Geologiese plooiing

Geologiese Plooiing is plooie wat ontstaan wanneer lae geologiese gesteentes deur spanning in die aardkors vervorm word. Hierdie lae kon oorspronklik plat gewees het, of alreeds vervormde lae gewees het wat tydens afsetting of daarna vervorm is. Wanneer geplooide gesteentes aan 'n tweede fase van plooiing onderwerp word, kan baie ingewikkelde landsvorme ontstaan. Plooiing ontstaan a.g.v. drukkragte in die aardkors, wat veroorsaak word deur plaattektoniek (beweging van die aardkors).

Foto van plooiing in die Kaapse Plooiberge gesien in 'n padsnit in die Oos-Kaap.

Feitlik alle gesteentes is op die een of ander tyd onderwerp aan 'n vorm van spanning, wat plooiing tot gevolg kan hê. Plooie en verskuiwings is verantwoordelik vir baie komplekse strukturele verskynsels in sekere gebiede. Die belangrikste vormingswyse van bergreekse is deur antiklinale plooiing en oorskuiwings.

Plooie neem baie vorme aan, wat afhanklik is van die eienskappe van gesteentes, soos byvoorbeeld brosbreeksterkte, elastisiteit en plastisiteit. Wanneer die druk op 'n liggaam uit alle rigtings ewe groot is, word gepraat van hidrostatiese druk. Die druk wat op die gesteentes van die aardkors inwerk, word egter litostatiese druk genoem. Indien die druk nie van alle kante ewe groot is nie, ontstaan 'n skuifskeurspanning in die gesteente en neig die gesteente om van vorm te verander (vervorming of deformasie).

Daar kan drie tipes vervorming onderskei word: elastiese, plastiese en breukvorming. By elastiese vervorming keer die gesteente na sy oorspronklike vorm terug wanneer die krag wat daarop inwerk, verlig word. Hierdie tipe vervorming kom onder meer voor by die seismiese ondersoek van die aardkors, waar drukgolwe deur die gesteentes dring. Elastiese vervorming is net moontlik tot by die elastisiteitsgrens. Indien die vervormingskrag te groot word, sal die gesteente plasties vervorm word, met ander woorde daar sal 'n mate van vervorming in die gesteente behoue bly.

Op hierdie wyse sal geplooide gesteentes ontstaan. By verdere vervorming kan die breuk sterkte van die gesteente oorskry word, sodat breukvorming sal plaasvind. Die snelheid waarmee plooie in die natuur ontstaan, is 'n onderwerp waaroor gespekuleer kan word. In laboratoriumeksperimente kan die werklike toestande nie akkuraat nageboots word nie, sodat interpretasie moeilik bly.

Terminologie

'n Plooi kan gedefinieer word as gesteentevervorming wat nie met breking gepaard gaan nie. Baie plooivorme kan hieruit ontstaan en kan deur middel van 'n uitgebreide terminologie aangedui word. 'n Plooi is altyd 'n geboe vlak of vlakke wat ontstaan het uit die vervorming van oorspronklike horisontale lae gesteentes.

Plooiing kan egter ook herhaaldelik in gesteentes plaasvind sodat, in sommige gevalle, verskillende plooiperiodes in 'n gesteente waargeneem kan word. Twee algemene tipes plooie word onderskei, naamlik die antiklinale plooi, waar die oudste gesteentes in die kern van die plooi aangetref word, en die sinklinale plooi, waar die kern van die plooi die jongste gesteentes bevat. In 'n eenvoudige plooi is die omgebuigde punt die kruin van die plooi en lê die flanke aan albei kante van die kruin.

AI die omgebuigde lae lê om die sogenaamde assevlak, met die plooias wat op die snypunte van die assevlak en die vlak tussen twee opeenvolgende lae lê. Wanneer 'n gesteente met ewewydige, horisontale plooiasse opgebou is uit afwisselende harde en sagte gesteentes, kom dit in die landskapvorm tot uiting in 'n reeks ewewydige berge en valleie. Voorbeelde hiervan is die Jura- en die Appalachiese Gebergte.

