A feszültségtérben a főfeszültségek (90. ábra) irányára merőleges síkokban nem, az ezektől eltérő irányokban viszont ébrednek nyíróerők. Azon sík(ok) mentén, ahol a nyírófeszültség értéke először meghaladja a törési határ értékét, a kőzet eltörik.. A kísérletek és a természetben tapasztaltak alapján a törési felületek leggyakrabban a legnagyobb főfeszültség tengelyével 30°-os szöget zárnak be.

Ha a töréssel kialakuló hajszálrepedés mentén nincs, vagy nem észlelhető elmozdulás,akkor a felületet diaklázisnak vagy litoklázisnak nevezzük. A nyírófeszültség általában elmozdulást is okoz. Az elmozdulások a főfeszültség-irányok térbeli helyzete szerint három csoportba sorolhatók (91. ábra).

91. ábra. A törésfajták és a feszültségtér összefüggései Csontos 1998 nyomán. σ jelöli a főfeszültség-irányokat. A kék nyíl a rövidülés, a sárga a tágulás, a piros az elmozdulás irányát mutatja. A rövidülés párhuzamos a legnagyobb (σ1), a tágulás a legkisebb (σ3) főfeszültség irányával. Normál elvetés következik be, ha a legnagyobb főfeszültség függőleges. Ezt a helyzetet mutatja be ábránk és a 92. ábra ’a’ részlete. Ha az ábrázolt blokkot a főfeszültségtengelyekkel együtt a barna nyíl szerint 90 fokkal elfordítjuk, akkor a legnagyobb (σ1) és a legkisebb (σ3) főfeszültség vektora vízszintes lesz. Ekkor a piros nyilak vízszintesek lesznek, azaz oldaleltolódást (92. ábra, ’b’ és ’c’ részlet) jeleznek. Ebben az esetben a J-vel jelölt elmozdulás jobbos, a B-vel jelölt balos (ld. 92. ábra). Ha a legkisebb főfeszültség (σ3) függőleges (ld. a jobb oldali ábrát, amely helyzet akkor áll elő, ha a kiindulási tömbünket a zöld nyíl szerint billentjük 90 fokkal), akkor feltolódás következik be (92. ábra, ’d’ részlet).

Az elmozdulások az elvetés módja szerint öt fő csoportba sorolhatók (92. ábra). A természetben végtelen az átmenetek száma. Ilyen átmenet a 92. ábra f) részlete, amely a feltolódás és a balos eltolódás kombinációja.

92. ábra. A nyírási felületek osztályozása az elvetés alapján, Henry (1983) nyomán. Normál vetőnek (vagy egyszerűen csak vetőnek) nevezzük a törési sík feletti kőzettest lefelé mozdulását (a). Ha a kőzetblokkok egymáshoz képest vízszintesen mozdulnak el, oldaleltolódásról, egyszerűbben eltolódásról beszélünk. Ennek két fő fajtáját különböztetjük meg: balos, ha a szemközti térfél relatíve balra (b részlet) és jobbos, ha jobbra (c részlet) mozdult el. Ha az elmozdulási sík feletti kőzettest fölfelé mozdul, feltolódásnak nevezzük (d). Ollós vagy forgató a vető, ha a törési síkra közel merőleges tengely mentén forgó mozgást végez a kőzettérfél (e). Ekkor a forgástengely egyik oldalán normál vetőt, a másik oldalán feltolódást észlelünk. A természetben a főfeszültségirányok ritkán fekszenek pontosan a függőleges és a vízszintes síkban, ezért az elmozdulások jellemzően a fenti típuspéldák kevert változatai. Ilyet mutat be az ábra ’f’ részlete, amely egy balos feltolódást ábrázol

A gyakorlatban nem könnyű eldönteni, hogy egy sík mentén milyen elmozdulás történt. Szerencsés esetben a törés két oldalán azonosítani tudjuk az elvetett rétegeket, így segítségükkel meghatározhatjuk az elmozdulás irányát és mértékét. Szerencsés esetben a törési felületen megmaradt karcok és barázdák segítenek az elmozdulás irányának meghatározásában. Az elmozdulási felületeken mért karcokat sztereogramon ábrázoljuk (93. ábra). A törési felszín egyenetlenségei olyan szerkezeteket eredményeznek, amelyekből a relatív elmozdulási irány is kiolvasható (94. ábra).

