Купол — это особенность структурной геологии , при которой круглая часть поверхности Земли была вытолкнута вверх, наклонив ранее существовавшие слои земли от центра. С технической точки зрения, он состоит из симметричных антиклиналей , которые пересекаются друг с другом в своих соответствующих вершинах. Нетронутые купола представляют собой отчетливые, округлые, сферические или эллипсоидальные выступы на поверхности Земли. Срез купола, параллельный поверхности Земли, имеет концентрические кольца слоев . Если вершина купола была размыта до плоской формы, полученная структура в плане выглядит как яблочко , с самыми молодыми слоями породы снаружи, и каждое кольцо постепенно становится старше, двигаясь внутрь. Эти слои были горизонтальными во время осаждения , а затем деформировались из-за подъема, связанного с образованием купола. [1] [2]
Механизмы формирования
Существует множество возможных механизмов, ответственных за образование куполов, основными из которых являются повторная складчатость, диапиризм, магматическое вторжение и послеударное поднятие.
Перескладывание
Структурные купола могут быть образованы горизонтальными напряжениями в процессе, известном как перескладывание, который включает в себя суперпозицию или наложение двух или более складчатых тканей. Вертикальные складки, образованные горизонтальным первичным напряжением в одном направлении, могут быть изменены другим горизонтальным напряжением, ориентированным под углом 90 градусов к исходному напряжению. Это приводит к наложению двойных тканей, подобно картинам интерференции волн , что приводит к системе бассейнов и куполов. Там, где синклинали обеих тканей накладываются, образуется бассейн ; однако там, где накладываются антиклинали обеих тканей, образуется купол. [1] [3]
Диапиризм
Диапиризм подразумевает вертикальное перемещение пакета материала через вышележащие слои для достижения равновесия в системе, которая имеет установленный градиент плотности (см. Неустойчивость Рэлея-Тейлора ). Для достижения равновесия пакеты из слоя, состоящего из менее плотного материала, будут подниматься к поверхности Земли, создавая образования, которые чаще всего выражаются в поперечном сечении как «каплевидные», где закругленный конец находится ближе всего к поверхности вышележащих слоев. Если вышележащие слои достаточно слабы, чтобы деформироваться при подъеме пакета, может образоваться купол; в случаях, когда вышележащие слои особенно лишены сопротивления приложенному напряжению, диапир может полностью проникнуть сквозь слои и извергнуться на поверхность. Потенциальные материалы, входящие в состав этих менее плотных слоев, включают соль (которая крайне несжимаема, что создает структурную нестабильность, приводящую к диапиризму, когда она захоронена под отложенными слоями и подвергается вышележащему напряжению) и частично расплавленный мигматит (метаморфическая порода, часто встречающаяся в куполах из-за типичного участия тепла и/или давления в их формировании). [4] [5]
Магматическое вторжение
Вторжение магмы в слоистые осадочные породы и последующее образование лакколитов или магматических штоков также может создавать купола. В случае лакколитов это происходит, когда вертикальное движение магмы останавливается у основания определенного осадочного слоя или слоев и начинает распространяться вбок от трубы восходящей магмы. По мере того , как магма течет вбок от трубы магмы, питающей ее, образуется грибовидная масса магмы. Это заставляет вышележащие слои осадочной породы выпячиваться вверх, как гигантский пузырь, и деформироваться в купол. [6] [7]
Подъем после удара
Сложный кратер , вызванный столкновением сверхскоростного тела с другим, более крупным, чем он сам, характеризуется наличием купола в центре места удара. Эти купола, как правило, крупномасштабные (по величине в десятки метров) и считаются результатом ослабления вышележащих слоев и фундамента после удара. Ослабление является неотъемлемой частью вертикального подъема, необходимого для создания купола, поскольку оно позволяет вертикальному смещению происходить без ограничений исходных свойств жесткости недеформированной породы. [8] Это смещение является результатом того, что участок породы в центре места удара, состоящий из слоев и фундамента , повторно уравновешивается относительно силы тяжести. Более ранние теории приписывали куполообразующий подъем отскоку; однако это означало бы, что порода деформируется упруго. Упругая деформация маловероятна, поскольку удар сопровождается обширным разломом и частичным плавлением породы, что изменило бы механические свойства породы. [9]
Примеры
Структурные купола
Наблюдается в системе разломов Каратау , Казахстан [10]
Северный полюсный купол, Западная Австралия (в кратоне Пилбара ) [11]
^ Аб Фоссен, Хокон (2016). Структурная геология . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-316-47295-8.
