1.3.2 Střižné zóny

Střižné zóny jsou nejvýznamnější strukturní prvky a představují deformační značky v orogenních pásmech. Jsou to místa přednostní akomodace deformace a relativního pohybu mezi bloky zemské kůry ve fanerozoických i proterozoických orogenech. Většina publikované literatury o střižných zónách se zabývá metodami a interpretacemi odvozenými převážně z příkladů v terénu nízké kvality. Naproti tomu horniny vysokého stupně jsou tradičně hojně studovány z hlediska metamorfní petrologie a geochemie, méně často však ze strukturního hlediska. Hlavním důvodem je obtížná interpretace složitých strukturních geometrií prostředí vyšších stupňů hornin. Mnozí badatelé se pokoušeli o jejich analýzu prostou extrapolací studií v horninách nižšího stupně na horniny vyššího stupně, což však může vést k chybným interpretacím.

Shear zóny jsou podle jednoduché definice mnohem silněji deformované než okolní horniny. Střižná zóna je rovinná zóna soustředěné deformace, která sama o sobě nebo ve spojení s jinými zónami pomáhá pojmout nebo zcela pojme vnucenou regionální nebo lokální míru deformace přesahující pevnost zemské horniny. Pokud způsob deformace probíhá převážně tlakem nebo roztažením, označuje se jako čistý smyk (také koaxiální deformace), a pokud deformace probíhá tangenciálními (stěnovými rovnoběžnými) posuny, nazývá se prostý smyk (také nekoaxiální deformace). Pokud se deformace smykové zóny skládá z obojího, pak se jedná o obecný smyk. Transpresní a transtenzní deformace jsou výsledkem takové složky čistého smyku spolu s prostým smykem v zóně deformace. Tradičně se termín smyková zóna připisoval pouze pro označení duktilních smykových zón, aby se odlišil od čistých poruch. Termín smyková zóna, jak jej používá Ramsay (1980), však zahrnuje jak čistě řezané zlomy, tak duktální smykové zóny.

Smykové zóny vymezují hlavní hranice hluboce erodovaných orogenních pásem i zóny intenzivnější deformace v nich. Posuny podél střižných zón mohou být ponorného, šikmého nebo příčného typu. Povaha těchto ohraničujících smykových zón je užitečná při omezování kinematického vývoje velmi složitých orogenních pásem. Tyto údaje by se staly výchozím bodem při modelování tektonických procesů, které formovaly panerozoické i proterozoické orogenní pásy. Povaha, geometrie a další kinematické analýzy střižných zón nezávisle omezují vzájemné vztahy mezi orogenními segmenty. To by v kombinaci s dostupnými geochronologickými údaji výrazně zlepšilo naše chápání proterozoických orogenních procesů. Je pravděpodobné, že ve vývoji proterozoických orogenních pásem dominovaly velké horizontální posuny. K posunům obvykle dochází podél hlavních střižných zón, které spojují deformace ve středních a spodních úrovních zemské kůry s deformacemi ve vysoko položených předpolních tahových pásech (Daly, 1988). Úroveň eroze ve většině proterozoických orogenních pásem má za následek rozsáhlé obnažení střižných gnejsů a běžnou absenci předpolních tahových pásem.

Střižné zóny jsou velmi významné v několika ohledech: (1) jsou hlavními cíli pro průzkum nerostných surovin, protože mineralizace je běžně spojena se specifickými geometrickými rysy, jako jsou ohyby a průniky; (2) jsou místy velmi velkých deformací a nabízejí jedny z nejsilnějších nástrojů k odhalení složitých deformačních rysů zemské kůry; (3) smykové zóny jsou také místy výskytu vyvřelých intruzí, jako jsou alkalické horniny, žulové plutony a anortozity; (4) jsou jedinými propustnými cestami pro rozsáhlou kontinentální kůru a fungují jako účinné kanály pro tekutiny během aktivní deformace; (5) často se stávají potenciálně nebezpečnými místy kvůli zvýšené koncentraci plynného radonu v půdě, která někdy souvisí s koncentrací uranu. Možná korelace mezi střižnou zónou a obsahem U-Th naznačuje postupný nárůst obohacení U s deformací a pásy rozsáhlé mylonitizace, opakované reaktivace a chemického přenosu.