93. ábra. A szerkezetföldtani adatokat (réteglap, törési felszín) sztereografikus projekcióval ábrázoljuk. A szerkesztés menetét mutatja be az ábrasor. Több program hozzáférhető az interneten, amely adatainkból megszerkeszti a sztereogramot.

94. ábra. Az elmozdulás irányát jelölő karcok gránit törési felületén. A felszín lépcsős szakadólapjai arra utalnak, hogy a szemben lévő, a törés síkja feletti térfél mozdult jobbra, fölfelé. Tehát ez az elmozdulás feltolódás, gyenge jobbos eltolódási összetevővel

Normál vető a legnagyobb főfeszültség közel függőleges helyzete esetén keletkezik (91. ábra). A természetben jellemzően 30° és 60° közötti a dőlésszögük. Merev kőzettestekben a vetők szintetikusak (egyező dőlésirányúak) vagy antitetikusak (ellentétes dőlésirányúak). Az árok-sasbérc szerkezet elkülönült blokkjaiban a rétegdőlés azonos marad. Az eltérő rétegdőlésű blokkokat forgató vetők tagolják. A lefelé ellaposodó vetőket lisztrikus vetőnek nevezzük (95. ábra).

A normál vetők sajátja, hogy ha átfúrjuk ezeket, a rétegsorban hiányt, rétegkimaradást észlelhetünk.

95. ábra. A vetők legfontosabb típusai. A fúrási rétegsorok szemléltetik a vetőkre jellemző rétegkimaradást

Ha a legkisebb főfeszültség iránya függőleges, akkor törés után ebben az irányban térnek ki a kőzettestek, vagyis feltolódás következik be (91. ábra). Általában laposabbak a normál vetősíkoknál, jellemző dőlésszögük 30° körüli. A lapos szögűeket rátolódásként is említik. A feltolódási sorozatokat pikkelyszerkezetnek vagy zsindelyszerkezetnek nevezzük (96. ábra). Mivel kompressziós szerkezetek, gyakran kapcsolódik hozzájuk redőződés. A leggyakoribb típusokat a 97. ábra szemlélteti.

A feltolódások a rétegsorban rétegismétlődéssel járnak.

96. ábra. A Villányi-hegység pikkelyszerkezete kelet felől ábrázolt tömbszelvényben. A lila triász, a kék jura, a zöld szín kréta képződményeket jelöl. A szelvényből kiolvasható, hogy a feltolódások kialakulása megelőzte a sárgával jelölt miocén – holocén üledéksor lerakódását. A felszínt a Google Earth képanyagából vettük át

97. ábra. A feltolódások következtében kialakuló szerkezetek. A feltolódásokhoz kapcsolódó rétegismétlődést a fúrások rétegsora szemlélteti

Ollós vagy forgató a vető, ha ugyanazon sík mentén normál vetős és feltolódásos elmozdulás is történt, az egyik kőzettérfél forgó mozgása következtében (92. ábra).

Ha a legnagyobb és a legkisebb főfeszültség is vízszintes, akkor a törés mentén oldalelmozdulás jön létre (91. ábra). Két fő típusa a jobbos és a balos eltolódás, aszerint, hogy a szemközti térfél balra, vagy jobbra mozdult el. Mivel az elmozdulás síkja általában egyenetlen, a csapásirányban nyomóerők vagy húzóerők ébrednek. Előbbi esetben torlódásos (push-up), utóbbiban húzásos (pull-apart) szerkezetek keletkeznek. Makrotektonikai méretekben az előbbi kiemelkedéssel jár, az utóbbi süllyedéssel keskeny üledékgyűjtő medence kifejlődését okozhatja (98. ábra).

98. ábra. Minthogy a törési felületek egyenetlenek, az eltolódások során torlódásos és húzásos zónák alakulnak ki. A torlódás kiemelkedést, a húzás süllyedést okoz. Az ábra olyan push-up és pull-apart szerkezetet mutat be, amelyeket egy jobbos eltolódás eredményezett

Az eltolódási övezetek meredek síkok sorozatából állnak, ún. virágszerkezetet alkotnak. Ha e síkok mentén főként feltolódásos összetevők jelentkeznek, akkor pozitív, ha vetős szerkezetek, akkor negatív virágszerkezetről beszélünk (99. ábra).

