trots deras vanliga förekomst i många olika landskap har geologer ännu inte nått en överenskommelse om en allmän teori om exfoliering joint formation. Många olika teorier har föreslagits, nedan är en kort översikt över de vanligaste.
avlägsnande av överbelastning och reboundEdit
denna teori föreslogs ursprungligen av den banbrytande geomorfologen Grove Karl Gilbert 1904. Grunden för denna teori är att erosion av överbelastning och uppgrävning av djupt begravd sten till markytan gör att tidigare komprimerad sten kan expandera radiellt, skapa dragspänning och spricka berget i lager parallellt med markytan. Beskrivningen av denna mekanism har lett till alternativa termer för exfolieringsfogar, inklusive tryckfrigöring eller avlastning av leder. Även om logiken i denna teori är tilltalande, det finns många inkonsekvenser med fält – och laboratorieobservationer som tyder på att det kan vara ofullständigt, såsom:
- Exfolieringsfogar finns i stenar som aldrig har begravts djupt.
- laboratoriestudier visar att enkel kompression och avslappning av bergprover under realistiska förhållanden inte orsakar sprickbildning.
- Exfolieringsfogar finns oftast i områden med YT-parallell kompressionsspänning, medan denna teori kräver att de förekommer i förlängningszoner.
en möjlig förlängning av denna teori för att matcha den komprimerande stressteorin (beskrivs nedan) är som följer (Goodman, 1989): Uppgrävningen av djupt begravda stenar lindrar vertikal stress, men horisontella spänningar kan förbli i en kompetent bergmassa eftersom mediet är i sidled begränsat. Horisontella spänningar blir inriktade med den aktuella markytan när den vertikala spänningen sjunker till noll vid denna gräns. Således kan stora yt-parallella tryckspänningar genereras genom uppgrävning som kan leda till dragbrott som beskrivs nedan.
Thermoelastic strainEdit
Rock expanderar vid uppvärmning och kontrakt vid kylning och olika bergbildande mineraler har varierande hastigheter av termisk expansion / sammandragning. Dagliga variationer i bergytans temperatur kan vara ganska stora, och många har föreslagit att spänningar som skapas under uppvärmning får bergets nära ytzon att expandera och lossna i tunna plattor (t.ex. Wolters, 1969). Stora dagliga eller brandinducerade temperaturfluktuationer har observerats för att skapa tunn laminering och flaking vid ytan av stenar, ibland märkt exfoliering. Eftersom dagliga temperaturfluktuationer bara når några centimeter djup i berg (på grund av bergets låga värmeledningsförmåga), kan denna teori inte redogöra för det observerade djupet av exfoliering som kan nå 100 meter.
kemiskt väderredigera
mineralväder genom att penetrera vatten kan orsaka flaking av tunna skal av sten eftersom volymen av vissa mineraler ökar vid hydrering. Men inte all mineralhydrering resulterar i ökad volym, medan fältobservationer av exfolieringsfogar visar att ledytorna inte har upplevt signifikant kemisk förändring, så denna teori kan avvisas som en förklaring till ursprunget till storskaliga, djupare exfolieringsfogar.
tryckspänning och förlängningsfrakturredigera
stora trycktektoniska spänningar parallellt med marken (eller en fri) yta kan skapa draglägefrakturer i berg, där riktningen för sprickutbredning är parallell med den största principens tryckspänning och riktningen för spricköppningen är vinkelrätt mot den fria ytan. Denna typ av sprickbildning har observerats i laboratoriet sedan minst 1900 (i både uniaxial och biaxial okonfinerad kompressionsbelastning; se Gramberg, 1989). Dragsprickor kan bildas i ett tryckspänningsfält på grund av påverkan av genomgripande mikrosprickor i berggitteret och förlängning av så kallade vingsprickor från nära spetsarna av företrädesvis orienterade mikrosprickor, som sedan kurva och anpassa sig till principens tryckspänning. Frakturer som bildas på detta sätt kallas ibland axiell klyvning, longitudinell splittring eller förlängningsfrakturer och observeras vanligtvis i laboratoriet under uniaxiella kompressionstester. Hög horisontell eller yt-parallell tryckspänning kan bero på regionala tektoniska eller topografiska spänningar, eller genom erosion eller utgrävning av överbelastning.
med hänsyn till fältbevis och observationer av förekomst, frakturläge och sekundära former verkar höga ytparallella tryckspänningar och extensionsfrakturering (axiell klyvning) vara den mest troliga teorin som förklarar bildandet av exfolieringsfogar.