^ Монро, Джеймс С. и Рид Викандер. Изменение Земли: исследование геологии и эволюции. 2-е изд. Belmont: Wadsworth Publishing Company, 1997. ISBN 0-314-09577-2
^ Груич, Джордже; Вальтер, Томас Р.; Гертнер, Хансйорг (август 2002 г.). «Форма и структура (аналоговых моделей) пересложенных слоев». Журнал структурной геологии . 24 (8): 1313–1326. Bibcode : 2002JSG....24.1313G. doi : 10.1016/S0191-8141(01)00134-1.
^ Ли, Джеффри; Хакер, Брэдли; Ван, Ю (декабрь 2004 г.). «Эволюция северогималайских гнейсовых куполов: структурные и метаморфические исследования в куполе Мабджа, южный Тибет». Журнал структурной геологии . 26 (12): 2297–2316. Bibcode : 2004JSG....26.2297L. CiteSeerX 10.1.1.707.6750 . doi : 10.1016/j.jsg.2004.02.013.
^ Тейсье, Кристиан; Уитни, Донна Л. (1 декабря 2002 г.). «Гнейсовые купола и складчатость». Геология . 30 (12): 1139–1142. Бибкод : 2002Geo....30.1139T. doi :10.1130/0091-7613(2002)030<1139:GDAO>2.0.CO;2.
^ ab Джексон, MD; Поллард, DD (1998). «Противоречие между лакколитом и штоком: новые результаты из южных гор Генри, штат Юта». Бюллетень Геологического общества Америки . 100 (1): 117–139. doi :10.1130/0016-7606(1988)100<0117:TLSCNR>2.3.CO;2.
^ ab Хорсман, Э.; Морган, С.; де Сен-Бланкуа, М.; Хаберт, Г.; Нуджент, А.; Хантер, Р.А.; Тикофф, Б.Г. (2009). «Размещение и сборка неглубоких интрузий из множественных магматических импульсов, горы Генри, Юта». Труды Королевского общества Эдинбурга по наукам о Земле и окружающей среде . 1–2 (1–2): 117–132. Bibcode : 2009EESTR.100..117H. doi : 10.1017/S1755691009016089. S2CID 13607716.
^ ab Lana, C.; Gibson, RL; Reimold, WU (июль 2003 г.). «Импактная тектоника в ядре купола Вредефорт, Южная Африка: Последствия для формирования центрального поднятия в очень крупных ударных структурах». Meteoritics & Planetary Science . 38 (7): 1093–1107. Bibcode :2003M&PS...38.1093L. doi :10.1111/j.1945-5100.2003.tb00300.x. S2CID 131154244.
^ Кенкманн, Томас; Ян, Андреас; Шерлер, Дирк; Иванов, Борис А. (2005). «Структура и формирование центрального поднятия: исследование случая ударного кратера Upheaval Dome, штат Юта». Удары крупных метеоритов III . Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 85–115. ISBN978-0-8137-2384-6. Получено 1 июня 2022 г. .
^ Аллен, МБ; Олсоп, ГИ; Жемчужников, ВГ (январь 2001 г.). «Куполообразная и впадинная перескладчатость и транспрессивная инверсия вдоль системы разломов Каратау, южный Казахстан». Журнал Геологического общества . 158 (1): 83–95. Bibcode : 2001JGSoc.158...83A. doi : 10.1144/jgs.158.1.83. S2CID 140172908.
^ Блеветт, Р. С.; Шевченко, С.; Белл, Б. (август 2004 г.). «Купол Северного полюса: недиапировый купол в архейском кратоне Пилбара, Западная Австралия». Precambrian Research . 133 (1–2): 105–120. Bibcode : 2004PreR..133..105B. doi : 10.1016/j.precamres.2004.04.002.
^ Джессап, М. Дж. «Разделение пятен, частичное плавление и эксгумация куполов вдоль южной окраины Тибетского плато: купола Лео Паргил (Индия) и Лхагой Кангри (Тибет)». Университет Теннесси, Ноксвилл . Получено 25 октября 2015 г.
^ Jesus, Martinez Frias; et al. (сентябрь 2011 г.). «Мультианалитическая характеристика мегабрекчий, богатых кремнием, из предполагаемой природной зоны Ришат (пустыня Сахара, Мавритания)». Google Scholar . Получено 28.05.2023 .
