1.3.2 Shear Zones

A shear zónák a legjelentősebb szerkezeti jellemzők, és az orogén övek deformációs jeleit jelentik. Ezek a deformáció és a kéregtömbök közötti relatív mozgás preferált akkomodációs helyei mind a fanerozoikumban, mind a proterozoikumban előforduló orogénekben. A nyírási zónákról publikált szakirodalom többsége a főként alacsony színvonalú terepi példákból származó módszerekkel és értelmezésekkel foglalkozik. Ezzel szemben a nagyfokú kőzeteket hagyományosan kiterjedten tanulmányozták a metamorf petrológia és a geokémia szempontjából, de ritkábban szerkezeti szempontból. Ennek fő oka a magasabb fokú környezetek bonyolult szöveti geometriájának értelmezési nehézségei. Sok kutató az elemzésüket az alacsony fokú kőzetekben végzett vizsgálatok egyszerű extrapolálásával próbálta meg a magas fokú kőzetekre, ez azonban téves értelmezéseket eredményezhet.

A nyírási zónák egyszerű definíció szerint sokkal erősebben deformálódnak, mint a környező kőzetek. A nyírási zóna a koncentrált deformáció olyan síkbeli zónája, amely önmagában vagy más zónákkal együtt segít befogadni, vagy teljes egészében befogadja az ország kőzetének szilárdságát meghaladó, ráerőltetett regionális vagy helyi alakváltozási sebességet. Ha a deformáció módja túlnyomórészt összenyomás vagy nyúlás, akkor tiszta nyírásnak (más néven koaxiális deformációnak), ha pedig a deformáció érintőleges (falpárhuzamos) elmozdulásokkal történik, akkor egyszerű nyírásnak (más néven nem koaxiális deformációnak) nevezzük. Ha egy nyírási zóna alakváltozása mindkettőből áll, akkor általános nyírásról beszélünk. A transzpressziós és transzfeszültségi deformációk az egyszerű nyírás mellett a tiszta nyírás ilyen komponensének eredménye egy deformációs zónában. Hagyományosan a nyírási zóna kifejezést csak a duktilis nyírási zónák jelölésére tulajdonították, hogy megkülönböztessék őket a tiszta törésektől. A Ramsay (1980) által használt nyírási zóna kifejezés azonban magában foglalja mind a tisztán vágott töréseket, mind a duktilis nyírási zónákat.

A nyírási zónák határozzák meg a mélyen erodált orogén övek fő határait, valamint az azokon belüli intenzívebb deformáció zónáit. A nyírási zónák mentén az elmozdulás lehet dőlés-, ferde- vagy sztrájkcsúszás-típusú. Ezeknek a határoló nyírási zónáknak a természete hasznos a nagyon összetett orogén övek kinematikai fejlődésének korlátozásában. Ezek az adatok kiindulópontot jelentenének a panerozoikum és a proterozoikum orogén öveit kialakító tektonikai folyamatok modellezésében. A nyírási zónák jellege, geometriája és egyéb kinematikai elemzése önállóan korlátozza az orogén szakaszok közötti összefüggéseket. Ez a rendelkezésre álló geokronológiai adatokkal kombinálva nagymértékben javítaná a proterozoikum orogén folyamatainak megértését. Valószínű, hogy a proterozoikumi orogén övek fejlődését nagy vízszintes elmozdulások uralták. Az elmozdulások általában a fő nyírási zónák mentén következnek be, amelyek összekötik a középső és alsó kéregszintek deformációját a magasan fekvő előretolt tolóövek deformációjával (Daly, 1988). A legtöbb proterozoikumi orogén övben az erózió mértéke a nyírt gneiszek kiterjedt feltárását és az előretolt tolóövek gyakori hiányát eredményezi.

A nyírási zónák több szempontból is igen jelentősek: (1) ezek az ásványkincsek feltárásának elsődleges célpontjai, mivel az ásványosodás általában olyan különleges geometriai jellemzőkhöz kapcsolódik, mint a kanyarulatok és a metszetek; (2) ezek a nagyon nagy feszültségek helyszínei, és az egyik legerősebb eszközt kínálják a földkéreg összetett deformációs jellemzőinek feltárásához; (3) a nyírási zónák egyben az olyan vulkáni intrúziók, mint az alkáli kőzetek, gránitplutonok és anortozitok helyszínei is; (4) ezek a nagy kontinentális kéreg egyetlen áteresztő útvonalai, és az aktív deformáció során hatékony fluidumvezetékként működnek; (5) gyakran válnak potenciális veszélyforrásokká a talajban lévő radongáz fokozott koncentrációja miatt, amely néha összefügg az uránkoncentrációval. A nyírási zóna és az U-Th-tartalom közötti lehetséges korreláció az U-dúsulás fokozatos növekedésére utal a deformációval, valamint a kiterjedt mikonitizáció, az ismételt reaktiváció és a kémiai transzfer övezeteire.

