stringtranslate.com

Орогенный коллапс

Орогенный коллапс - это истончение и распространение утолщенной коры.

В геологии орогенный коллапс — утонение и латеральное распространение утолщенной коры . Это широкий термин, обозначающий процессы, которые распределяют материал из областей с высокой гравитационной потенциальной энергией в области с низкой потенциальной гравитационной энергией. [1] [2] Орогенический коллапс может начаться в любой момент во время складчатости из-за чрезмерного утолщения земной 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 рифтингом. [3]

Описание

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

При орогенном коллапсе действуют два основных механизма: избыточная гравитационная потенциальная энергия и поток тепла в утолщенную кору. Утолщенная корка может стать хрупкой и начать разрушаться и растекаться под собственным весом. Дополнительный вес утолщенной коры также заставляет ее погружаться глубже в мантию , где в кору может поступать дополнительное тепло. Дополнительное тепло смягчает породу и облегчает ее течение, что может позволить материалу из более глубоких участков перемещаться вверх в более тонкие области за счет сил плавучести , уменьшая общую толщину. [1] Орогены также могут разрушаться путем эдукции и эрозии , но эти процессы не обязательно связаны с орогенным коллапсом. [2] Утверждалось, что растяжение во время орогенного обрушения является более эффективным механизмом понижения гор, чем эрозия. [4]

Модели

Орогенный коллапс может произойти при разных обстоятельствах.

Коллапс фиксированной границы

Коллапс с фиксированной границей — это разрушение хрупкой верхней коры, которое происходит, когда кора чрезмерно утолщается, а тектонические силы все еще активны. В этом случае течение в нижней коре может произойти, а может и не произойти. 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 двигаться. Это приводит как к растяжению поверхностной коры, так и к оттоку нижней коры в более тонкие области. Поверхностное проявление расширения может включать в себя обширные сбросовые нарушения . [1] [2] Этот тип деформации сравнивают с оставлением куска сыра Камамбер на ночь: когда сыр начинает провисать и растекаться, корка со временем трескается и раскалывается. [5]

Примеры

Каледонская складчатость

Скандинавские Каледониды являются примером складчатости и горной цепи, достигшей высоты 8–9 км, а затем обрушившейся в девоне , образовав крупные структуры растяжения, такие как отряд Нордфьорд-Согн . [6] Обрушение было таким, что современные Скандинавские горы обязаны своей высотой не прежней складчатости, а другим процессам, произошедшим в кайнозое . [7] [8]

Провинция бассейна и хребта

Провинция бассейнов и хребтов на западе Соединенных Штатов ранее была высоким плато в пределах Американских Кордильер , которое с тех пор расширилось и истончилось. Характерная топография обусловлена ​​распадом земной коры на блоки разломов в результате растяжения. Причина растяжения дискутируется, хотя, вероятно, она связана с переходом от зоны субдукции к трансформной границе между Северо-Американской и Тихоокеанской плитами, а также с возможным мантийным апвеллингом . [9] [10]

Плита Эгейского моря

Плита Эгейского моря представляет собой утонченную часть континентальной коры и считается высоким плато между Средиземным и Черным морями . Северная часть плиты подверглась эгейской складчатости ( ок.  70–14 млн лет назад ), за которой последовало расширение и утончение земной коры из-за отката плит Африканской плиты . [11]

Варисканская складчатость

Варисканская складчатость возникла в результате столкновения плит Лавруссии и Гондваны во время формирования Пангеи . Это привело к образованию высокого плато утолщенной коры. в.  345–310 млн лет назад погружающаяся на север плита начала отступать на юг, в результате чего утолщенная кора начала истончаться в результате сочетания гравитационного коллапса, отделения разломов и размягчения коры из-за дополнительного тепла. [12] [13]

Тибетское нагорье

Хотя Тибетское нагорье находится в основном в среде сжатия, вызванной столкновением Индийской и Евразийской плит , оно также испытывает растяжение с востока на запад, которое началось ок.  14 млн. лет . [14] [15] [16] Основной причиной этого расширения, вероятно, является гравитационный коллапс плато из-за избыточной гравитационной потенциальной энергии, а также возможный базальный сдвиг при погружении Индийской плиты под Тибет. [17] [18]

