Орогенный коллапс

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 гравитационной потенциальной энергией. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Орогенный коллапс может начаться в любой момент орогении из -за чрезмерного утолщения земной коры. Посторогенный коллапс и посторогенное расширение относятся к процессам, которые происходят после тектонических сил высвобождения , 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 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

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 свободной границы 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, кожура 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 , образуя 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, происходившим 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 сдвиг основания при погружении Индийской плиты под Тибет. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и 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 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Адамушек, Марта (28 июля 2013 г.). «Лекция – Орогенный коллапс» . Ютуб .
^ Дай, Лиминг; 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.
^ 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 .
^ Нэнси, Дамиан (24 марта 2014 г.). «Что такое орогенный коллапс?» . Издательство Оксфордского университета.
^ Джонстон С., Хакер Б.Р. и Дучеа М.Н. (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 .
^ 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 .
^ 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.
^ 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 .
^ 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 .
^ Сирл, Майкл П.; Ламонт, Томас Н. (03 марта 2020 г.). «Компрессионное происхождение Эгейского складчатого образования, Греция» . Геонаучные границы . 13 (2) (опубликовано 7 августа 2020 г.): 101049. doi : 10.1016/j.gsf.2020.07.008 .
^ 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 .
^ 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 .
^ 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 .
^ 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 северного Тибета с востока на запад в позднем неогене» . 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 .
^ Блиснюк, Петр М.; Хакер, Брэдли Р.; Глодный, Йоханнес; Ратчбахер, Лотар; Би, Сивен; Ву, Чжэньхан; Маквильямс, Майкл О.; Калверт, Энди (1 августа 2001 г.). «Обычные разломы в центральном Тибете, по крайней мере, 13,5 млн лет назад» . Природа . 412 (6847): 628–632. дои : 10.1038/35088045 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 11493918 . S2CID 4349309 .
^ 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 .
^ Го, Сяоюй; Гао, Руй; Чжао, Цзюньмэн; Сюй, Сяо; Пшеница, 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 .

[:1-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и 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 .

[:0-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Адамушек, Марта (28 июля 2013 г.). «Лекция – Орогенный коллапс» . Ютуб .

[3] Дай, Лиминг; 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.

[Deweyetal1993-4] 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.

[Johnston_et_al-6] Джонстон С., Хакер Б.Р. и Дучеа М.Н. (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 .

[Gabrielsenetal2010-7] 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 .

[Greenetal2013-8] 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» . Геонаучные границы . 13 (2) (опубликовано 7 августа 2020 г.): 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 северного Тибета с востока на запад в позднем неогене» . 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, Петр М.; Хакер, Брэдли Р.; Глодный, Йоханнес; Ратчбахер, Лотар; Би, Сивен; Ву, Чжэньхан; Маквильямс, Майкл О.; Калверт, Энди (1 августа 2001 г.). «Обычные разломы в центральном Тибете, по крайней мере, 13,5 млн лет назад» . Природа . 412 (6847): 628–632. дои : 10.1038/35088045 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 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; Пшеница, 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 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]