A Pannon-medence jelenkori geodinamikája - ELTE Geofizikai ...

A Pannon-medence jelenkori geodinamikája: 

vizsgálati módszerek és kutatási eredmények 

Bada Gábor 

ELTE Geofizikai Tanszék 

ELTE TTK Földtudományi Doktori Iskola 

Budapest, 2005

PROGRAM 

Kurzus célja: 

- jelenkori deformáció vizsgálatának módszertani lehetőségei 

- kutatási erdmények számbavétele 

Kurzus tematikája: 

-kőzetmechanikai alapok 

- feszültségek (stress) és deformáció (strain) a földkéregben 

- litoszféra reológiája, reológiai modellek 

- törések létrejötte, reaktivációja 

- feszültségtér 

-kőzetfeszültségek forrásai 

- feszültségek és deformáció modellezési lehetősége 

- Pannon-medence neotektonikája, jelenkori geodinamikája 

- a Pannon-medence kialakulása (modellek) 

- szerkezeti előélet, a litoszféra jellemzői (vastagság, hőtér, gravitáció, etc.) 

-szeizmicitás 

- feszültségtér, modellezés 

- vertikális deformáció, felszínfejlődés, morfotektonika 

- esettanulmányok 

- neotektonika társadalmi kihatásai

Kőzetmechanikai alapok - feszültség (stress) 

Feszültség = 

erő/felület 

A feszültségtenzor 

Figyelem! 

A kőzetmechanika egyensúlyi állapotokkal 

foglalkozik. Az egyensúlyi állapotokat 

vizsgálatánal mindig erőket és sosem 

feszültségeket hasonlítunk össze. 

Egy adott felület adott pontjában fellépő 

feszültségeket egységnyi felületre ható, 

azonos nagyságú és ellentétes irányú 

erőpárokként kell felfognunk. 

Cauchy’s law: a feszültségtenzor egy adott síkot jellemző 

vektor (l) és az azon a síkon fellépő feszültségkomponens 

(vetület) közti kapcolatot adja meg 

A feszültségtenzor szimmetrikus (egyensúlyi állapot!)


A feszültségi ellipszoid: 

- a koordinátarendszert forgassuk el úgy, hogy a kockánk lapjain ne ébredjenek nyírási 

erők (ezt megtehetjük, hisz a mechanikai feszültségi és lineéris deformációs állapot 

leírható három, egymásra merőleges összenyomásként vagy húzásként) 

- ekkor a feszültségtenzor egyszerűsödik => 3 főfeszültség 

-a 3 főfeszültség térben egy forgási ellipszoidot képez 

-a feszültségi ellipszoid orientációjának és a tengelyek (főfeszültségek) nagyságának 

ismeretében ismerjük a pontban (elemi kockában) fellépő feszültségi állapotot 

- ha a pontban ismerjük a feszültségi állapotot, akkor a ponton átmenő összes síkon 

ki tudjuk számolni a fellépő nyírási és normál (nyomó) feszültségeket 

Figyelem! 

A főfeszültségekre merőleges síkokon NEM ébrednek 

nyírófeszültségek, minden más síkon azonban igen.


Nevezéktan 

Átlagos feszültség 

(mean stress v. confining pressure) 

Deviatorikus feszültség (deviatoric stress) 

Különbségi feszültség (differential stress) 

Pórusfolyadék szerepe - 

normál(fő)feszültségeket csökkenti! 

(effektív főfeszültségek)


További nevezéktan 

Figyelem! 

Megkülönböztetünk főfeszültségeket általában (σ1, σ2, σ3) és a tektonikai 

vizsgálatoknál gyakori függőleges főfeszültségeket (Sv v. σv) ill. a maximális 

(SHmax v. σHmax) és minimális főfeszültségeket (SHmin v. σHmin)


A feszültségi állapot grafikus mejelenítése: a Mohr-kör 

A feszültségi állapotokat legszemléletesebben grafikusan, az ún. Mohr-körök segítségével 

ábrázolhatjuk (Mohr, 1900). Ha egy derékszögű koordináta rendszerben a nyomófeszültségeket 

a vízszintes, a nyírófeszültségeket pedig a függőleges tengelyen 

ábrázoljuk, akkor egy adott P pontban fellépő feszültségek ezen a diagrammon egy 

(σ1>σ2=σ3) vagy három (σ1>σ2>σ3) kör alakjában jelennek meg. Az így megszerkesztett 

Mohr-kör tehát megmutatja, hogy a P pontban különböző orientációjú síkokban milyen 

nyíró- ill. nyomófeszültségek hatnak. 