Рекомендации

  1. ^ abcde Селверстоун, Джейн (май 2005 г.). «Альпы рушатся?». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 33 : 113–132. Бибкод : 2005AREPS..33..113S. doi :10.1146/annurev.earth.33.092203.122535 – через ResearchGate .
  2. ^ abcd Адамушек, Марта (28 июля 2013 г.). «Лекция - Орогенный коллапс». YouTube .
  3. ^ Дай, Известкование; Ли, Саньчжун; Ли, Чжун-Хай; Сомервилл, Ян; Лю, Сяочунь (09 февраля 2018 г.). «Посторогенное выкорчевывание и коллапс». www.mantleplumes.org . Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
  4. ^ Дьюи, Дж. Ф.; Райан, PD; Андерсен, ТБ (1993). «Орогенное поднятие и обрушение, мощность земной коры, ткани и метаморфические фазовые изменения: роль эклогитов». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 76 (1): 325–343. Бибкод : 1993GSLSP..76..325D. дои : 10.1144/gsl.sp.1993.076.01.16. S2CID  55985869.
  5. ^ Нэнси, Дамиан (24 марта 2014 г.). «Что такое орогенный коллапс?». Издательство Оксфордского университета.
  6. ^ Джонстон С., Хакер БР и Дучеа 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. Бибкод : 2007GSAB..119.1232J. дои : 10.1130/B26172.1.
  7. ^ Габриэльсен, Рой Х.; Фалейде, Ян Инге; Паскаль, Кристоф; Браатен, Альвар; Нистуэн, Йохан Петтер; Этцельмюллер, Бернд; О'Доннел, Седжал (2010). «Последний каледонский период 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-Бергстрем, Карна ; Япсен, Питер; Боноу, 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 . дои : 10.34194/geusb.v30.4673 . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года . Проверено 30 апреля 2015 г.
  9. ^ Кассель, Элизабет Дж.; Брекер, Дэниел О.; Генри, Кристофер Д.; Ларсон, Тоти Э.; Штокли, Дэниел Ф. (ноябрь 2014 г.). «Профиль палеоорогена: высокий рельеф современного бассейна и диапазона от 40 до 23 млн лет назад». Геология . 42 (11): 1007–1010. Бибкод : 2014Geo....42.1007C. дои : 10.1130/G35924.1. ISSN  1943-2682.
  10. ^ Лю, Миан; Шэнь, Юньцин (апрель 1998 г.). «Коллапс земной коры, мантийный апвеллинг и кайнозойское расширение в Североамериканских Кордильерах». Тектоника . 17 (2): 311–321. Бибкод : 1998Tecto..17..311L. дои : 10.1029/98tc00313 . ISSN  0278-7407.
  11. ^ Сирл, Майкл П.; Ламонт, Томас Н. (03 марта 2020 г.). «Компрессионное происхождение Эгейского складчатого образования, Греция». Geoscience Frontiers (опубликовано 7 августа 2020 г.). 13 (2): 101049. doi : 10.1016/j.gsf.2020.07.008 .
  12. ^ Вандерхаге, 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, Иржи (март 2019 г.). «Жизнь Варисканского орогенного плато от поднятия до обрушения, зафиксированная в Пражской котловине, Богемский массив». Геологический журнал . 156 (3): 485–509. Бибкод : 2019ГеоМ..156..485В. дои : 10.1017/S0016756817000875. ISSN  0016-7568. S2CID  133712817.
  14. ^ Ни, Джеймс; Йорк, Джеймс Э. (1978). «Позднекайнозойская тектоника Тибетского нагорья». Журнал геофизических исследований . 83 (B11): 5377. Бибкод : 1978JGR....83.5377N. дои : 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, Ву (1 сентября 1999 г.). «Значительное расширение позднего неогена с востока на запад в северном Тибете». Геология . 27 (9): 787–790. Бибкод : 1999Geo....27..787Y. doi :10.1130/0091-7613(1999)027<0787:SLNEWE>2.3.CO;2. ISSN  0091-7613.
  16. ^ Блиснюк, Питер М.; Хакер, Брэдли Р.; Глодный, Йоханнес; Ратчбахер, Лотар; Би, Сивен; Ву, Чжэньхан; Маквильямс, Майкл О.; Калверт, Энди (1 августа 2001 г.). «Обычный разлом в центральном Тибете, по крайней мере, 13,5 млн лет назад». Природа . 412 (6847): 628–632. дои : 10.1038/35088045. ISSN  1476-4687. PMID  11493918. S2CID  4349309.
  17. ^ Лю, Миан; Ян, Юцин (1 августа 2003 г.). «Расширенный коллапс Тибетского нагорья: результаты трехмерного конечно-элементного моделирования». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 108 (B8): 2361. Бибкод : 2003JGRB..108.2361L. дои : 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.