1.3.2 Zone de forfecare

Zonele de forfecare sunt cele mai semnificative caracteristici structurale și reprezintă markeri de deformare în centurile orogene. Ele sunt locurile de acomodare preferată a deformării și a mișcării relative între blocurile crustale atât în orogenele fanerozoice, cât și în cele proterozoice. Cea mai mare parte a literaturii publicate despre zonele de forfecare se referă la metodele și interpretările derivate în principal din exemple de teren de grad scăzut. Pe de altă parte, rocile de grad înalt au fost în mod tradițional studiate pe larg în ceea ce privește petrologia metamorfică și geochimia, dar mai rar din punct de vedere structural. Motivul principal este dificultatea în interpretarea geometriilor complexe ale țesăturilor complexe din mediile cu grad ridicat. Mulți cercetători și-au încercat analiza prin simpla extrapolare a studiilor efectuate în roci de grad scăzut la roci de grad ridicat, dar acest lucru poate duce la interpretări eronate.

Zonele de forfecare sunt, prin definiție simplă, mult mai puternic deformate decât rocile înconjurătoare. O zonă de forfecare este o zonă plană de deformare concentrată care, prin ea însăși sau în asociere cu alte zone, ajută la acomodarea sau acomodează în întregime o rată de deformare regională sau locală impusă, care depășește rezistența rocii din țară. Dacă modul de deformare este predominant prin compresiune sau extensie, se numește forfecare pură (de asemenea, deformare coaxială), iar dacă deformarea are loc prin deplasări tangențiale (pereți paraleli), se numește forfecare simplă (de asemenea, deformare necoaxială). În cazul în care deformarea unei zone de forfecare constă în ambele, atunci este vorba de forfecare generală. Deformațiile de transpresiune și transtensiune sunt rezultatul unei astfel de componente de forfecare pură împreună cu forfecarea simplă într-o zonă de deformare. În mod tradițional, termenul de zonă de forfecare a fost atribuit pentru a desemna doar zonele de forfecare ductilă, pentru a le deosebi de falii cu tăietură curată. Cu toate acestea, termenul de zonă de forfecare, așa cum a fost folosit de Ramsay (1980), cuprinde atât faliile cu tăiere curată, cât și zonele de forfecare ductilă.

Zonele de forfecare definesc limitele majore ale centurilor orogene profund erodate, precum și zonele de deformare mai intensă din cadrul acestora. Deplasarea de-a lungul zonelor de forfecare poate fi de tip dip, oblic sau strike-slip. Natura acestor zone de forfecare limitrofe este utilă în limitarea evoluției cinematice a centurilor orogene foarte complexe. Aceste date ar deveni punctul de plecare în modelarea proceselor tectonice care au modelat centurile orogene panerozoice și proterozoice. Natura, geometria și alte analize cinematice ale zonelor de forfecare constrâng în mod independent interrelația dintre segmentele orogenetice. În combinație cu datele geocronologice disponibile, acest lucru ar îmbunătăți considerabil înțelegerea proceselor orogene din Proterozoic. Este probabil ca deplasările orizontale mari să fi dominat evoluția centurilor orogene din Proterozoic. Deplasările au loc, de obicei, de-a lungul zonelor majore de forfecare care leagă deformarea de la nivelurile medii și inferioare ale crustei de cea din centurile de împingere de la nivel înalt din foreland (Daly, 1988). Nivelul de eroziune din cele mai multe centuri orogene din Proterozoic are ca rezultat expunerea extensivă a gneissurilor forfecate și o absență obișnuită a centurilor de împingere de foreland.

Zonele de forfecare sunt foarte semnificative din mai multe puncte de vedere: (1) ele sunt țintele principale pentru explorarea minerală, deoarece mineralizarea este în mod obișnuit asociată cu caracteristici geometrice specifice, cum ar fi curburi și intersecții; (2) ele sunt locurile de deformare foarte mare și oferă unele dintre cele mai puternice instrumente pentru a desluși caracteristicile de deformare complexe ale scoarței terestre; (3) zonele de forfecare sunt, de asemenea, locurile de apariție a intruziunilor igoase, cum ar fi rocile alcaline, plutonii de granit și anortositele; (4) sunt singurele căi permeabile pentru crusta continentală de mari dimensiuni și acționează ca niște conducte eficiente pentru fluide în timpul deformării active; (5) devin adesea situri potențial periculoase din cauza concentrației crescute de gaz radon în soluri, uneori legate de concentrația de uraniu. O posibilă corelație între zona de forfecare și conținutul de U-Th sugerează o creștere progresivă a îmbogățirii în U odată cu deformarea, precum și curele de miconitizare extinsă, reactivare repetată și transfer chimic.

