Tektonika to dział geologii zajmujący się budową i odkształceniami mas skalnych oraz przyczynami tych odkształceń.
Znane są różne przyczyny odkształceń:
Endogeniczne, czyli spowodowane naciskami których źródło występuje w szeroko rozumianym wnętrzu ziemi.
Grawitacyjne (tektonika spływowa, izostazja, różnice gęstości)
Egzogeniczne, czyli zewnętrzne, które mogą być spowodowane ługowaniem skał (zjawiska krasowe), płynięciem potoku lawy, czy też płynięciem lodowca (glacitektonika). Przykładem glacitektoniki jest morena spiętrzona.
Z punktu widzenia stylu odkształceń wyróżniamy tektonikę fałdową oraz tektonikę blokową.
Tektonikę fałdową stanowią równoległe do siebie fałdy widoczne na mapie w formie powtarzających się pasów i jest to rodzaj odkształceń ciągłych. Fałdy są równoległe bo powstają w wyniku kompresji czyli ściskania, a wektory ściskania są zawsze skierowane do siebie.
Podstawą tektoniki blokowej są uskoki, często nałożone na tektonikę fałdową. Uskoki stanowią rodzaj odkształceń nieciągłych.
Sekwencja warstw skalnych nachylona w jednym kierunku i pod stałym kątem nazwana jest monokliną. Patrząc z góry mamy mniej więcej równoległe do siebie pasy. Zazwyczaj młodsze skały będą się pojawiać na monoklinie w kierunku upadu.
Fleksura to odkształcenie ciągłe polegające na wygięciu warstw w formie dwóch przegubów. W kierunku zapadania skały są młodsze.
Fold czyli fałd- polega na wygięciu warstw w formie wypukłej ku górze, którą nazywamy antykliną oraz wklęsłej ku górze, którą nazywamy synkliną. Główne elementy fałdu to skrzydła synkliny i antykliny (limes/flanks), przegub (hinge), czyli odcinek o największej krzywiźnie - synklinalny i antyklinalny, oraz oś fałdu (axis) czyli linia biegnąca po grzbiecie przegubu.
Antyklina- najstarsze skały w obrębie antykliny to jądro antykliny. Na mapie będą utwory starsze ogrodzone po dwóch stronach osadami młodszymi.
Z kolei najmłodsze utwory w obrębie synkliny to jądro synkliny. Na mapie utwory młodsze będą otoczone przez utwory starsze.
Linia łącząca przeguby fałdu to płaszczyzna osiowa.
Oś fałdów ulega zazwyczaj zanurzaniu lub wynurzaniu. Zjawisko to nazywamy undulacją osi. Podniesienie osi to elewacja, a zanurzenie to depresja.
Budowa fałdowa nie ma bezpośredniego przełożenia na morfologię. Zależy bowiem również od odporności skał na erozję.
Fałdy zazwyczaj nie mają symetrycznego układu. Kąty zapadania poszczególnych skrzydeł fałdu są różne. Kierunek pochylenia fałdu, inaczej kierunek od skrzydła mniej stromego (dłuższego) do skrzydła bardziej stromego (stromego) nazywamy wergencją fałdu. Określamy ją stronami świata.
Wyróżniamy fałd obalony, leżący i z zanurzonym czołem.
Fałd obalony – gdy oba skrzydła zapadają w jednym kierunku, podobnie jak powierzchnia osiowa.
Skrzydło, którego starsze warstwy (niezgodnie z zasadą superpozycji, zalegają na młodszych, nazywa się skrzydłem odwróconym lub śródfałdziem.
W fałdzie z zanurzonym czołem układ warstw zanurzenia skrzydła tworzy fałszywą synklinę.
Fałd wachlarzowy- skrzydła zbiegają się ku sobie (ku wewnętrznym partiom jądra).
