Debreceni Egyetem FÖLDTUDOMÁNYI alapképzési (Bachelor) szak
FÖLDTUDOMÁNYI BSC SZAKMAI TÖRZSANYAG
SZERKEZETI FÖLDTAN
Óraszám: 0+2 Kredit: 2
Tantárgyfelelős: Dr. Kozák Miklós egyetemi docens
DE TEK TTK Ásvány- és Földtani Tanszék Debrecen, 2005
1
Debreceni Egyetem FÖLDTUDOMÁNYI alapképzési (Bachelor) szak
A tantárgy megnevezése: Szerkezeti földtan A tantárgy felelőse: Dr. Kozák Miklós egyetemi docens Heti óraszám: 0+2+0 Kredit értéke: 2 A számonkérés módja: gyakorlati jegy A tantárgyoktatásának célja: A hallgató számára olyan korszerű dinamikus szemlélet kialakítása, amely lehetővé teszi a szüntelenül változó, bonyolult földi anyag és kéregfejlődési rendszerben az eligazodást, a jelenségek nagyságrendekbe rendeződését, az általános és lokális jelentőségű folyamatok megkülönböztetését és felismerését. A tárgy keretbe kívánja ágyazni mindazokat az ásvány-kőzettani nyersanyag képződési kontinens fejlődési történeti és regionális földtani ismereteket, amelyeknek kiindulási alapjául szolgál. A tantárgy tematikája: Az előadások során a hallgató megismerkedik a Föld-típusú bolygók kialakulásával, fontosabb szerkezetföldtani, geofizikai, adottságaival, különös tekintettel a Földre, mint alapmodellre. Megismeri a földi litoszféra anyagi és szerkezeti felépítését, tagolódását, makro, mezo és mikro egységeit, mechanikai karakterét. Megismeri az anyag igénybevételének lehetséges formáit, deformációit, tönkremeneteleit, a feszültségmező fogalmát. Az endogén dinamikai geológiai mozgásfolyamatok során bekövetkező kéregfejlődési alapjelenségek típusait (törések, gyűrődések), a litoszféra lemezek fejlődési állomásait (riftogenezis, tektogenezi, orogenezis, tönkösödés, kratonizáció) és ezek térbeli, időbeli alakulását, a földi lemeztektonikai szintézis alapjait. Vázlatos áttekintést nyernek a Föld szerkezeti régióinak adottságairól, a kőzetciklus, a szerkezetfejlődés és a nyersanyag koncentrálódás genetikai kapcsolatairól,. Az órák keretében kerül sor a különböző léptékű szerkezetföldtani térképek megismerésére, a Föld, valamint az Alpi-Kárpáti rendszer vázlatos tektonikai bemutatására. A hallgatók megismerik a tektonikai jelenségek felismerésének lehetőségeit különböző léptékekben, ezek kapcsolatát a regionális földtani, kőzettani és a kapcsolódó morfológiai adottságokkal. Elsajátítják az alapvető mérési technikákat, a tektonikai szelvényszerkesztés, csillagdiagram készítés és gömbprojekciós adatfeldolgozás és értelmezés korszerű módszereit. Ajánlott szakirodalom: Báldi Tamás: Elemző (általános) földtan – kari jegyzet ELTE Budapest Condie, Kent C. (1976): Plate tectonics and crustal evolution – Pergamon Press Inc. New York, Toronto, Oxford, Sydney, Braunschweig, Paris p. 287. Csontos László: Szerkezeti földtan – kari jegyzet, ELTE Budapest Moores, Eldridge M. – Fairbridge, Rhodes W. (ed) (1992):Encyclopedia of European and Asian regional geology – Chapman & Hall London Suppe, John (1985): Principles of structural geology – Prentice-Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey p. 537.
2
Debreceni Egyetem FÖLDTUDOMÁNYI alapképzési (Bachelor) szak
A tantárgy részletes tematikája: SZEMINÁRIUM 1. hét
Elsajátítandó ismeretek A tektonika fogalma, helye a földtani tudományok között, beágyazó és oknyomozó szerepe a földi fejlődési folyamatok rekonstrukciójában. A geotektonika, az általános tektonika, a történeti tektonika, a leíró tektonika, a kísérleti tektonika. A Föld típusú bolygók szerkezetfejlődésének hasonlóságai és különbségei. A differenciáció, az elemvándorlás szerepe az öves felépítés kialakulásában.
