WikiDer > Эксгумация (геология)

Exhumation (geology)

В геология, период, термин эксгумация относится к процессу, посредством которого посылка камень (который ранее был похоронен), приближается к поверхности Земли.[1]

Он отличается от связанных идей поднятия горных пород и поднятия поверхности тем, что он явно измеряется относительно поверхности Земли, а не относительно некоторой абсолютной системы отсчета, такой как земная геоид.[1]

Эксгумацию погребенных пород следует рассматривать как две разные категории, а именно: эксгумацию обнажение/эрозия или эксгумация тектонический процессы, за которыми следуют эрозия. В последнем случае горные породы (или пакеты горных пород) с более глубоких уровней земной коры (от метровой до километровой глубины ниже поверхности Земли) переносятся к поверхности Земли (то есть на более мелкие уровни земной коры) посредством утолщение коры (см. также по сравнению тектоническое поднятие) и / или тектоника растяжения и впоследствии подвергаются эрозии. Часто эксгумация включает сложное взаимодействие между утолщением земной коры, тектоникой растяжения и эрозией.

Примечательно, что между различными режимами захоронения и эксгумации совпадают характеристики, и различие между ними зависит от ряда параметров, таких как:[2]

Подробный и интегрированный геологическое моделирование, структурная геология, геохронология и метаморфические геологические дисциплины являются ключом к пониманию этих процессов.

Денудация

Эксгумацию путем денудации можно рассматривать как процесс обнажения скальных массивов исключительно за счет удаления лежащих на них рыхлых отложений или твердых слоев горных пород. Денудация здесь рассматривается как процесс, который удаляет части верхней коры Земли физическими процессами, которые происходят естественным образом (например, ледники, ветер, вода, оползни). Благодаря этой форме эксгумации что-то ранее захороненное в отложения, например форма рельефа, не покрыт и может быть выставлен.

Эксгумация в результате тектонических процессов

Эксгумация в результате тектонических процессов относится к любому геологическому механизму, который переносит породы с более глубоких уровней земной коры на более мелкие уровни земной коры. Хотя эрозия или денудация являются основополагающими для того, чтобы в конечном итоге обнажить эти более глубокие породы на поверхности Земли, геологическое явление, которое приводит к образованию более мелкой коры, по-прежнему считается процессами эксгумации. Геологическая эксгумация происходит в разных масштабах, от более мелких толчки обычно встречается в мелкой земной коре (глубиной менее 10 км)[3] что приводит к эксгумации в масштабе от сантиметров до метров, к более крупномасштабным объектам, происходящим на более глубоких уровнях земной коры, вдоль которых эксгумация составляет от сотен метров до километров.

Геологические механизмы, вызывающие глубокую эксгумацию земной коры, могут происходить в самых разных тектонический настройки, но в конечном итоге определяются конвергенция тектонических плит через субдукция. В зависимости от типа сходящаяся границаэксгумация происходит путем укола в аккреционный клин, к помешательство и / или как процесс во время орогенный цикл (т.е. цикл горообразования и разрушения).

Обдукция

Во время субдукции океанической плиты под континентальную кору некоторые фрагменты океанической коры могут быть захвачены над континентальной корой через помешательство. Образовавшиеся породы, закрепленные на континентальной коре, называются офиолиты.[4] Хотя точный механизм образования офиолитов все еще обсуждается,[4] Эти породы до сих пор представляют собой пример того, как породы были извлечены и обнажены на поверхности в результате тектонического процесса поглощения, а затем обнажены.

Эксгумация глубокой коры во время орогенного цикла.

Эксгумация глубинных пород земной коры во время орогенного цикла происходит в основном во время континентальное столкновение или во время продления после столкновения[2] и, таким образом, широко сгруппирован в три механизма, которые используются для описания захоронения и эксгумации цикла, а именно синконвергентные орогенные клинья,[5][6] поток в канале (также известный как пластическая экструзия)[7] и постконвергентный гравитационный коллапс.