Ramsay (1980) szerint a nyírási zónák három típusba sorolhatók: (1) rideg nyírási zónák, amelyekben az érintőleges (falpárhuzamos) elmozdulás rideg törések mentén megy végbe, és a fali kőzetek feszültségmentes maradnak, (2) rideg-duktilis nyírási zónák, amelyekben a zóna mentén az érintőleges mozgás duktilis deformációhoz és rideg töréshez egyaránt kapcsolódik, és (3) duktilis nyírási zónák, ahol az érintőleges mozgás csak duktilis deformációhoz kapcsolódik. A rideg nyírási zónák vagy törési zónák a nyírási zónák egy speciális fajtája, ahol a zóna oldalai között egyértelmű diszkontinuitás van, és az oldalfalak szinte feszültségmentes vagy legfeljebb breccsásak. Az ilyen törészónákat általában az orogén feszültség alatt álló kőzet korlátozó rugalmas tulajdonságai által vezérelt rideg töréses tönkremenetelnek tulajdonítják. Ezek a felső és középső kéregszintekben dominálnak, ellentétben a mély kéregszintek nagyfokú duktilis nyírási zónáival. A diszkrét csuszamlásos törésekből álló keskeny törékeny nyírási zóna a mélyebb kéregszinteken kiszélesedhet, és az alsó kéreg és a felső köpeny mélységeiben széles duktilis nyírási zóna formáját öltheti. A törésmintázat kialakulásának tanulmányozása a rideg nyírási zónákban segít a többszörösen deformált nyírási zónák helyes kinematikai elemzésében. A rideg nyírási zónákat elsősorban a kataklasztitok és a gócok előfordulása jellemzi. A kataklászitok nem rendelkeznek foliációval, és szögletes rögökből állnak egy finomszemcsés mátrixban, amely újonnan kialakult ásványokból, főként fehér csillámból, kloritból és/vagy kalcitból áll. A kataklasztitokra a mikonitoknál alkalmazott osztályozáshoz hasonló osztályozást alkalmaznak. Ez a kezdeti kataklászit után szintén átminősülhet mikonittá. A gúgok olyan inkohéziós töréskőzetek, amelyek egy gyakran gyenge foliációval rendelkező zóna sekély szintmozgásaiból származnak. Ezek általában keskeny zónákra korlátozódnak, gyakran szélesebb mylonit vagy kataklasztikus zónákon belül.

A rideg-ductilis nyírási zónák általában némi duktilis deformációval társulnak a falakban, amelyek a töréssík mindkét oldalán akár 10 m távolságban is állandó alakváltozást mutatnak. Lehetséges, hogy a deformáció történetének duktilis része a törésszakadás idejétől eltérő időpontban alakult ki. A rideg-duktilis nyírási zóna másik típusa a dilatációs tönkremenetel. A deformációs zóna a nyúlványnyílások en-echelon sorát mutatja, általában szálas kristályos anyaggal kitöltve. A nyílások általában 45 fokos vagy annál nagyobb szöget zárnak be a nyírási zónával, néha szigmoidális alakban.

A duktilis deformáció dominál, és főként duktilis nyírási zónák formájában alkalmazkodik az alsó kéregben és a felső köpenyben, amely a magasabb fokú metamorfózissal rendelkező litoszféra alapját képezi. A duktilis nyírási zónákat általában a proterozoikum orogénekhez kapcsolódó nagyfokú terrének hatalmas területeiről írják le szerte a világon. Ezek a zónák fontosak a tektonikai rekonstrukciókban, mivel információforrásként szolgálnak a nagy kéregtömbök vagy lemezek földtörténeti múltbeli relatív mozgására vonatkozóan. A mélyebb kéreg-orogénekben létező, magas nyomás (8-10 kbar) és hőmérséklet (700-1000°C) mellett kialakult nagyfokú terranzok. A magas minőségű körülmények között kialakult duktilis nyírási zónák a tektonikus tevékenység több epizódja során folyamatosan vagy időszakosan aktívak maradnak. Ennek eredményeképpen egy korábbi duktilis környezetű zónában is azonosítható a fiatalabb rideg-duktilis és rideg deformációk szuperpozíciója. A polifázisos deformációk és a hozzájuk tartozó szövetek megkülönböztetéséhez gondos elemzésre van szükség, hogy következtetni lehessen a megfelelő deformációs fázisokra.

A duktilis nyírási zónákat jellemzően a mikonitikus szövetek kialakulása jellemzi. Például a gránitos anyagban a szövetek jól meghatározottak, szorosan egymás mellett elhelyezkedő foliáció formájában, átkristályosodott kvarcszemcsék, finomszemcsés, átkristályosodott földpátok és finom lemezes biotitok tejszerű szalagjainak váltakozó rétegei által. A foliációs felületek nagyon erős vonalasodást (stretching lineation) tartalmaznak, amelyet az olyan ásványok, mint a szarukő, a csillámok, a kvarc, a földpát stb. megnyúlása (és/vagy boudinációja), valamint ásványi aggregátumok határoznak meg. Az S-C mikonitok nagyon gyakoriak, ami nem koaxiális deformációs történetre utal. Az alakváltozás mértéke igen változó, ami a mikonit-sorozatok (proto- és ultramylonit) előfordulását eredményezi. Jellemző a retrogresszió, a szemcseméret-csökkenés, az új szemcsenövekedés kialakulása, különösen a biotit, a kyanit, a staurolit és a muszkovit.