Erők egy adott síkon 

Normál és nyírófeszültségek ugyanazon síkon


Mohr-kör 2 dimenzióban 

- 

+ kompresszió + kompresszió 

-


Maximális nyírási feszültségek a 45 fokos síkon ébrednek. De vajon itt törik-e el a kőzet?!


Mohr-kör 3 dimenzióban


Mindezek Mohr-körei


Feladat 

Legyen a kőzetfeszültség σ1=σ2=100 MPa (vízszintes) és σ3=60 MPa (függőleges). 

3 km mélyen vagyunk, túlnyomás nincs. 

1) Rajzold fel a feszültségi Mohr-kört! 

2) Mekkora nyomó- ill. nyírófeszültségek ébrednek 

egy a vízszinteshez képest 60 fokban dölő síkon?


Feszültségek a földkéregben ill. litoszférában 

Alapvetően kétféle feszültségről beszélhetünk a földkéregben ill. litoszférában 

- rétegterhelésből (litosztatikus nyomás) származó feszültségek 

- tektonikus eredetű feszültségek (főleg vízszintes) 

Mindezek együtt alkotják egy adott térrészben uralkodó feszültségteret 

Figyelem! 

A rétegterhelés vízszintes irányú feszültséget indukál - amely az elasztikus 

paraméterek (pl. ν - Poisson-szám) függvényében annak 20-50% nagyságát érheti el. 

Azaz tektonikus feszültségek nélkül is tapasztalunk vízszintes feszültségeket!


Főfeszültségek (ill. azok arányának) változása a mélység függvényében 

A vertikális főfeszültséggel (σv) normált maximum illetve minimum horizontális 

főfeszültségek (σH és σh) mélységfüggése. Egy bizonyos mélység alatt (~1km) a 

főfeszültség-arányok a mélységtől függetlennek tekinthetők.


Főfeszültségek a földfelszín közelében 

A földkéregben ill. litoszférában a 

kőzetfeszültségek helyről-helyre 

változhatnak, azaz a feszültségi ellipszoid 

tengelyeinek mind a nagysága, mind pedig az 

iránya pontról-pontra változhat. A 

tapasztalatok alapján az uralkodó 

feszültségtér a földkéreg 

vastagságával (néhányszor 10 km) 

megegyező laterális léptékben homogén 

képet mutatnak és emiatt viszonylag 

egyszerűen megadhatók. 

Mindezt meggyőzően bizonyítják a World 

Stress Map Project eredményei. 

WSMP, 2003

Feszültségek a litoszférában - feszültségek forrása 

A World Stress Map Project adatbázisa 

WSMP, 2003


Főfeszültségek a földfelszín közelében 

A kőzetfeszültségek laterálisan gyakran 

gyorsan változnak. Ennek megjelenitésére 

nagyon hasznos az ún. feszültségi trajektória, 

amely a feszültségtér helyről-helyre történő 

megváltozását mutatja. 

A trajektória vonalak adott pontban vett érintője 

definiálja az adott pont feszültségirányát. 

Figyelem! 

Definició szerint σ1 és σ3 trajektóriái 

mindig merőlegesek egymásra!


Simított feszültségi irányok Magyarország területén: oligocén - korai miocén 

Bada, 1999


Feszültségi trajektóriák szerkesztése 

Paleofeszültségi irányok a Pannon-medencében és környezetében, időszak: korai miocén vége 

Bada, 1999


Feszültségi trajektóriák szerkesztése 

Simított paleofeszültségi irányok a Pannon-medencében és környezetében, időszak: korai miocén vége 

Bada, 1999

Kőzetmechanikai alapok - feszültség (stress) és deformáció (strain) kapcsolata 

Kőzettestek reológiája: a feszültség (stress) és a deformáció (strain) kapcsolatának vizsgálata 

-A kőzettestek feszültség hatására deformálódnak. 

- Ennek mikéntjét - a feszültségtér jellegén túl - az anyag reológiai viselkedése, 

kőzetmechanikai paraméterei határozza meg. 

- Az anyagi viselkedést ún. reológiai modellekkel írhatjuk le. 

Ezen modellek a feszültség és deformáció(sebesség) közötti kapcsolatot adják meg. 