Potrivit lui Ramsay (1980), zonele de forfecare pot fi clasificate în trei tipuri: (1) zone de forfecare fragile, în care deplasarea tangențială (paralelă cu peretele) are loc de-a lungul fracturilor fragile, iar rocile de perete rămân necontractate, (2) zone de forfecare fragile-ductile, în care mișcarea tangențială de-a lungul zonei este asociată atât cu deformarea ductilă, cât și cu fractura fragilă, și (3) zone de forfecare ductile, în care mișcarea tangențială este asociată doar cu deformarea ductilă. Zonele de forfecare fragilă sau zonele de falie sunt o varietate specială de zone de forfecare, în care există o discontinuitate clară între laturile zonei, iar pereții laterali sunt aproape lipsiți de tensiuni sau cel mult brejiți. Astfel de zone de falie sunt, în general, atribuite unei cedări fragile controlate de proprietățile elastice limitative ale rocii aflate sub tensiune orogenică. Ele sunt predominante în nivelurile superioare și medii ale crustei, spre deosebire de zonele de forfecare ductile de grad înalt din nivelurile adânci ale crustei. O zonă de forfecare fragilă îngustă, formată din falii discrete de alunecare, se poate lărgi în nivelurile mai profunde ale crustei și poate lua forma unei zone de forfecare ductile largi în adâncimile crustei inferioare și ale mantalei superioare. Studiul dezvoltării modelului de falii în zonele de forfecare fragilă ajută la analiza cinematică corectă a zonelor de forfecare cu deformări multiple. Zonele de forfecare fragilă se caracterizează în principal prin apariția de cataclasite și guri. Un cataclasit este lipsit de o foliație și cuprinde claste unghiulare într-o matrice cu granulație fină care constă în minerale nou dezvoltate, în principal mica albă, clorit și/sau calcit. Pentru cataclasite se aplică o clasificare similară cu cea utilizată în cazul mylonitelor. Aceasta poate, de asemenea, să se clasifice în miclonit după cataclastia inițială. Gouges sunt roci incoezive de falie care rezultă în urma unor mișcări de nivel puțin adânci într-o zonă adesea cu o foliație slabă. Ele tind să se limiteze la zone înguste, adesea în cadrul unor zone mai largi de tip mylonitic sau cataclastic.

Zonele de forfecare fragile-ductile sunt de obicei asociate cu o anumită deformare ductilă în pereți, care prezintă o deformație permanentă pe o distanță de până la 10 m de o parte și de alta a planului de falie. Există posibilitatea ca partea ductilă a istoriei deformării să se fi format la un moment diferit de cel al discontinuității faliei. Un alt tip de zonă de forfecare fragilă-ductilă este ruptura de extensie. Zona de deformare prezintă o serie en-echelon de deschideri de extensie, în general umplute cu material cristalin fibros. Deschiderile fac de obicei un unghi de 45 de grade sau mai mult cu zona de forfecare și, uneori, într-o formă sigmoidală.

Deformarea ductilă domină și se acomodează în principal sub forma unor zone de forfecare ductilă în crusta inferioară și mantaua superioară, care formează baza litosferei cu condiții metamorfice de grad superior. Zonele de forfecare ductilă sunt descrise în mod obișnuit din zone vaste ale terranelor de grad înalt asociate cu orogenii proterozoici de pe tot globul. Aceste zone sunt importante în reconstituirile tectonice ca sursă de informații privind mișcarea relativă a marilor blocuri sau plăci crustale în trecutul geologic. Terranele de grad înalt, formate în condiții de presiune (8-10 kbar) și temperatură ridicată (700-1000°C) existente în orogenele crustale mai profunde. Zonele de forfecare ductile formate în condiții de grad înalt rămân active în mod continuu sau intermitent în timpul mai multor episoade de activitate tectonică. Ca urmare, se poate identifica, de asemenea, o suprapunere de deformări fragile-ductile și fragile mai tinere într-o zonă anterioară de mediu ductil. Este necesară o analiză atentă pentru a distinge deformațiile polifazice și țesăturile lor respective pentru a deduce fazele deformaționale corespunzătoare.

Zonele de forfecare ductilă sunt caracterizate în mod obișnuit prin dezvoltarea de țesături de tip mylonitic. De exemplu, în materialele granitice, țesăturile sunt bine definite sub forma unei foliații strâns distanțate prin alternanța straturilor de grăunțe de cuarț recristalizat, panglici lăptoase de feldspați recristalizați cu granulație fină și biotite platice fine. Suprafețele de foliație conțin o liniatură foarte puternică (stretching lineation) definită prin alungirea (și/sau boudinarea) unor minerale precum hornblenda, micele, cuarțul, feldspatul etc., precum și a unor agregate minerale. Mionitele S-C sunt foarte frecvente, ceea ce indică un istoric de deformare necoaxială. Cantitatea de deformare este foarte variabilă, ceea ce duce la apariția unor serii de myloniți (de la proto- la ultramylonit). Sunt tipice retrogresiunea, reducerea dimensiunii grăunților, dezvoltarea de noi creșteri de grăunți, în special biotit, kyanit, staurolit și muscovit.

.