stringtranslate.com

Орогенический коллапс

Орогенический коллапс — это истончение и распространение утолщенной земной коры.

В геологии орогенический коллапс — это истончение и боковое распространение утолщенной коры . Это широкий термин, относящийся к процессам, которые распределяют материал из областей с высокой гравитационной потенциальной энергией в области с низкой гравитационной потенциальной энергией. [1] [2] Орогенический коллапс может начаться в любой точке во время орогенеза из-за чрезмерного утолщения коры. Посторогенный коллапс и посторогенное расширение относятся к процессам, которые происходят после высвобождения тектонических сил , и представляют собой ключевую фазу цикла Вильсона , между столкновением континентов и рифтообразованием. [3]

Описание

Орогены (также известные как орогенные пояса или, проще говоря, горные хребты ) представляют собой участки утолщенной коры, которые формируются при столкновении тектонических плит . Утолщение коры знаменует начало орогенеза или «события горообразования». По мере развития орогенеза ороген может начать расходиться и истончаться. Процессы обрушения могут начаться либо после окончания орогенеза, когда прекращаются тектонические силы, либо во время орогенеза, если кора становится нестабильной. [1]

В орогеническом коллапсе задействованы два основных механизма: избыточная гравитационная потенциальная энергия и поток тепла в утолщенную кору. Излишне утолщенная кора может стать хрупкой и начать разрушаться и растекаться под собственным весом. Дополнительный вес от утолщенной коры также заставляет ее глубже погружаться в мантию , где дополнительное тепло может поступать в кору. Дополнительное тепло размягчает породу и делает ее более текучей, что может позволить материалу в более глубоких секциях перемещаться вверх в более тонкие области с помощью сил плавучести , уменьшая общую толщину. [1] Орогены также могут быть разрушены эдукцией и эрозией , но эти процессы не обязательно связаны с орогеническим коллапсом. [2] Утверждалось, что расширение во время орогенического коллапса является более эффективным механизмом понижения гор, чем эрозия. [4]

Модели

Орогенный коллапс может произойти при различных обстоятельствах

Коллапс фиксированной границы

Коллапс с фиксированной границей — это разрушение хрупкой верхней коры, которое происходит, когда кора становится слишком толстой, а тектонические силы все еще активны. Течение в нижней коре может происходить или не происходить, когда это происходит. Это может привести к эксгумации погребенных объектов. [2] [1]

Коллапс свободной границы

Коллапс со свободной границей происходит, когда тектонические силы высвобождаются, и утолщенная кора может свободно перемещаться. Это приводит как к расширению поверхностной коры, так и к течению нижней коры в более тонкие области. Поверхностное выражение расширения может включать обширные нормальные сбросы . [1] [2] Этот тип деформации можно сравнить с тем, что кусок сыра камамбер оставляют на ночь: по мере того, как сыр начинает провисать и растекаться, корка в конечном итоге трескается и раскалывается. [5]

Примеры

Каледонская орогенез

Скандинавские каледониды являются примером орогенеза и горной цепи, которая достигла высоты 8–9 км, а затем обрушилась в девоне , образовав крупные протяженные структуры, такие как отрыв Нордфьорд-Согн . [6] Обрушение было таким, что современные Скандинавские горы обязаны своей высотой не бывшему орогенезу, а другим процессам, которые происходили в кайнозое . [7] [8]

Провинция бассейна и хребта

Провинция Бассейна и Хребта на западе США ранее была высоким плато в пределах Американских Кордильер , которое с тех пор было расширено и истончено. Характерный рельеф вызван распадом коры на блоки разломов в результате расширения. Причина расширения обсуждается, хотя она, вероятно, связана с переходом от зоны субдукции к трансформной границе между Североамериканской и Тихоокеанской плитами, а также возможным подъемом мантии . [9] [10]

Эгейское море

Плита Эгейского моря представляет собой часть континентальной коры, которая была истончена и считается высоким плато между Средиземным и Черным морями . Северная часть плиты подверглась Эгейскому орогенезу ( ок.  70 - 14 млн лет назад ), за которым последовало расширение и истончение коры из-за отката плиты Африканской плиты . [11]