Reológiai modellek: elasztikus, plasztikus, viszkózus viselkedés ill. ezek kombinációja 

(a törések létrejöttével és reaktivációjával külön foglalkozunk)


Kőzettestek reológiája: elasztikus (rugalmas) viselkedés 

- lineáris stress/strain kapcsolat 

- általában kismértékű deformáció esetén 

- feszültség “kikapcsolása” útán a kőzet az eredeti alakot veszi fel


Kőzettestek reológiája: viszkózus viselkedés 

- folyadékszerű viselkedés, 

- Newton-féle viszkozitás: lineáris stress/strain rate kapcsolat, 

azaz a feszültség a deformáció sebességgel arányos 

- általában nagymértékű, intenzív deformációk esetén 

- feszültség “kikapcsolása” útán a kőzet az eredeti alakját NEM nyeri vissza 

- általános formában: e' = f (σ n )


Kőzettestek reológiája: plasztikus viselkedés 

- egy kritikus feszültségig (folyási feszültség v. yield strength) 

elasztikus viselkedés, azaz lineáris stress/strain kapcsolat 

- yield strength fölött az anyag eltörik v. viszkózusan (~folyósan) deformálódik 

- feszültség “kikapcsolása” útán a kőzet az eredeti alakját NEM nyeri vissza


Kőzettestek reológiája: töréses deformáció, törések létrejötte, reaktivációja 

A felszín közelében rugalmas (elastic) és rideg (brittle) deformáció a jellemző. 

Törések azonban nagyobb mélységben, a képlékeny (ductile) zónában is létrejöhetnek. 

A rideg törés bekövetkeztét az ún. törési kritériumok írják le. 

Ezek σs = f(σn) alakú függvénykapcsolatok, amelyek megadják hogy egy adott (potenciális) 

törési síkon fellépő normálfeszültségek (σn) mellett mekkora minimális nyírófeszültségek 

fellépte kell ahhoz, hogy a kőzet eltörhessen vagy egy meglévő törés mentén elmozdulás 

torténjen. Formailag surlódási összefüggéseknek tekintendők, melyeket empirikusan, 

laboratóriumi tesztekkel határoztak meg.


Törési burkolók empirikus meghatározása: törésteszt


Törési burkolók empirikus meghatározása: töréstesztek sorozata 

unstable stress 

stable stress 

A törsések (és általaban: a deformáció) létrejötte a két főfeszültség 

különbségétől és nem abszolút nagyságától függ!


Kőzettestek reológiája: töréses deformáció, törések létrejötte, reaktivációja 

Griffith-féle törési kritérium: 

(főleg tenzió és kisebb 

feszültségek esetén) 

Ez egy σn tengelyű parabola egyenlete, 

amely ezt a tengelyt T 0 értéknél metszi. 

T 0 = kőzet szakítószilárdsága (tensile strength) 

Coulomb-féle törési kritérium: 

(főleg kompresszió és nagyobb 

feszültségek esetén) 

σs és σn = a törési síkban ható nyíró- és normálfeszültség 

µ = belső surlódási tényező 

P Hidr = pórustérben lévő folyadék hidrosztatikus nyomása 

C 0 = kohézió, az a nyírófeszültséget, ami ahhoz szükséges, hogy 

azon a síkon törjük el a testet, amelyen nem ébred normálfeszültség 

Coulomb-Mohr kritérium: 

meglévő törések reaktivációja 

σs és σn = meglévő törésen ható nyíró- és normálfeszültség 

µ = csúszási surlódási tényező 

P Hidr = pórustérben lévő folyadék hidrosztatikus nyomása 

S = kohézió, általában (de nem mindig!) zérus közeli


Egyesített törési törvény a Mohr-diagrammon: 

a kritériumok görbéi egy törési burkolót (failure envelope) határoznak meg 

Mj.: 

α értéke - a törési sík és σ1 közötti szög 

θ értéke - a törési sík normálisa és 

σ1 közötti szög 

azaz: 2α + 2θ =180° 

β = belső súrlódási szög 

α értéke általában 15-35° tartományban 

van és csak nagyon ritkán éri el a 45°-ot 

β = belső súrlódás szöge 

β/2 értéke - törési sík és a maximális 

nyírási feszültség (45°) síkja közötti szög


Nyomásviszonyok megváltozásának lehetséges következményei (pl. fluidomok, bányászat, etc.)


Tektonikai stílus vs. feszültségi rezsim: a probléma 3 dimenziós! 

Anderson, 1951 

Figyelem! 

A természetben ritka a valódi tenzió (negatív feszültség). Extenzió (tagulás) 

azonban lehetséges, megpedig a feszültségi ellipszoid (azaz a főfeszültségek) 

megfelelelő alakja és orientációja esetén.


Tektonikai stílus vs. feszültségi rezsim: a feszültségi ellipszoid alakja 

(“feszültségtér stabilitása”) 

Philip, 1987


Kőzettestek reológiája: deformációs viselkedést befolyásoló tényezők 

1) Különbségi feszültség nagysága (σ1-σ3): a legfontosabb paraméter! 