Fałd skrzynkowy (kuferkowy)- synkliny i antykliny mają mniej więcej plaski grzbiet. Synklina (antyklina) posiada dwa przeguby
Brachyantyklina (synklina)- antyklina/synklina o łagodnie zapadających skrzydłach i osi wynurzającej się lub zanurzającej się w obu kierunkach (wybrzuszenie)
Uskok (ang. Foult ) to struktura powstała przez przerwanie ciągłości skał i przemieszczenie rozpojonych części wzdłuż powierzchni uskokowej. Dwa wzajemnie przemieszczone bloki stanowią skrzydła uskoku. Wyróżniamy skrzydło wiszące i skrzydło zrzucone. Pojęcia te dotyczą względnych przemieszczeń obu skrzydeł. Zasadnicze elementy uskoku to skrzydło wiszące (sw), skrzydło zrzucone (sz), rozstęp pionowy i rozstęp poziomy, ślizg czyli rozstęp mierzony po powierzchni uskoku, amplituda uskoku, powierzchnia uskoku, upad powierzchni uskoku, kąt rozstępu uskoku.
Gdy kąt upadu powierzchni uskokowej jest większy niż 45 stopni, mówimy o uskoku stromym. Gdy jest mniejszy od 45 stopni mówimy o uskoku połogim.
Pod względem kierunku ruchu mas skalnych względem powierzchni uskokowej są wyróżniane uskok normalny (normal foult). Wówczas powierzchnia uskokowa jest nachylona w stronę skrzydła zrzuconego. Ten typ jest typowy dla stref rozciągania (tensji). Uskok ten nazywamy też grawitacyjnym.
Uskok odwrócony, inaczej inwersyjny. Powierzchnia uskokowa zapada w stronę skrzydła wiszącego. Ten typ uskoku powstaje w warunkach kompresji.
Uskok progowy- powierzchnia uskokowa jest skierowana pionowo.
Kolejna grupa uskoków to uskoki przesuwcze (strike slip foult). W typ wypadku ruch jest równoległy do liniii biegu powierzchni uskokowej. Wyróżniamy uskoki przesuwcze prawo i lewoskrętne.
Uskoki zrzutowo- przesuwcze. Występują gdy jeden z bloków przesuwa się w pionowie i poziomie. Może być normalno, inwersyjno, pionowoprzesuwczy.
Uskok rotacyjny- dwa główne typy to uskok zawiasowy (przemieszczenie obu skrzydeł zaczyna się od osi rotacji) i uskok nożycowy (gdy po jednej stronie osi rotacji skrzydło ma charakter wiszący, to jednocześnie po drugiej stronie ma charakter skrzydła zrzuconego).
Uskok homotetyczny- w tym wypadku powierzchnia uskokowa zapada w tym samym kierunku, co warstwy lub foliacje skał. Przeciwieństwem uskoku homotetycznego jest uskok antytetyczny. Powierzchnia uskoku zapada wówczas powierzchnia uskoku zapada przeciwnie do warstwowania lub foliacji.
Lustro tektoniczne- w pobliżu powierzchni uskokowej skały są zazwyczaj albo wyślizgane – mówimy wtedy o lustrze tektonicznym (gładkie powierzchnie między zadziorami) albo pokruszone (postają brekcję tektoniczne (kataklazyty) i mylonity (zmielone kataklazy).
Uskoki można rozpoznawać za pomocą fal sejsmicznych. W miejscach kontaktu wzrast obserwujemy spadek prędkości fal sejsmicznych.
Jednostki tektoniczne wyznaczone przez uskoki:
Bloki schodowe- system przynajmniej trzech bloków, z których każdy stanowi skrzydło wiszące lub zrzucone.
Zrąb (horst) to blok wyniesiony względem dwóch sąsiednich bloków zrzuconych.
Rów- blok centralny zrzucony względem dwóch bloków wyniesionych. 1
Podczas fałdowania poszczególne warstwy skał mogą ulec spękaniom poprzecznym do pierwotnego warstwowania. Taki rodzaj spękań nazywamy kliważem.
Kliważ jest przeciwieństwem łupkowania, które powstaje w wyniku kompakcji. Złupkowanie jest równoległe do pierwotnego warstwowania/laminacji.