Синконвергентный орогенный клин

Во время субдукции к коллизионным фазам орогенного цикла тектонический клин формируется на носу (сторона субдуцирующей плиты) и, как правило, на отступе (континентальная сторона) орогена. Во время непрерывного схождения клин сохраняет свою форму, сохраняя критический угол конуса[6][5] за счет взаимодействия утолщения за счет базальной аккреции или распространения выступа (фронтальная аккреция) и утонения за счет нормального разлома и эрозии в верхней части клина. Эрозия клина значительно влияет на динамику клина, что способствует эксгумации за счет надавливания пород средней коры на висящую стенку клина.[8][9] Характеристики этого режима эксгумации включают свидетельства сильного несоосного обратного сдвига, метаморфизма прогрессивного уровня, возраст охлаждения постепенно моложе по направлению к более глубоким структурным уровням и что эксгумация на более высоких структурных уровнях совпадает с захоронением структурных уровней.[2] Такая тектоника приводит к складные и упорные ремни или если они накапливаются в течение длительного времени, могут образовывать толстые длинные горячие орогены,[7] такой как Гималаи.

Канал-поток

Канальный поток обычно возникает в давно горячих орогенах, когда ороген достаточно толстый, чтобы способствовать частичному плавлению в средней-нижней части орогена до точки, где породы достигают критически низкой вязкости, позволяя им течь.[7][10][11] Впоследствии эти породы могут отделиться от своего основания и начать течь на более высокие уровни земной коры по градиентам литостатического давления, которые могут быть вызваны плавучестью, вызванной расплавом, или различиями в рельефе и контрастах поперечной плотности.[12] оба из которых подвержены эрозии.[13] Характеристики этого режима эксгумации включают одновременный нормальный сдвиг и обратный сдвиг вдоль кровли и основания канала, соответственно, высокотемпературные ретроградные метаморфические образования, холодный возраст должен быть моложе к передней части канала и пути PTt, предполагающие длительное захоронение и синхронное эксгумация по всему каналу.[2]

Постконвергентный гравитационный коллапс

Постконвергентный гравитационный коллапс (расширение) происходит, когда силы конвергенции больше не могут поддерживать гравитационную силу орогена, образовавшегося во время столкновения.[14] Во время обрушения высокосортные породы из ядра орогена выводятся восходящим потоком к теперь утоненным областям земной коры, образуя куполообразную форму. метаморфические комплексы ядра.[15][16] В качестве альтернативы или в сочетании с расширением центра орогена распространение массива горных пород к краю может привести к эксгумации вдоль серии хрупких или пластичных надвигов и нормальных разломов[11] и в конечном итоге формирование поясов складчатого и надвигового типа по краям обрушившегося орогена. Характеристики гравитационного коллапса включают граничащие наружу, зоны нормального чувственного сдвига по краям основных комплексов и пути P-T-t только для эксгумации.[2]