- alacsony diff. feszültségeknél az anyag elasztikusan (viszkoelasztikusan) deformálódik, visszafordítható 

- nagy diff. feszültségeknél az anyag előbb viszkózusan deformálódik, majd végül eltörik („szétszakad”)



2) Átlagos feszültségek nagysága (mean stress, confining pressure) 

-egy kőzet szilárdsága (rugalmassága) annál nagyobb, minél nagyobb a “megtámasztó” nyomás



3) Hőmérséklet szerepe (kulcsszerepe van!) 

A hőmérséklet növekedésével az anyagok szilárdsága csökken, egyre plasztikusabban viselkednek (ld. gyertya) 

A hőmérséklet a mélységgel együtt növekedszik. A mélységgel együtt az 

átlagos feszültségek is növekszenek, így a méység szerepe pont ellentétes!



4) Deformáció sebessége 

Gyors deformáció esetén a kőzetek rugalmasan deformálódnak vagy eltörnek (ld. földrengés) 

Lassú deformáció esetén a kőzetek inkább képlékenyen deformálódnak, kevésbé ellenállóak



5) Folyadékok jelenléte, pórusnyomás 

A pórusnyomás növekedése a kőzetek “felpuhulását” eredményezi (i.e. csökkenti az effektív feszültséget) 

A pórusvíz a szilikátrácsok hidrolízisével a kritályrács plasztikusabban viselkedik 

A víz (és általában a fluidumok jelenléte) a nyomásoldódásos folyamatokat nagyban elõsegíti


Kőzettestek reológiája: reológiai szelvények 

A kőzetek reológiai jellemzői a mélységgel gyorsan és jelenősen változnak 

A kõzetek mechanikai vagy reológiai szilárdsága (yield strength) alatt azt - a litoszféra deformációjáért 

elsõsorban felelõs - differenciális feszültséget értjük (azaz a maximális és minimális fõfeszültségek közti 

különbséget: σ 1 - σ 3 ), amelynél kisebb értékek esetén sem töréses (felsõ kéreg) deformáció, sem pedig 

tartósfolyási jelenségek (litoszféra alsóbb régiói) nem lépnek fel. 

A reológiai paraméterek figyelembe vételével megszerkeszthetõ a litoszférát alkotó kõzettestek mélység 

szerinti szilárdság-eloszlása: így kapjuk az ún. szilárdsági burkolókat (strength envelope). 

A litoszféra felsõbb részein a kõzetek szilárdága lineárisan nõ, míg nagyobb mélységben nagyjából 

exponenciálisan csökken. 

Fizikai alapok: a mélység függvényében ált. 2 képlet használatos 

Rideg (brittle) litoszféra 

(lineráris!) 

α = tektonikai rezsimtõl függõ paraméter 

ρ = sûrûség 

g = gravitációs gyorsulás 

z = mélység 

λ = pórusfolyadék nyomása 

Képlékeny (ductile) litoszféra 

(exponenciális!) 

A p , N, E p , R = mélységtõl nem függõ anyagi állandók 

e' = deformációsebesség 

T = hõmérséklet 

n = 2-5



Reológiai szelvények szerkesztése során a 2 görbe közül minden mélységnél a kisebbet kell venni



Reológiai szelvények (“karácsonyfák”): 

különböző tektonikai környezetű litoszféraszegmensek összehasonlítása 

Átlagos Orogén, ül. medence Pajzs 

Cloetingh et al., 1995



Kőzettestek reológiája: feszültségkoncentráció az erős rétegekben (stress amplification) 

Kusznir, 1982


Kőzettestek reológiája: szeizmicitás mélységfüggése 

Esettanulmány a Pannon-medencéből 

Tóth et al., 2002


A World Stress Map Project adatbázisa 

WSMP, 2003


Kőzetlemezek mozgása a Föld felszínén - v.ö. feszültségirányok!


Lemeztektonikai folyamatok: gravitációnak kulcsszerepe van! 

Furcs ellentmondás: a tektonikai feszültségek vízszintesek, 

pedig a tektonikai folyamatokat a gravitáció (függőleges erő!) hajtja


Lemezperemi erők, feszültségforrások 

Forsyth & Uyeda, 1975 

F RP : ridge push force, F TP : transform resistance force, F DF : drag force, F SP : slab pull force, F SR : slab 

resistance force, F CR : collision resistance force, F TS : trench suction force, F DV : forces from density variations


Ridge push force: a lemeztektonika (egyik fő) hajtóereje


Trench suction force: ívmögötti medencék kialakulásáért felelős (pl. Pannon-medence) 

Richardson et al., 1979 

Elsasser, 1971


Trench suction force: ívmögötti medencék kialakulásáért felelős (pl. Pannon-medence) 

A két lemez kontaktusán Pn feszültségek hatnak, így nem szakadnak el egymástól. 