Варисцианская орогенеза

Варисцианская орогенезия была результатом столкновения плит Лавруссии и Гондваны во время формирования Пангеи . Это привело к образованию высокого плато утолщенной коры. Около  345–310 млн лет назад северная субдуцирующая плита начала отступать на юг, в результате чего утолщенная кора начала истончаться из-за сочетания гравитационного коллапса, отрыва по разлому и размягчения коры из-за дополнительного тепла. [12] [13]

Тибетское нагорье

Хотя Тибетское нагорье находится в основном в компрессионной среде, вызванной столкновением Индийской и Евразийской плит , оно также испытывает растяжение с востока на запад, которое началось около  14 млн лет назад . [14] [15] [16] Основной причиной этого растяжения, вероятно, является гравитационный коллапс плато из-за избыточной гравитационной потенциальной энергии, а также возможный базальный сдвиг, поскольку Индийская плита погружается под Тибет. [17] [18]

Ссылки

  1. ^ abcde Selverstone, Jane (май 2005 г.). «Are the Alps collapseing?». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 33 : 113–132. Bibcode : 2005AREPS..33..113S. doi : 10.1146/annurev.earth.33.092203.122535 – через ResearchGate .
  2. ^ abcd Адамушек, Марта (28.07.2013). "Лекция - Орогенический коллапс". YouTube .
  3. ^ Дай, Лимин; Ли, Саньчжун; Ли, Чжун-Хай; Сомервилль, Иэн; Лю, Сяочунь (2018-02-09). «Пост-орогенное удаление корней и коллапс». www.mantleplumes.org . Архивировано из оригинала 2021-12-11 . Получено 2021-12-10 .
  4. ^ Дьюи, Дж. Ф.; Райан, П. Д.; Андерсен, ТБ (1993). «Орогенный подъем и обвал, толщина земной коры, ткани и метаморфические фазовые изменения: роль эклогитов». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации . 76 (1): 325–343. Bibcode : 1993GSLSP..76..325D. doi : 10.1144/gsl.sp.1993.076.01.16. S2CID  55985869.
  5. ^ Нэнс, Дамиан (2014-03-24). «Что такое орогенический коллапс?». Oxford University Press.
  6. ^ Джонстон С., Хакер BR и Дусеа МН (2007). «Эксгумация пород сверхвысокого давления под сегментом Хорнелен зоны отрыва Нордфьорд-Согн, западная Норвегия» (PDF) . Бюллетень Геологического общества Америки . 119 (9–10): 1232–1248. Bibcode : 2007GSAB..119.1232J. doi : 10.1130/B26172.1.
  7. ^ Габриэльсен, Рой Х.; Фалейде, Ян Инге; Паскаль, Кристоф; Браатен, Альвар; Нистуэн, Йохан Петтер; Этцельмюллер, Бернд; О'Доннел, Седжал (2010). «Последняя Каледония для современного тектономорфологического развития южной Норвегии». Морская и нефтяная геология . 27 (3): 709–723. Бибкод : 2010МарПГ..27..709Г. doi :10.1016/j.marpetgeo.2009.06.004.
  8. ^ Грин, Пол Ф.; Лидмар-Бергстрём, Карна ; Япсен, Питер; Бонов, Йохан М.; Чалмерс, Джеймс А. (2013). «Стратиграфический ландшафтный анализ, термохронология и эпизодическое развитие возвышенных пассивных континентальных окраин». Бюллетень Геологической службы Дании и Гренландии . 30 : 18. doi : 10.34194/geusb.v30.4673 . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Получено 30 апреля 2015 г.