2. hét
Földünk szerkezete és erőterei, megismerésük közvetlen és közvetett módjai (mélyfúrások, mélyművelésű bányák, barlangok, vulkáni kőzetek, zárványok, meteorit összetétele és becsapódásuk keltette rengéshullámok. A nehézségi erőtér és anomáliái (sűrűségeloszlás, precesszió). A földi mágneses tér. A természetes és mesterséges földrengések (szeizmológia, szeizmika) szerepe a szerkezetkutatásban. A rengéshullámok típusai, tulajdonságaik.
3. hét
4. hét
Az öves felépítés határfelületei és az övek tulajdonságai (vastagság, sűrűség, hőmérséklet, nyomás, anyagi összetétel, halmazállapot). A Föld endotermikus energiarendszere. Az izotópok (U, Th, K, stb.) hőbomlása. A konvekciós magmaáramok kialakulása, a hő lehetséges terjedési formái. A litoszféra részei, viselkedése, úszási jelenségei és kapcsolata az asztenoszférával. Köpenyzárványok (pl.: lherzolit) megjelenése magmás kőzetekben, mint a korai kristályosodás és egyensúly indikátorai. Az ásványok és kőzetek mechanikai viselkedése. Az igénybevétel formái, az általuk okozott deformációk és hatásaik észlelése a kőzetekben. A nyomó-, húzó-, nyíró szilárdság, rugalmassági modulusz, Poisson tényező, egyéb szilárdságtani adottságok. A kőzettömbök szilárdsága és azok mérése. A földi feszültségterek kialakulásának okai és jellemzői, a deformációk és tönkrementelek megjelenésének nagyságrendjei. A feszültségkioldódás formái és kísérőjelenségei, földrengések hullámterjedés, tönkremenetelek, vulkáni működés, magmatizmus, tengerrengések. A globál-, mezo- és mikrotektonika, ezek vizsgálati lehetőségei
3
Debreceni Egyetem FÖLDTUDOMÁNYI alapképzési (Bachelor) szak
5. hét
6. hét
kozmikus és légifelvételek alapján, földtani térképezés, szelvényezés, mélyfúrások értékelése, geodéziailag szabatos szintezések által jelzett változások értékelése, fúrólyukak deformálódása, porózus és hasadékos kőzetek hézagtérfogat pulzációja, és egyéb lehetőségek felhasználása. A vonalas és sík elemek térbeli jellemzői (csapás, dőlés, áldőlés). A mikrotektonikai mérések elve, technikája és a mérési eredmények ábrázolási lehetőségei. A geológuskompasz felépítése, használata. A csillagdiagram, mint a horizontális síkvetület értékelése és korrelációs lehetőségei a regionális, morfológiai adottságokkal. A gömbprojekciós ábrázolás, mint az erőhatások térbeliségének rekonstrukciós lehetősége. A geokronológia szerepe a szerkezetfejlődési rekonstrukcióban. A földkéreg szerkezeti formaelemei. Gyűrődéses formák kialakulásának okai, jellemzői, az antiklinális és szinklinális szerkezetek elemei, nevezéktana. A gyűrt formák osztályozási rendszere A rétegek vastagsága alapján Szimmetrikus, aszimmetrikus redők Harmónikus, diszharmónikus redők A tengelysík helyzete alapján: Álló redő Ferde redő Átbuktatott redő Fekvő redő A redőszárnyak helyzete alapján: Chevron redő Koffer redő Legyező redő Összetett gyűrtformák: sziklinórium, antiklinórium A rétegek fiatalodása és idősödése a redőszárnyakban. Gyűrődéses formák orogén területeken és kratonizált kéregben. Nem tektonikus eredetű gyűrődéses formák: települt boltozat és teknő, duzzadásos jelenségek (anhidrit-gipsz átalakulás, szerpentinesedés), csuszamlásos jelenségek, terhelési redőzöttség, sótektonika. Sík elem képlékeny nyúlása, a budinásodás mechanizmusa, jellemzői, σ-klasztok kialakulása, nyírásjelző tulajdonsága. A palásság kialakulási mechanizmusa, típusai (töréses elválás, közönséges palásság, fóliáció, krenulációs palásság). Töréses szerkezeti elemek kialakulásának okai, jelenségei. Töréstípusok: litoklázisok, diaklázisok, paraklázisok. A vetők kialakulása, jellemzői, típusai (normál vető, reverz vető, jobbos vető, balos vető). Feltolódások, áttolódások, rátolódások, pikkelyes szerkezetek. Lépcsős vetődések és az általuk határolt formák (sasbérc és szerkezeti árok). 4
Debreceni Egyetem FÖLDTUDOMÁNYI alapképzési (Bachelor) szak