Plooitipes

Plooitipes kan aan die hand van ses kriteria beskryf word:

- die vorm van die afsonderlike lae;

- die vorm van die lae ten opsigte van mekaar;

- die grootte van die plooi;

- die mate van simmetrie;

- die ligging van die assevlak;

- die ligging van die plooias. Van die moontlike variasies word hieronder bespreek, hoewel daar baie kombinasies daarvan moontlik is.

Op grond van die vorm van die geplooide lae kan 3 van die algemeenste tipes onderskei word, naamlik die oop plooi (lae net effens gebuig), die isoklinale plooi (die flanke van die plooi is feitlik parallel met mekaar) en die geslote plooi (die hoogteverskil tussen die trog en die kruin ongeveer gelyk aan die afstand tussen twee opeenvolgende plooie). Indien die kruine van die plooie geen geleidelike kromming vertoon nie, maar 'n abrupte rigtingverandering, word die plooie kinkelplooie genoem. Indien die assevlakke nie ewewydig met mekaar is nie, kan die plooi ʼn kofferplooi genoem word.

Die oriëntasie van die lae ten opsigte van mekaar hang saam met die ruimteprobleem wat ontstaan wanneer 'n aantal lae wat op mekaar lê, vervorm word. Relatief stewige lae behou in 'n plooi meestal dieselfde dikte (konsentriese of afstandsgetroue plooie), terwyl sagter lae in die flanke verdik en dan kongruente of vormgetroue plooie vorm. Waar 'n afwisseling van harde en sagte lae voorkom, ontstaan ʼn verfrommeling in die kern (disharmoniese plooie).

Die grootte van plooie kan soms akkuraat opgemeet word. In ander gevalle moet 'n skatting gemaak word. 'n Growwe indeling van plooie is: makroskopiese plooie (die afstand tussen twee opeenvolgende kruine is honderde meters of meer), mesoskopiese plooie (1 cm tot enkele tientalle meters wat waargeneem kan word in 'n monster of ʼn uitgrawing) en mikroskopiese plooiing (sigbaar met 'n mikroskoop). Die mate van simmetrie van ʼn plooi hang af van die lengteverhouding van albei flanke. Indien die flanke ewe lank is, word dit ʼn simmetriese plooi genoem, andersins is dit 'n asimmetriese plooi.

Die assevlak van 'n plooi kan vertikaal staan (normale plooi), horisontaal lê (oorhellende plooi) of skeef wegduik, waar dan van ʼn skewe plooi gepraat word. Die plooias kan 'n horisontale, vertikale of skuins helling aanneem. Wanneer die bostaande kenmerke in 'n bepaalde geval omskryf word (byvoorbeeld 'n mikroskopiese, geslote, vormgetroue, asimmetriese, skewe tot oorhellende plooi), hoef geen verdere gegewens of syfers verstrek te word om aan 'n ander persoon 'n beeld van die besondere plooi te gee nie.

Voorkoms

Plooie word in feitlik alle gesteentes aangetref, behalwe in onverharde afsettings (sand, klei, ensovoorts), omdat sulke materiaal onder normale omstandighede meestal nie plasties reageer nie. Plooiing in onverharde gesteentes hang meestal saam met 'n afsettingsproses. Wanneer kleimateriaal teen 'n helling onder water afgeset word, kan dit onder die invloed van 'n skok (aardbewing) afgly en ʼn opgerolde, gebroke struktuur aanneem.

Vloeiplooie ontstaan wanneer 'n waterryke laag deur 'n skok vloeibaar gemaak word en dan weer ʼn vaste vorm aanneem sodat die vloei plooi bewaar bly. Die meeste plooie kom in verharde gesteentes voor. Die meeste verharde gesteentes wat aan die oppervlak sigbaar is, bestaan uit materiaal wat vroeër in die see afgeset is. Deur plooiing en opheffing is die gebiede bo seevlak gelig. Die opheffing hang soms saam met orogenese, waar die plooiing beperk is tot 'n aantal plooiingsfases.

Omdat hierdie tipe plooiing baie gegewens kan oplewer aangaande die kragte wat tydens vervorming werksaam was, speel die beskrywing en interpretasie van plooie 'n belangrike rol by die geologiese ondersoek van plooiberge.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409648, volume 23, bl. 18