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洞窟の視点からの多相斜面変形の解読

洞窟は、時間が止まったように見えるトラップとして機能することが多い環境です。非アクティブな洞窟通路は外部の浸食要因から保護されているため、過去のプロセスやイベントによって残された痕跡は、しばしば消滅する可能性のある表面の対応物とは異なり、これらの通路によく保存されます。変形した鍾乳石を調査することで、研究者は 0.6 Ma までの広い時間範囲にわたって正確な年代を見つけることができます。

ポーランドのタトラ山脈にあるカラッカ洞窟の断層を研究するために、洞窟の 2 つの特徴を使用しました。タトラ山脈はカルパチア山脈の最高峰で、標高 2655 m に達します。 Gerlachovský ピークで。

博士号取得のための研究中。論文では、脱臼した洞窟の通路、つまり洞窟よりも若い構造を分析しました。古応力復元は、そのような断層集団内で 2 つのグループを区別できることを示しました。 1 つは地殻変動プロセスに関連付けることができます。 2 番目のグループの最大圧縮ベクトルは、垂直方向、つまり重力に等しいと計算されました。これは、大規模な移動の結果としてこれらの欠陥を認識するための主要な議論の 1 つでした (cf. Szczygieł, 2015)。 Kalacka 洞窟では、断層の 1 つがユニークでした。なぜなら、断層のすぐ上で割れた流石で覆われていたからです。これにより、鍾乳石で割れた最も若いラミナの日付を特定できれば、断層の最大年齢を決定する機会が得られました。

これは、博士号を取得した後、私が取り組み始めたものです。実験室でサンプルをカットすると、下部にもう 1 つの脱臼が見られることがわかりました。したがって、3 cm のサンプルで、1 つの平面に沿った断層の 2 つのフェーズの時間間隔を決定することができました。

この方法論は、壊れた鍾乳石の最も若い層と再成長した鍾乳石の最も古い層を年代測定することによって、破壊が発生した時間間隔を決定できるという事実に基づいています。鍾乳石の年代測定は、質量分析法 (ICP-MS) を使用したウラン - トリウム法を使用して実行され、小さなサンプル (重量 0.1 ~ 1 g) の年代測定が可能になりました。つまり、単一の薄層から分離され、高解像度の測定値が得られました。質量分析法の使用により、550 ka を超えるサンプルの年代測定が可能になりました。

年代測定のおかげで、断層の活動のタイミングについてある程度のアイデアが得られましたが、洞窟の上にある表面では、形態は大衆の動きを示していませんでした。そのため、いくつかの手順を実行して確認しました。基本的な宝石学的および地質学的マッピングから始めました。フィールドワークは、崖の局在化、高さ、向き、および表面の浮き彫り (滑らかさ、平坦さなど) の決定に重点が置かれました。さらに、個々のブロック内 (崖の間) とその場の領域内の割れ目と層理の向きを測定して、個々のブロックと変形していない岩石の間の相対的な回転を見つけました。

地表の断崖と洞窟内の転位との関連性を確認するために、地球物理学的手法を適用しました。電気比抵抗断層撮影法 (ERT) と誘起分極 (IP) 法に基づく地球物理学的研究は、長さ 200 m と 300 m の 2 つの平行な調査線で実施されました。よく知られて広く適用されている ERT 法は、オームの法則で説明されているように、直流を使用して岩石の抵抗率を測定します。岩石の種類が異なれば比抵抗も異なりますが、割れ目、断層、または空隙 (洞窟など) は異なる結果をもたらします。

このすべてのデータ — 洞窟と地表からの構造的および地形学的データ、ならびに地質学的および地球物理学的データ — は、私たちの山の変形がカラッカ洞窟に到達した地滑りによって引き起こされたと結論付けるのに十分な手がかりを与えてくれました。しかし、何がその大衆運動を引き起こしたのか知りたいとも思っていました.

地滑りの一般的な原因の 1 つは、降雨量の増加です。鍾乳石が古気候および古環境情報の優れたキャリアであるという事実を利用して、調査中のフローストーンのマイクロテクスチャおよび安定同位体(δO、δC)分析を使用して、斜面崩壊の発生に対する気候の影響を評価しようとしました。ちなみに、これらの研究により、この地域の中期更新世の環境条件に関する最初の情報が得られました。このような洞窟と周辺地域の包括的な調査により、研究地域の進化を再構築することができました。

鍾乳石の使用により、収集された年代に直接関連する可能性のある古環境情報を得ることができました。膨張活性化の直前にδC値が低下し、移動直後に上昇しました。安定同位体分析の解像度では、質量移動の直接的な原因を解読することはできませんが、降水強度などの地域的な環境変化を示しています。これは、カラッカ洞窟の上の斜面崩壊の開始に重要であると思われます.

Kalacka Turnia の斜面は、280 ± 7 ka から 265 ± 8 ka の範囲で活性化された洞窟で発見された断層によって指摘されるように、膨張として始まった可能性のある複雑な岩盤塊の動きに苦しんでいました。第 2 段階 (洞窟の上の地滑り) の年代は特定されていません。それにもかかわらず、変形は 280 ± 7 ka 以降に発生したと結論付けることができます。地球電気データによると、第 2 段階で発達した構造は深さ 40 m にも達します。

地すべりのつま先の欠如、つまり下り坂は、2 つの方法で解釈できます。まず、地滑りにつま先があったかどうかはわかりません。全体の長さ (約 250 m) に対する頭部斜面の高さ (最大 4 m) の比率、および谷底から尾根までの範囲を考慮すると、この集団運動は根深いものとして識別できます。重力傾斜変形。そのような形態はしばしばローブを欠いています。一方、地すべりの頂部と頭部は保存されており、地下構造には断層面が含まれており、そこにつま先が発達した可能性があります。最後の氷河堆積物の境界より下の起伏に地すべりの形態がないことは、つま先が後に氷河の氷によって侵食されたことを示唆している.

最終段階では、膨張が回復し (35 ± 4 ka 後)、地表では落石が発生し、最新の更新世または完新世の発達を示す最後の氷河堆積物を覆っています。さらに、地すべりの範囲を超えて広がるクレバスと膨張は、地すべりの継続的な質量緩和を示している可能性があります。これは、Kalacka Turnia が根深い重力斜面変形によって徐々に変形したという結論につながります。


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