  9. ^ Кассель, Элизабет Дж.; Брикер, Дэниел О.; Генри, Кристофер Д.; Ларсон, Тоти Э.; Стокли, Дэниел Ф. (ноябрь 2014 г.). «Профиль палеоорогена: высокая топография в современном бассейне и диапазоне от 40 до 23 млн лет». Геология . 42 (11): 1007–1010. Bibcode : 2014Geo....42.1007C. doi : 10.1130/G35924.1. ISSN  1943-2682.
  10. ^ Лю, Миан; Шэнь, Юньцин (апрель 1998 г.). «Обвал земной коры, подъем мантии и кайнозойское расширение в североамериканских Кордильерах». Тектоника . 17 (2): 311–321. Bibcode : 1998Tecto..17..311L. doi : 10.1029/98tc00313 . ISSN  0278-7407.
  11. ^ Searle, Michael P.; Lamont, Thomas N. (2020-03-03). "Происхождение сжатия Эгейского орогенеза, Греция". Geoscience Frontiers . 13 (2) (опубликовано 2020-08-07): 101049. doi : 10.1016/j.gsf.2020.07.008 .
  12. ^ Вандерхэге, Оливье; Лоран, Оскар; Гардьен, Вероника; Мойен, Жан-Франсуа; Жебелен, Од; Шелле-Мишу, Сирил; Кузинье, Симон; Вилларос, Арно; Белланжер, Матье (23 сентября 2020 г.). «Поток частично расплавленной коры, контролирующий строительство, рост и разрушение Варисканского орогенного пояса: геологическая летопись Центрального Французского массива». Бюллетень геологического общества Франции . 191 (1): 25. doi : 10.1051/bsgf/2020013 . hdl : 10026.1/15600 . ISSN  0037-9409.
  13. ^ Вацек, Франтишек; Жак, Йиржи (март 2019 г.). «Жизнь орогенного плато Варискан от подъема до обрушения, зафиксированная Пражским бассейном, Богемский массив». Geological Magazine . 156 (3): 485–509. Bibcode :2019GeoM..156..485V. doi :10.1017/S0016756817000875. ISSN  0016-7568. S2CID  133712817.
  14. ^ Ni, James; York, James E. (1978). "Позднекайнозойская тектоника Тибетского плато". Journal of Geophysical Research . 83 (B11): 5377. Bibcode : 1978JGR....83.5377N. doi : 10.1029/jb083ib11p05377. ISSN  0148-0227.
  15. ^ Инь, Ан; Капп, Пол А.; Мерфи, Майкл А.; Мэннинг, Крейг Э.; Марк Харрисон, Т.; Гроув, Марти; Линь, Дин; Си-Гуан, Дэн; Цунь-Мин, У (1999-09-01). "Значительное поздненеогеновое расширение с востока на запад в северном Тибете". Геология . 27 (9): 787–790. Bibcode : 1999Geo....27..787Y. doi : 10.1130/0091-7613(1999)027<0787:SLNEWE>2.3.CO;2. ISSN  0091-7613.
  16. ^ Blisniuk, Peter M.; Hacker, Bradley R.; Glodny, Johannes; Ratschbacher, Lothar; Bi, Siwen; Wu, Zhenhan; McWilliams, Michael O.; Calvert, Andy (2001-08-01). "Нормальное разломообразование в центральном Тибете, начавшееся по крайней мере 13,5 млн лет назад". Nature . 412 (6847): 628–632. doi :10.1038/35088045. ISSN  1476-4687. PMID  11493918. S2CID  4349309.
  17. ^ Лю, Миан; Ян, Юцин (2003-08-01). "Обвал Тибетского плато при растяжении: результаты трехмерного моделирования методом конечных элементов". Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 108 (B8): 2361. Bibcode : 2003JGRB..108.2361L. doi : 10.1029/2002JB002248 . ISSN  2156-2202.
  18. ^ Го, Сяоюй; Гао, Руй; Чжао, Цзюньмэн; Сюй, Сяо; Лу, Чжаньу; Клемперер, Саймон Л.; Лю, Хунбин (01 октября 2018 г.). «Глубинная геометрия литосферы, раскрывающая коллапс Тибетского нагорья». Обзоры наук о Земле . 185 : 751–762. Бибкод : 2018ESRv..185..751G. doi : 10.1016/j.earscirev.2018.07.013 . ISSN  0012-8252.