Рекомендации

  1. ^ а б Англия, Филипп; Мольнар, Питер (1990-12-01). «Поднятие поверхности, поднятие горных пород и эксгумация горных пород». Геология. 18 (12): 1173–1177. Bibcode:1990 Geo .... 18.1173E. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1990) 018 <1173: SUUORA> 2.3.CO; 2. ISSN 0091-7613.
  2. ^ а б c d е Жерве, Феликс; Браун, Ричард Л. (2011). «Тестирование режимов эксгумации в коллизионных орогенах: поток синконвергентного канала на юго-востоке Канадских Кордильер». Литосфера. 3 (1): 55–75. Bibcode:2011Lsphe ... 3 ... 55G. Дои:10.1130 / L98.1.
  3. ^ Сибсон, Р. Х (1986-05-01). «Землетрясения и деформации горных пород в зонах разломов земной коры». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 14 (1): 149–175. Bibcode:1986AREPS..14..149S. Дои:10.1146 / annurev.ea.14.050186.001053. ISSN 0084-6597.
  4. ^ а б Робинсон, Пол Т .; Мальпас, Джон; Дилек, Йилдирим; Чжоу, Мэй-фу (2008). «Значение расслоенных дайковых комплексов в офиолитах». GSA сегодня. 18 (11): 4. Дои:10.1130 / GSATG22A.1. ISSN 1052-5173.
  5. ^ а б Дален, Ф.А. (1995). «Модель критического конуса складно-упорных ремней и аккреционных клиньев». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 18 (1): 55–99. Дои:10.1146 / annurev.ea.18.050190.000415. ISSN 0084-6597. S2CID 128774151.
  6. ^ а б Платт, Дж. П. (1986). «Динамика орогенных клиньев и поднятия метаморфических пород высокого давления». Бюллетень Геологического общества Америки. 97 (9): 1037. Bibcode:1986GSAB ... 97.1037P. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1986) 97 <1037: DOOWAT> 2.0.CO; 2. ISSN 0016-7606.
  7. ^ а б c Beaumont, C .; Jamieson, R.A .; Nguyen, M. H .; Ли, Б. (2001). «Гималайская тектоника объясняется выдавливанием низковязкого канала земной коры в сочетании с сфокусированной поверхностной денудацией». Природа. 414 (6865): 738–742. Bibcode:2001Натура.414..738Б. Дои:10.1038 / 414738a. ISSN 0028-0836. PMID 11742396.
  8. ^ Уиллетт, Шон Д. (1999). «Орогенез и орография: влияние эрозии на структуру горных поясов». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 104 (B12): 28957–28981. Bibcode:1999JGR ... 10428957W. Дои:10.1029 / 1999JB900248. ISSN 2156-2202.
  9. ^ Уиллетт, Шон Д. (1999). «Реологическая зависимость растяжения в клиновых моделях конвергентных орогенов». Тектонофизика. 305 (4): 419–435. Bibcode:1999Tectp.305..419W. Дои:10.1016 / S0040-1951 (99) 00034-7.
  10. ^ Груич, Д. (2006). «Русловое течение и тектоника столкновений континентов: обзор». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 268 (1): 25–37. Bibcode:2006GSLSP.268 ... 25G. Дои:10.1144 / GSL.SP.2006.268.01.02. ISSN 0305-8719.
  11. ^ а б Jamieson, R.A .; Бомонт, К. (1 ноября 2013 г.). «О происхождении орогенов». Бюллетень Геологического общества Америки. 125 (11–12): 1671–1702. Bibcode:2013GSAB..125.1671J. Дои:10.1130 / B30855.1. ISSN 0016-7606.
  12. ^ Жерве, Феликс; Раналли, Джорджио (2017). «Влияние поперечных градиентов плотности, уклона и плавучести на поток в русле: одномерные аналитические решения и приложения для юго-восточной канадской Кордильеры». Тектонофизика. 712-713: 578–588. Bibcode:2017Tectp.712..578G. Дои:10.1016 / j.tecto.2017.06.023.
  13. ^ Годин, Л .; Grujic, D .; Закон, Р. Д .; Серл, М. П. (2006). «Канальный поток, пластичная экструзия и эксгумация в континентальных зонах столкновения: введение». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 268 (1): 1–23. Bibcode:2006GSLSP.268 .... 1G. Дои:10.1144 / gsl.sp.2006.268.01.01. ISSN 0305-8719. S2CID 56520730.
  14. ^ Ошибка цитирования: указанная ссылка :4 был вызван, но не определен (см. страница помощи).
  15. ^ Брун, Жан-Пьер; Сокутис, Димитриос; Дрише, Жан Ван Ден (1994-04-01). «Аналоговое моделирование систем отрыва и комплексов активной зоны». Геология. 22 (4): 319–322. Bibcode:1994Гео .... 22..319B. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1994) 022 <0319: AMODFS> 2.3.CO; 2. ISSN 0091-7613.
  16. ^ Тирель, Селин; Брун, Жан-Пьер; Буров, Евгений (2008). «Динамика и структурное развитие комплексов метаморфического ядра». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 113 (B4): B04403. Bibcode:2008JGRB..113.4403T. Дои:10.1029 / 2005JB003694. ISSN 2156-2202.