Pn vertikális összegének (integráltjának) vízszintes komponense Fh = trench suction force. 

Másszóval a felső lemez passzívan (gravitációsan) követi a hátráló szubdukáló lemezt, 

emiatt benne tenziós feszültségek ébrednek és megnyúlik 

Bada, 1999


Lemezperemi, gravitációs eredetű feszültségek: 

szubdukciós zónák, ívelőtti kompresszió, ívmögötti extenzió 

Bada, 1999


Lemezperemi, gravitációs eredetű feszültségek: 

szubdukciós zónák, ívelőtti kompresszió, ívmögötti extenzió 

Bada, 1999


Lemezen belüli, gravitációs eredetű feszültségek 

A litoszférán belül a sűrűségeloszlás igen heterogén (topográfia, kéregvastagság megváltozása, etc.) 

Ezek a különbségek gravitációs eredetű feszültségeket generálnak, melyek jelentősen befolyásolják 

a lemeztektonikai folyamatokat (ld. óceánközépi hátság, orogén övek, etc.) 

Az így indukált feszültségeket egységnyi alapterületű litoszféra oszlopok gravitációs potenciáljának (PE) 

segítségével becsülhetjük: 

ahol ρ(τ’) a sűrűség, h = topográfia, z = litoszféra alja, g = gravitációs gyorsulás 

Két szomszédos litoszféraoszlop gravitációs potenciál különségéből 

számolható a köztük fellépő vízszintes feszültség (σ xx ): 

ahol L a litoszféra vastagsága


Lemezen belüli, gravitációs eredetű feszültségek: 

izosztatikus egyensúlyban lévő kiemelt topográfia hatása 

Mindkét alábbi esetben a “hegyvidéken” nagyobb a gravitációs potenciális energia. 

Ez a többlet a kiemelt területen tenziót hoz létre, a szomszédságában pedig kompressziót. 

Ez a fizikai alapja az orogén területeken sokszor megfigyelt gravitációs összeomlásnak 

(gavitational collapse) ill. extrúziónak (lateral extrusion) 

A kiemelt topográfia a kivastagodott kéreg alján van kompenzálva 

A kiemelt topográfiát a kivékonyodott köpenylitoszféra kompenzálja 

Bird, 1991

Feszültségek a litoszférában - kőzetfeszültségek mérése 

Kőzetfeszültségek mérésének 

gyakorlati lehetőségei 

Figyelem! 

Mindig valamilyen deformációs 

jelenséget mérünk és a feszültségeket 

ebből származtatjuk 

(strain => stress)


Ráfúrásos technika (overcoring) - deformation gage módszer


Ráfúrásos technika (overcoring) - doorstopper módszer


Hidraulikus rétegrepesztés (hydrofrac) 

1. lépés: rétegrepesztés 

2. lépés: repedésrendszer újbóli felnyitása - 

Sh magnitúdója számolható!


Lyukfaldeformáció (borehole breakout) analízis





Feszültségek a litoszférában - 

kőzetfeszültségek mérése 

Vertikális feszültségdeviáció 

a Pannon-medencében 

Windhoffer et al., 2001


Földrengések fészekmechanizmusa 

Földrengések során kétféle hullám keltődik 

- P hullám kb. 1.7x gyorsabban terjed 

- S hullám folyadékon (pl. földkéreg) nem halad át



Példa DNy Németországból - P-hullámok első beérkezése 

Hiller, 1936



P-hullámok első beérkezése 

3D-s valós geometria és sztereografikus projekció (”beachball”)



P-hullámok első beérkezése - térképi nézet 

Mi a probléma a módszerrel?!


kőzetfeszültségek mérése 


Fészekmechamizmusok és 

vetőkinematika kapcsolata


Feladat 

Földrengések fészekmechanizmusának meghatározása 

Helyszín: Helvetic Alps, Valais, Svájc 

M=5.7 esemény utórengései (1946) 

Pavoni, 1980


Feladat 


Helyszín: Helvetic Alps, Valais, Svájc 

M=5.7 esemény utórengései (1946) 

Pavoni, 1980


Feladat 


Svájci Alpok 

Pavoni, 1980


Feladat 


Svájci Alpok 

Pavoni, 1980

Feszültségek a litoszférában - modellezési lehetőségek 

Miért fontos? 

Új törésrendszerek kialakulásának, illetve már egy korábbi tektonikai fázis alkalmával 

kialakult vetők felújulásának modellezése és előrejelzése a tektonikai stabilitás 

vizsgálatok legfontosabb feladata. 