99. ábra. Pozitív virágszerkezet a Szent András–törés jobbos eltolódása mentén. (Függőlegesen nem arányos rajz, ezért a feltolódások a valóságosnál laposabbnak látszanak.) A felszínt a Google Earth képanyagából vettük át

A természetben előforduló törésrendszerek gyakran besorolhatók a Mohr- és a Riedel-rendszerbe. A Mohr-rendszer szimmetrikus törései ún. tiszta deformáció során (amikor nincs transzláció és elfordulás) keletkeznek, míg az egyszerű nyírás a Riedel-rendszer kialakulásához vezet (100. ábra, 101. ábra, 102. ábra).

100. ábra. Törésrendszerek elvi vázlata. Balra a tiszta deformáció esetében kialakuló Mohr-rendszer, jobbra az egyszerű nyírásra jellemző Riedel-törésrendszer (Csontos 1998 alapján)

101. ábra. Mohr-törésrendszerű kőzetrésrajok a Kantavári Formációban

102. ábra. Riedel-törésrendszer a Szársomlyói Mészkőben

A képlékeny alakváltozás mértékének térbeli arányai szerint deformációtípusokat különítünk el, amelyeket a Flinn-diagram szemléltet (103. ábra).

103. ábra. A deformáció jellemzői a Flinn-diagram alapján. A deformációs ellipszoid s1 tengelye a legnagyobb, az s3 a legkisebb nyúlás irányát jelöli. Hidrosztatikus nyomás esetében a változás értéke minden irányban azonos, így az ellipszoid gömb. A szürke hasábok azt szemléltetik, hogy a különféle deformáció során a fehér kockatest milyen alakváltozást szenved. Ha s1 értéke jelentősen nagyobb, mint s2 és s3 (barna mező), akkor rudas megjelenésű L-tektonitok keletkeznek, ha s3 értéke jóval kisebb, mint s1 és s2 (kék mező), akkor palás jellegű S-tektonitok képződnek. Az átmeneti formák a halványabb színekkel jelölt mezőkbe esnek

A deformáció külső tényezői között tárgyaltuk a deformáció sebességét. A kísérletek azt bizonyítják, hogy ha a deformáció lassú, akkor már kis feszültség is elegendő az alakváltozáshoz. Felszíni körülmények között nehéz elképzelni, hogy a rideg kőzetek, mint pl. a mészkő, hogyan képesek meggyűrődni (104. ábra). Mivel a hőmérséklet emelkedése is a képlékeny deformációt segíti elő, a nagy mélységben lejátszódó, lassú földtani folyamatok képlékeny, azaz folytonos deformációt eredményeznek.

104. ábra. Gyűrt mészkőrétegek a Déli-Alpokban. A kalapács egy antiform redőn fekszik, tőle jobbra szinform szerkezet látható

A redők első megközelítésben két csoportba sorolhatók. A szinform redőkben a rétegek teknőszerűen követik egymást, az antiform redők boltozatot alkotnak (104. ábra). Ha a rétegek a redőtengelytől távolodva fiatalodnak, akkor antiklinális a szerkezet, ha a redőtengely irányába fiatalodnak, akkor szinklinális (105. ábra). Átbuktatott rétegsorban előfordulhat antiform szinklinális és szinform antiklinális is. (A gyakran megnyilvánuló téves elképzeléssel szemben a szinklinális szerkezetnek semmiféle „üledékgyűjtő” értelmezése nincs, az akár hegycsúcson is előfordulhat.)