Takarós szerkezetek kialakulása, jellemzői, szerkezeti földtani jelentősége. Takarós szerkezetek az Alp-Kárpáti rendszerben A lemeztektonikai ismeretek alapjainak korai megszületése és mai korszerű bizonyítékai (kontinens illesztések, formációk folyamatossága, paleontológiai hasonlóságok és eltérések, paleomágneses vizsgálatok, óceánfenék kutatások, stb.) A litoszféra nagyszerkezeti egységei és ezek előfordulásai Földünkön (Eurázsiai lemez, Afrikai lemez, Észak-Amerikai és DélAmerikai lemezek, Indo-Ausztrál lemez, Pacifikus lemez, Antarktisz, Arab tábla, Fülöp lemez, Karib lemez, Cocos lemez). 7. hét
8. hét
9. hét
10. hét
A riftogenezis kialakulása, az óceáni kéreg korai szakaszának típuspéldái. A Kelet-Afrikai árok és a Vörös-tenger fejlődésének tanulságai. Az óceáni lemezek, mint elsődleges és megújuló kéregrészek képződése, fejlődése, mozgási mechanizmusai, felépítése. Az ofiolit szelvények kialakulása és öves differenciálódása, elsődleges és másodlagos jelenségei. A riftrendszer működése középóceáni hátságok vertikális és horizontális mozgásai, alaktana. A transzform és transzkurrens vetők kialakulása. Izland kitüntetett helyzete és közvetlenül tanulmányozható jelenségei. A forró folt vulkanizmus, az aktív forró foltok eloszlása, a vulkáni szigetsorok petrogenetikai, geokémiai és kronológiai vizsgálatából leszűrhető következtetések. Az óceáni medencék üledékképződése. A vulkáni szigetívek kialakulása konvergens lemezszegélyeken. A fejlődés korai szakaszának és érett szakaszának sajátosságai, a vándorló ív vulkanizmus, az akkréciós prizmák képződésének mechanizmusa, a szubdukciós zónák mélytengeri árkainak eddig megismert jelenségei. A több szakaszú szubdukciós rendszerek fejlődésének eltérései, az ívelőtér és ívháttér szerepe, a másodlagos köpenyáramlások hatása. A szigetív fejlődés típuspéldái Földünkön. A hegységképződés (orogenezis) lehetséges okai, folyamata, típusai, szakaszossága és kapcsolata a szubdukciós rendszerrel. Bezáródási övek, az obdukció és a szutúra fogalma. Az orogén magmatizmus, metamorfózis és üledékképződés sajátosságai és fejlődési irányai. A hegységképződés okozta egyensúlyi anomáliák és kiegyenlítődésük. Az izosztázia fogalma, okai és folyamata. A gyűrthegységek lepusztulása, a tönkösödés menete, fázisai és következményei. A gyökérzónák feltáródása, a felszín lealacsonyodása és másodlagos folyamatai. Az egyensúlyi állapotba került, lepusztult orogén gyökérzónák kratonizációja. Az endogén folyamatok és a kőzetciklus kapcsolata. 5
Debreceni Egyetem FÖLDTUDOMÁNYI alapképzési (Bachelor) szak
A hegységképződés és kéregfejlődés történeti vonatkozásai. A nagy orogén ciklusok és ma is aktív képviselőik. 11. hét
Az eurázsiai ekvatoriális és a cirkumpacifikus meridionális orogén főbb jellemzői, részei. A Csendes-óceán keleti és nyugati aktív peremének eltérései és ennek lehetséges magyarázata. Az Alp-Kárpáti hegységrendszer fő egységei, szerkezetfejlődésének vázlata, a regionális eltérések okai.
12. hét
A Kárpát-medence szerkezeti keretei. A Pannon-medence aljzatának földtani felépítése, a nagyszerkezeti egységek lehatárolása, a legfontosabb szerkezeti vonalak elhelyezkedése és jellemzői. A Pannon-medence kialakulásának és fejlődésének fő állomásai, hasonlóságai és eltérései az ismert modellektől. Vitatható hipotézisek.
13. hét
A szerkezeti földtan „alkalmazása” egyéb tudományterületeken. Az intenzív tektonofázisok és a magmatizmus. Az ősföldrajzi fácies környezetek kialakulásának és fejlődésének szerkezeti okai és behatároltsága. Tektonika, mint a morfogenetika meghatározó eleme: Mikrotektonikai jellemzők és völgyirány statisztika Szerkezeti formaelemek és a domborzat Töréses és törvegyűrt zónák kapcsolata a karsztos formaelemek (barlangok, töbrök, töbörsorok) orientációjával . A regionális szerkezetfejlődés intenzitásának hatása a felszínstabilitásra és az antropogén környezetek építésbiztonságra.
14. hét
Szerkezetföldtani területein.
kirándulások
6
Magyarország
kiválasztott