Bizonyos bányászati vagy egyéb kitermelési műveletek előtt/során szintén döntő 

fontosságú a munkaterületen belüli vetők újraéledése lehetőségének ismerete, 

amelynek figyelmen kívül hagyása jelentős veszteséget is okozhat. 

Hogyan? 

Módszerek? 

Egy kőzettestben kialakuló törések orientációja és a vetők mentén megvalósuló 

elmozdulás iránya az adott térrészben érvényes feszültségtértől és a térrész 

kőzeteinek mechanikai (szilárdsági) paramétereitől illetve függ. 

A már meglévő törések felújulásánál hasonló a helyzet: annak eldöntéséhez, 

hogy egy adott orientációjú vető reaktiválódik-e vagy sem, illetve ha igen, akkor milyen 

módon, a vető közelében ható mechanikai feszültségek illetve a vető 

súrlódási paramétereinek az ismerete szükséges. 

Grafikus (Mohr-körör) 

Analitkus (erők, feszültségek számítása a kőzetben/törésen), 2D, 3D 

Végeselemes (FEM)


Egy egyszerű analitikai (grafikus) példa 

a Pannon-medencéből 

Bada et al., 2000


Egy egyszerű analitikai példa a Pannon-medencéből 

Bada et al., 2000 

Térképi vetületben kijelölhetők azok a szerkezeti irányok, amelyekben törések reaktivációja várható. 

Ez a Duna-Tisza köze esetében (σ1 itt ÉK-DNy-i irányú) egyfelől egy ÉÉNY-DDK-i vagy É-D-i, 

másfelől pedig egy KÉKNyDNy-i csapású aktív törési övet valószínűsít. Ez a szerkezeti pászta egy 

igen fiatal, aktívnak látszó vetőzónával esik egybe, amely a Mecsektől egészen a Tiszáig követhető 

szeizmikus szelvényeken, néhol morfológiai alapon. 

Ez a törési öv tektonikusan felújuló lehet, mégpedig balos oldalelmozdulásként.


Egy egyszerű analitikai példa 

a Pannon-medencéből


3D csúszási tendencia elemzés (slip tendency analysis) 

Elméleti alapok 

Ideális esetben (kohézió és a pórusfolyadék (túl)nyomása elhanyagolható) a vető felújulásának 

egyetlen feltétele van: a vető mentén ébredő nyíró- és nyomófeszültségek aránya nagyobb kell 

hogy legyen, mint a vető mentén érvényes súrlódási együttható értéke (ld. törési kritériumok) 

Ez az arány a csúszási tendencia (slip tendency, Morris et al., 1996): 

Alapötlet 

A főfeszültségek mélységfüggésének σ = Kz 

közelítése ideális a vetőreaktivációs analízishez: 

sem a csúszási tendencia, sem a nyírófeszültség 

iránya nem függ a feszültségtenzorban lévő 

abszolút magnitúdóktól 

Az σ = Kz egyenlet által leírt feszültségállapot 

minden pontban egy izotróp feszültségtenzorral 

közelíthető. Ennek három független paramétere 

van: a maximális horizontális 

főfeszültség iránya, valamint a Sh/SH 

és Sv/SH arányok



Jelentősége 

ST értékének vizsgálata kardinális jelentőségű vetőreaktiválódási illetve tektonikai stabilitási 

problémák megoldásában. Ha ez az érték kicsi (kisebb mint a feltételezett vagy mérésekből 

becsült súrlódási együttható) akkor a vető felújulásának a valószínűsége csekély, míg nagy 

érték esetén az adott vető mentén reaktivációval kell számolni. 

Teljes 3D-re való kiterjesztés: Wórum et al., 2004 

Modellezési lépések 

1) 3D vetőgeometria kitérképezése, a vetőmodell elkészítése (háromszögelt felület) 

2) A 3D vetőmodell minden pontjában a nyíró- és nyomófeszültségek kiszámítása 

az uralkodó feszültségtér (skálafüggő!) ismeretében => ST értékek számítása 

3) Vizualizáció, értelmezés, származtatott paraméterek számítása



Egy szintetikus példa 

Wórum et al., 2004



Egy valós példa: 

Roer Valley Rift System, Rajna árok 

Wórum et al., 2004


modellezési lehetőségek 

NF 

SS 

3D csúszási tendencia elemzés 

(slip tendency analysis) 