Podle Ramsaye (1980) lze střižné zóny klasifikovat do tří typů: (1) křehké smykové zóny, v nichž tangenciální (stěnově paralelní) posun probíhá podél křehkých zlomů a stěnové horniny zůstávají nenapjaté, (2) křehce-duktilní smykové zóny, v nichž je tangenciální pohyb podél zóny spojen jak s duktilní deformací, tak s křehkým zlomem, a (3) duktilní smykové zóny, kde je tangenciální pohyb spojen pouze s duktilní deformací. Křehké smykové zóny nebo zóny zlomů jsou zvláštní odrůdou smykových zón, kde existuje zřetelná diskontinuita mezi stranami zóny a boční stěny jsou téměř nenapjaté nebo nanejvýš zlomové. Takovým zlomovým zónám se obecně přisuzuje křehké porušení řízené mezními elastickými vlastnostmi horniny pod orogenním napětím. Převažují ve vyšších a středních úrovních zemské kůry na rozdíl od vysoce duktilních smykových zón v hlubokých úrovních zemské kůry. Úzká křehká střižná zóna tvořená diskrétními strike-slip poruchami se může v hlubších úrovních kůry rozšiřovat a nabývat podoby široké duktilní střižné zóny v hlubinách spodní kůry a svrchního pláště. Studium vývoje struktury zlomů v křehkých střižných zónách napomáhá správné kinematické analýze vícenásobně deformovaných střižných zón. Křehké smykové zóny jsou charakterizovány především výskytem kataklasitů a žlábků. Kataklasit postrádá foliaci a skládá se z úhlových klastů v jemnozrnné matrici, která se skládá z nově vyvinutých minerálů, především bílé slídy, chloritu a/nebo kalcitu. Pro kataklasity se používá podobná klasifikace jako u mylonitů. Ten může po počáteční kataklazitě rovněž gradovat do mylonitu. Žuly jsou nesoudržné zlomové horniny, které vznikají v důsledku mělkých úrovňových pohybů v zóně často se slabou foliací. Bývají omezeny na úzké zóny, často uvnitř širších mylonitových nebo kataklastických zón.

Křehce-duktilní smykové zóny jsou obvykle spojeny s určitou duktilní deformací ve stěnách, které vykazují trvalou deformaci na vzdálenost až 10 m na obě strany od roviny zlomu. Existuje možnost, že duktilní část deformační historie se vytvořila v jiném čase než zlomová diskontinuita. Dalším typem křehce-duktilní smykové zóny je extenční porucha. Deformační zóna vykazuje en-echelonovou soustavu rozšiřujících se otvorů, zpravidla vyplněných vláknitým krystalickým materiálem. Otvory obvykle svírají se smykovou zónou úhel 45 stupňů nebo více a někdy mají sigmoidální tvar.

Duktilní deformace dominuje a akomoduje se především v podobě duktilních smykových zón ve spodní kůře a svrchním plášti, který tvoří základ litosféry s metamorfními podmínkami vyššího stupně. Duktilní střižné zóny jsou běžně popisovány z rozsáhlých oblastí vysokostupňových terranů spojených s proterozoickými orogeny po celé zeměkouli. Tyto zóny jsou důležité při tektonických rekonstrukcích jako zdroj informací o relativním pohybu velkých bloků zemské kůry nebo desek v geologické minulosti. Vysokostupňové terrany, které vznikly za vysokých tlaků (8-10 kbar) a teplotních podmínek (700-1000 °C) existujících v hlubších orogenech zemské kůry. Duktilní střižné zóny vzniklé v podmínkách vysokého stupně zůstávají aktivní trvale nebo přerušovaně během několika epizod tektonické aktivity. V důsledku toho lze superpozici mladších křehce-duktilních a křehkých deformací identifikovat i v dřívější zóně duktilního prostředí. K rozlišení polyfázových deformací a jejich příslušných tkanin je nutná pečlivá analýza, aby bylo možné odvodit odpovídající deformační fáze.

Duktilní smykové zóny jsou typicky charakterizovány vývojem mylonitických tkanin. Například v granitickém materiálu jsou tkaniny dobře definovány v podobě těsně od sebe vzdálených foliací střídajícími se vrstvami rekrystalizovaných křemenných zrn, mléčných pásků jemnozrnných rekrystalizovaných živců a jemných deskovitých biotitů. Povrchy foliace obsahují velmi silnou lineaci (protahující se lineace) definovanou prodloužením (a/nebo boudinací) minerálů, jako jsou rohovce, slídy, křemen, živce atd. a také minerální agregáty. S-C mylonity jsou velmi časté, což svědčí o nekoaxiální deformační historii. Velikost deformace je velmi proměnlivá, což vede k výskytu mylonitových sérií (proto- až ultramylonit). Typická je retrogrese, zmenšování velikosti zrn, vývoj nových zrnitých přírůstků, zejména biotitu, kyanitu, staurolitu a muskovitu

.