعتبر حركة ديكسترالية .
هياكل الأعطال والخطأ
تشمل منتجات التصدع والحركات التفاضلية على طول الكسور في صخور القشرة القارية والمحيطية، صدوعا تتفاوت في الطول وحجم الإزاحة. تظهر هذه الصدوع إزاحات بحجم سنتيمتر واحد (1 سم = 0.4 بوصة) أو أقل في الهياكل الصغيرة المرئية في عينات اليد. وبالمقابل، تحتوي الفواصل القشرية الطويلة والمستمرة على انقسامات تمتد مئات الكيلومترات (1 كم = 0.6 ميل) في الطول وتمتص نزوحا بحجم عشرات أو مئات الكيلومترات. تتواجد عيوب صغيرة في الصخور المشوهة بالمقياس المجهري، وعلى الرغم من ذلك، فإنها عموما يتم تجاهلها أو عدم التعرف عليها في معظم الدراسات الجيولوجية. وبدلا من ذلك، عندما تتداخل الطبقات الصخرية بشكل منهجي مع الأجسام الصخرية على شكل مجموعات من الكسور المستوية شبه المتوازية المتقاربة جدا، يتم التعرف عليها وتفسيرها على أنها نوع من الانقسام الذي يسمح بتدفق الجسم الصخري. يعرف الكسور التي لا تحتوي على إزاحة مرئية بالمفاصل، وتشمل هذه المفاصل القص، وتتشكل عن طريق التصدع والحركة غير المحسوسة لجدران الكسور الموازية لأسطح الكسر، ومفاصل التوتر التي تكونت عن طريق إزاحة غير ملحوظة أو بالكاد مرئية لجدران الكسور بشكل عمودي على أسطح الكسر، وتعرف الكسور الكبيرة التي تحتوي على فتحات تمدد كبيرة (متر أو أكثر) وتكون متعامدة على أسطح الكسر باسم الشقو .