Roer Valley Rift System, Rajna árok 

Wórum et al., 2004




Derecskei-árok 












A Pannon-medence neotektonikája 

Problémák és kutatási eredmények 

NEOTEKTONIKA FOGALMA: 

a földkéreg bármely dokumentálható mozgása és 

deformációja, melyek a legfiatalabb jelentős tektonikai fázis 

következményei és amelyek a jövőben is nagy 

valószínűséggel folytatódhatnak


A Mediterrán térség késő-kainozoós geodinamikai képe 

Wortel & Spakman, 1992


A Pannon-medence kialakulása - modellek 

Bada & Horváth, 2001


A Pannon-medence neogén geodinamikája - 

szubdukciós hátrálás 

Bada & Horváth, 2001


A Pannon-medence jelenkori dinamikája 

Horváth et al., 2005


Tektonikai fázisok és a Pannon-medence általános sztratigráfiája 

Horváth & Tari, 1999


A PANCARDI terület késő-kainozoós tektonikai képe 

Bada, 1999


A Pannon-medence neogén tektonikai képe 



A Pannon-medence elvékonyodása 

Lenkey, 1999


A Pannon-medence kéregvastagsága 



A Pannon-medence litoszféra vastagsága 



A Pannon-térség termikus állapota (hőáram) 

Dövényi, 1994


A Pannon-térség reológiája 

Cloetingh et al., 2005



Lankreijer, 1998



Lankreijer, 1998


A litoszféra reológiája Európában 

Alps 

Pan 

Bas 

ADRIA 

(Cloetingh et al., 2005)


A Pannon-térség szeizmicitása 

Tóth et al., 2002



Gerner et al., 1999 

Tóth et al., 2002



Gerner et al., 1999


A Pannon-térség szeizmicitása


Budapest környezetének szeizmicitása 

Bada et al., 2004


Főbb földrengések Budapest környezetében 

Bada et al., 2004


A Dunaharaszti földrengés izoszeizta térképe (1956.01.12, M=5.6, Imax=VIII) 

(Simon, 1956)


Becsült intenzitás eloszlás egy újabb Dunaharaszti földrengés esetén (M=6, méylség: 10km) 

(Munich Re Group, 2000)


Földrengés gyakoriság néhány magyarországi szeizmogén zónára 

(Varga, 2001)


Atomerőművek a Pannon-térségben


A Pannon-térség atomerőművei környezetének szeizmicitása 

(Tóth et al., 2000)


Becsült maximális gyorsulásértékek a Pannon-térség atomerőműveinek környezetében 



A Pannon-térség jelenkori feszültségtere - észlelt feszültség irányok 

(Bada et al., 2004)


A Pannon-térség jelenkori feszültségtere - simított feszültség irányok 

(Bada et al., 2004)


Laterális feszültség deviáció a Pannon-medencében 

(Windhoffer et al., 2001)


A Pannon-térség jelenkori kéregdeformációja GPS adatok alapján 

(Grenerczy et al., 2005)








Vertikális feszültség deviáció a Pannon-medencében 

(Windhoffer et al., 2001)


A Pannon-térség jelenkori feszültségtere - fészekmechanizmus adatok 

(Bada et al., 2007)


A Pannon-térség jelenkori feszültségtere - fészekmechanizmus adatok 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi provinciák a Pannon-térségben 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi rezsimek és tektonikai stílus a Pannon-térségben 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi rezsimek és tektonikai stílus a Pannon-térségben 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi provinciák, reológia és 

deformáció a Pannon-térségben 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi provinciák, reológia és 

deformáció a Pannon-térségben 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi rezsimek és tektonikai stílus Európában 

(Bada et al., 2007)


Feszültségi rezsimek és tektonikai stílus Európában 

(Bada et al., 2007)


Az európai litoszféra mechanikai szilárdsága 

Alps 

Pan 

Bas 

ADRIA 



A Pannon-medence topográfiája 

DEM from SRTM data


A Pannon-medence topográfiája


A Pannon-medence topográfiája


Kéreggyűrődés a Pannon-térségben 

(Horváth és Cloetingh, 1996 és Matenco et al., 2003 nyomán)


A Pannon-medence süllyedéstörténete 



A Kárpátok környezetének süllyedéstörténete 



Vertikális mozgások a Kárpátok környezetében 



A folyószabályozás előtt vízzel borított területek a Pannon-medencében


Emelkedő és sűllyedő területek a Pannon-medencében 

* *


Emelkedő terület - szeizmikus szelvény a Dunán, Budapesttől északra (erózió) 

(Tóth, 2003)


Süllyedő terület - szeizmikus szelvény a Tiszán (feltöltődés) 



A kvarter üledékek vastagsága Magyarország területén 

(Franyó, 1992)


Jelenkori vertikális mozgások geodéziai (szintezési) vizsgálatok alapján 

(Joó, 1992)


Topográfia, vízrajz és vertikális mozgások kapcsolata 

W Carpathians 

NE Carpathians 

Transdanubia 

Apuseni Mts. 