Jednostki tektoniczne wyższego rzędu:
Płaszczowiny- duże fałdy obalone, które zostają rozerwane, a ich górna część jest nasunięta na przedpole (na ogół młodsze od najstarszych warstw płaszczowiny). Nasunięcia te dochodzą do odległości kilkudziesięciu kilometrów. Proces odbywa się w czasie geologicznym, czyli powoli. Proceswowi temu towarzyszy zatem erozja, a więc tylko fragmenty nasywanych osadów zostają zachowane. Zjawiska te dotyczą płaszczowin z przefałdowania. Wtórne fałdowania powstające na grzbietach płaszczowin to tak zwane dygitacje.
Drugi typ płaszczowin, to tak zwane płaszczowiny z odkucia, czyli oderwania od podłoża, wynikające z różnic sztywności. Może się odbywać, gdy mamy do czynienia z osadem o krystalicznym podłożu. Z jednej strony musi być nacisk, a z drugiej strony mamy warstwę skał ilastych, po których płaszczowina z odkucia może latwo się przemieszczać.
Pałaszczowina ze ścinanania (oddziaływanie dwóch przeciwnie działających sił do siebie równoległych, nie leżacych na tej samej linii). Linia podziału jest prosta w odróżnieniu od krzywej linii podziału przy płaszczowinach z odkucia.
Miejsca zachowanych płazowin (niezerodowanych) to czapki tektoniczne). Miejsca, gdzi e w obrębie płaszczowin, odsłonięte zostały skały podłoża, to okna tektoniczne.
Podłożem płaszczowin może być tak zwany autochton, czyli skały nieprzemieszczone z miejsca, w którym powtały, para autochton, czyli masy przemieszczone na niewielką odległośc od miejsca powstania lub allochton czyli fragmenty innych płaszczowin.
Tektonika solna – pod pojęciem tektoniki solnej rozumiemy deformacje powstałe pod wpływem skał solnych. Powodem specyfiki tektoniki solnej są :
Mała gęstość skał solnych, to znaczy mniejsza o średnio 15% od gęstości innych skał osadowych. Średnia gęstość soli wynosi 2,2 g/cm3. Średnia gęstość osadu to 2,5 g/cm3.
Wysoka plastyczność i związana z tym zdolność do płynięcia plastyczno lepkiego.
Własność pierwsza sprawia, że sole przykryte skałami o większej gęstości tworzą wraz z nimi układ niestateczny (efekt łóżka wodnego).
Własność druga umożliwia migrację soli nawet niewielkimi szczelinami.
Ponadto plastyczność soli wzrasta ze wzrostem temperatury. Wszystkie te czynniki są powodem samoczynnych deformacji solnych, które nazywamy halokinezą. Halokineza jest w dużym stopniu wywoływana bocznymi naciskami, czyli stresem. Efektem halokinezy są wysady solne (diapiry), poduszki solne i wały solne. Partie stropowe diapirów mogą podlegać oddziaływaniu wód podziemnych, które je rozpuszczają. W wyniku ługowania strop diapiru tworzy eluwium złożone ze składników trudniej rozpuszczalnych (gips, anhydryt, wapień, dolomit). Składniki te tworzą czapę gipsową wysadu. Kopalnia soli w Kłodawie oraz w Inowrocłąwiu bazzują na takich wysadach solnych.
Przerwa w ciągłości sedymentacji zaznaczająca się w profilu brakiem osadów to hiatus inaczej luka. Hiatus możemy rozpoznać przez obecność niezgodności. Mamy 5 rodzajów niezgodności:
Erozyjną (disconfomities)- typ powstaje w wyniku erozji
Kątowa (angular unconformity)- warstwy zalegają pod odmiennym kątem. 2
Przekraczająca- coraz młodsze skały mają coraz większy zasięg
Penakordancja (prawie zgodność)- warstwy zalegają pod tym samym kątem ale brakuje jakiejś warstwy reprezentującej pewien przedział czasu.
Noncomformity- skały osadowe położone są na krystaliniku
Jeżeli jakiś zespół warstw ma wspólną historię geologiczną to wówczas poszczególne składowe tego zespołu są do siebie „równoległe”. Poszczególne piętra to zespół warstw leżących równoległe do siebie.
Jednostki geologiczne Polski: Monoklina przedsudecka, synklinorium szczecińsko- krakowskie, antyklinorium łódzkie, niecka Brzeźna, Góry Świętokrzyskie, wysady solne z Permu.