105. ábra. A redők legfontosabb részei: a csuklóvonal, a csuklózóna, a redőtengely, a redőszárny és a tengelysík. Az ábrán látható szinform redő egyben szinklinális, mert a rétegek a tengelyirányban fiatalodnak; az antiform egyben antiklinális, mert a tengelytől távolodva fiatalodik a rétegsor. A felszínt a Google Earth képanyagából vettük át

A folytonos alakváltozás speciális esete a sótektonika. A sókőzetek, különösen a kősó, az anhidrit és a gipsz kristályaik transzlációjával (a kristálylapok menti elcsúszással) környezetüknél könnyebben deformálódnak (106. ábra, 107. ábra), ezért elvándorolnak keletkezési helyükről. A fedő kőzetek töréseit kihasználva, vagy azokat áttörve a kisebb nyomású helyek felé – többnyire fölfelé – türemkednek, sódiapírokat hoznak létre.

106. ábra. A nyugat-mecseki Hetvehelyi Formáció anhidrit-gipsz-agyagkő rétegsorának plasztikus deformációja a MÉV VII. szerkezetkutat fúrás fúrómagjaiban

107. ábra. Gyüredezett pliocén gipszrétegek (a rétegsor legfelső részén) Szicíliában

Palás szerkezet

A palás szerkezetet erőteljes irányítottság és a sík szerkezeti elemek dominanciája jellemzi. A palás kőzetek a palássági síkok mentén többnyire jó vagy kitűnő elválást mutatnak. Palásság általában a metamorf kőzetekre jellemző, amelyekben a nyomás hatására a nyomásirányra merőlegesen rendeződnek az egy irányban megnyúlt ásványok (többnyire a csillámok és az agyagásványok, valamint egyéb réteg- és láncszilikátok). A palásodás az esetek többségében gyűrődéssel párosul (108. ábra).

108. ábra A balatonfőkajári kvarcfillit (ordovícium–devon) gyűrt palás szerkezetű rétegei kihengerelt kvarcerekkel (Balatonfő)

A palásság iránya és a kőzet eredeti rétegződése többnyire eltér egymástól (harántpalásság), de esetenként – pl. agyagos üledékek jelentős rétegterhelés hatására kialakult palásodása esetén – a kettő egybe is eshet. A különböző fizikai tulajdonságú („kompetenciájú”) kőzetek eltérő módon palásodnak. A finomszemcsés (finomkristályos) kőzetek általában jobban palásodnak, a durvaszemcsés (durvakristályos) kőzetek kevésbé (109. ábra).

109. ábra Jól palásodott fillit (f) és alig palásodott metakonglomerátum (k) a cáki felső-jura–alsó-kréta rétegsorban (Kőszegi-hegység)

Takarók

A takarók olyan nagy kiterjedésű (néhány tíz vagy néhány száz négyzetkilométer nagyságú), több száz méter, de inkább több kilométer vastagságú kőzettestek, amelyek szerkezeti mozgások során eredeti helyüktől több kilométernyi távolságra kerültek. A takarókat alkotó kőzettestek (allochton) litológiai összetétele, metamorfizáltságának foka, kora stb. általában jelentősen eltér(het) az alattuk fekvő, eredeti helyzetben maradt, ún. autochton kőzetétől.

A takaróképződés egyik modellje a rámpa- illetve duplex-szerkezetek kialakulásán alapul (110. ábra). Térrövidülés hatására az inkompetens kőzeten (pl. agyag, evaporit) lenyesési felszín alakul ki, amelyen az allochton kőzettest elmozdul eredeti helyzetéből és ferde rámpa mentén fel- illetve áttolódik. Az egymásra tolódott rámpák fölött antiform jön létre, amely jelentős kéregvastagodást is eredményezhet.

110. ábra Feltolódásos rámpa (a), illetve duplex-szerkezet (b) kialakulásának modellje

A klasszikus nyugat-alpi takarókat szárnyaikon elnyírt, egymás fölött következő nagyméretű fekvőredők alkotják (112. ábra). Ezek a takarók többnyire metamorf kőzetekben alakulnak ki.

111.ábra Takaró, szirt és takaróablak kialakulása. Az átbuktatott felső (allochton) redőszárny a piros vonallal jelzett nyírási felszínen mozog az alsó (autochton) egység fölött, a piros nyíllal jelzett irányban.

112. ábra A kréta–eocén rétegekből álló átbuktatott aszimmetrikus redő fölötti takarót (a piros szaggatott vonal felett) triász dolomit és kristályos kőzetek alkotják a Piz d’Artagas csúcsán (Svájci-Alpok)