S Carpathians


Szeged környezetének árvízveszélyeztetettsége


Tisza 

Törökszentmiklós környezetének árvízveszélyeztetettsége 

abandoned 

paleo-channel 

1 km 

(Timár & Rácz, 2002)


Felhagyott paleomeder (csatorna) a Tiszán 




(kiemelkedés: +, süllyedés: -) 

(Bada et al., 2004)



(kiemelkedés: +, süllyedés: -) 

(Bada et al., 2004)


Tervezett vésztározók a Tisza mentén 

New 

Vásárhelyi 

Plan 

(Bada et al., 2004)


A Dunántúl tömbszelvénye 

(Horváth & Tari, 1999)


A Dunántúl topográfiája 

(Bada et al., 2005)


A Dunántúl sugaras völgyhálózata


A Dunántúl sugaras völgyhálózata


A Dunántúl sugaras völgyhálózata: szélerózió következménye?!


Sugárirányú völgyrendszer eredete és jelentősége 

loess plateau 

vicinity of 

Paks NPP 

Danube floodplain 

Horizontal resolution of DEM: 90 m 

(from SRTM database) 

Horizontal resolution of DEM: 5 m 

(from 1:10000 topographic maps)


Sugárirányú völgyrendszer eredete és jelentősége

Seismic coverage 

Sugárirányú völgyrendszer eredete és jelentősége


A Dunántúli-középhegység kiemelkedése és a Duna bevágódása 

D 

Sziklateraszok a Dunakanyarban: 

É 

fiatal kiemelkedés, gyors folyóbevágódás, lineáris erózió 

Teraszok felszíni kitettségi kora kozmogén izotópok alapján: 0-250.000 év 

Bevágódás sebessége: ~1.6 mm/y 

Duna 

Ny 

K 

Ruszkiczay-Rüdiger et al., 2005


A Dunántúli-középhegység kiemelkedése és a Duna bevágódása 

Ruszkiczay-Rüdiger et al., 2005


A Dunántúli-középhegység kiemelkedése, a Duna-teraszok szerkezete 

Geophysical image of terrace sediments – multielectrode geoelectric survey 

Age of gravel terraces (cc. 200 ky) 

corresponds to topmost strath terraces 

erosional remnants of high resistivity gravel bodies


Paleofelszínek kora a Dunántúli-közephegységben kitettségi korvizsgálatok alapján


A felsőkéreg gyűrődése a Dunántúlon 

(Sacchi, 2001)


Nagyfelbontású szeizmikus szelvény a Balatonon 

(Vida, 2001)


A Mecsek szerkezete - (aktív?) pozitív virágszerkezet 

(Wórum, 1999)

Pannon-medence neotektonikája 

Feladat 

Zala-Mura medence topografiája és a szelvény nyomvonala 

(Bada et al., 2004)


A pre-tercier aljzat melysége a DNy-Dunántúlon 

(Bada et al., 2004)


Feladat 

Egy a lehetséges megoldások közül... 

(Bada et al., 2004)


Fiatal szerkezetek a DNy-Dunántúlon 

(Bada et al., 2004)


Fiatal szerkezetek és szenhidrogén mezők a DNy-Dunántúlon 

(Bada et al., 2004)


Fiatal szerkezetek és szenhidrogén mezők a DNy-Dunántúlon 

A 

A' 

Budafa (U-Th)/He data 

Budafa fission track data 

Depth (m) 

0 

-200 

-400 

-600 

-800 

-1000 

-1200 

-1400 

0 5 10 15 20 25 30 

(U-Th)/He age (my) 

Depth (m) 

0 

500 

1000 

1500 

2000 

2500 

3000 

0 5 10 15 20 25 

Apparent apatite FT age (my)


Medence inverzió és szénhidrogén 

képződés kapcsolata a Zala-medencében 

(Bada et al., 2004)


A Dél-Dunántúl topográfiája és szeizmicitása 

(Bada et al., 2003)


A Dél-Dunántúl markáns morfológiai bélyegei 

(Bada et al., 2003)


C-C’ szeizmikus szelvény 

(Bada et al., 2003)


D-D’ szeizmikus szelvény 

(Bada et al., 2003)


E-E’ szeizmikus szelvény 

(Bada et al., 2003)


A Dél-Dunántúl neotektonikus vázlata


A Pannon-térség neotektonikus vázlata - szintézis 

(Bada et al., 2003; Wórum, 1999; Vrabec, 2000; Lőrincz et al., 2002; Tomljenovic & Csontos, 

2001; Fodor et al., 2002, 2005; Síkhegyi, 2002; Decker et al., 2005 nyomán)

A Pannon-medence jelenkori geodinamikája - ELTE Geofizikai ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?