Геология Альп - Geology of the Alps

В Альпы составляют часть Кайнозойский орогенный пояс горные цепи, называется Ремень Alpide, который простирается через южная Европа и Азия от Атлантический вплоть до Гималаи. Этот пояс горных цепей образовался в Альпийский орогенез. Брешь в этих горных цепях в Центральная Европа отделяет Альпы от Карпаты на восток. Орогенез происходил непрерывно и тектонический проседание произвел промежутки между ними.

Альпы возникли в результате столкновения Африканский и Евразийский тектонические плиты, в которой Альпийская Тетис, который раньше находился между этими континенты, исчез. Громадный стресс было оказано на отложения альпийской котловины Тетис и ее Мезозойский и рано Кайнозойский слои были прижаты к конюшне Евразийский суша по движущейся на север африканской суше. Большинство из них произошло во время Олигоцен и Миоцен эпох. Давление образовало большие лежачие складки или пеленки, которые поднялись из того, что стало Альпийским Тетисом, и двинулись на север, часто ломаясь и скользя друг над другом, образуя гигантские разломы тяги. Кристаллический фундамент горные породы, обнаженные в более высоких центральных областях, являются породы, образующие Монблан, то Маттерхорн, и высокие пики в Пеннинские Альпы и Высокий Тауэрн (Stampfli & Borel 2004 г. ).

Формирование Средиземное море является более поздней разработкой и не отмечает северную протяженность террейнов, берущих начало в пределах Африканской плиты.

Геологические границы

Тектоническая карта Средиземноморье, показывающий положение Альп в пределах других построек Ремень Alpide

Альпы образуют северный выпуклый дуги вокруг их юго-востока форланд-бассейн, то Бассейн реки По (если быть точным, то юг их внутренние районы ). Четвертичный и Неоген отложения в этом бассейне несогласованно лежат самые южные толкать единицы. На северо-востоке, на юг погружение и с внутренним упором Кайнозойский форландские отложения (флиш и моласса ) найдены. Этот Баварский и Швейцарский форланд-бассейн называется Бассейн с молассой. Отложения форландской впадины надвигаются с юга надвиговым фронтом альпийских покровов. В Швейцарии бассейн Моласса окаймлен на северо-западе Горы Юра, внешний складчато-надвиговый пояс, который геологически можно рассматривать как часть Альп. Западная часть бассейна Моласса образует плато Mittelland между Альпами и горами Юра. Расположение гор Джура до сих пор остается предметом споров. Возможным тектоническим фактором является растяжение с севера на юг. Верхний Рейнский грабен на север.

Альпы довольно плавно переходят в следующие связанные альпийские горные цепи: Апеннины на юго-запад Динариды на юго-восток и Карпаты на северо-восток. На востоке Альпы ограничены Венский бассейн и Паннонский бассейн, где имеет место растяжение коры с востока на запад.

Геологическое строение

Альпы имеют сложную геологию, но общая структура такая же, как и у других горных цепей, образованных континентальное столкновение.

Подразделения

Альпы часто делятся на Восточная, Центральная и Западные Альпы, даже если границы между этими подразделениями произвольны. Граница между Восточными и Центральными Альпами примерно проходит по линии Санкт-Маргретен, Chur и Сондрио; разделение между Центральными и Западными Альпами неясно (Пфиффнер 2009, п. 25). Главный шов (большой зона сдвига ) в Альпах называется Периадриатический шов и проходит через Альпы с востока на запад. Это граница между материалами из (бывшего) европейского и Адриатическая плита тарелки. К югу от этой линии находятся сложенный и толкающие агрегаты Южные Альпы.

Севернее Периадриатического шва, породы трех основных палеогеографический "домены" найдены: Гельветик или дофинуа, то Penninic и Австроальпийский домены. Это подразделение сделано в соответствии с палеогеографическим происхождением горных пород: гельветическая зона содержит материал с Европейской плиты, материал австроальпийской зоны - с Адриатической плиты, материал Пенинской зоны - с доменов, существовавших между двумя плитами.[1]

Упрощенная геологическая карта Альп с тектонической структурой и крупнейшими геологическими структурами. Некоторые детали основаны на противоречивых предположениях.

Структурная геология

Сложенные слои Helvetic покровных пород на Dent de Morcles, Швейцария[2]

Складки и надвиги к северу от Периадриатического шва обычно направлены на север, причем преобладающий вершина (направление асимметрии складки) в этих единицах северное. В Южных Альпах надвиги направлены на юг, поэтому вершина преимущественно южная.

Породы австроальпийских покровов образуют большинство выходов на поверхность. Восточные Альпы, в то время как на западе эти накидки, за исключением нескольких мест ( Дент Бланш и Единицы Sesia ), размытый прочь. в Западные Альпы покровы Helvetic можно найти на севере и западе, иногда все еще под Клиппес пеленки Penninic, как в Préalpes du Sud к югу от Женевское озеро.

Во многих местах центральной зоны к северу от Периадриатического шва крупные антиформы называется антиклинория можно найти, иногда они отображаются в обнажения в качестве окна. На уровне одного из этих окон ( Окно Высокий Тауэрн ) Периадриатический шов изгибается к северу, что позволяет предположить, что Адриатическая плита более жесткий в этом конкретном месте, работая как так называемый индентор. В центральной части Швейцарии поднятие происходило по пластичный север Юг нормальная зона разлома называется Линия Рона-Симплон. Образованная таким образом структура называется Лепонтин купол.

Вторжения

В старых породах из нижнего корка обнаружены вторжения, образовавшиеся во время или сразу после Герцинский орогенез. Эти вторжения старше Альп и не имеют никакого отношения к их образованию. Радиометрическое определение возраста дает возраст около 320Ма. Чуть моложе фельзический вторжения, образованные Пермский период и Триасовый расширение также можно найти.

Вторжения от образования самих Альп сравнительно редко. Самые большие из них находятся по периадриатическому шву, самый крупный - Гранит адамелло. В пеленках Penninic мигматиты можно найти небольшие плавки.

Метаморфизм

Скалы гельветского и австроальпийского покровов и южных Альп не испытали высокого качества. метаморфизм в основных альпийских фазах кайнозоя. Любой высокий сорт метаморфических пород в этих единицах не станут метаморфическими из-за образования Альп. Другие возможности:

  • они были первоначально из нижних областей земной коры и попали на поверхность поднять, что дает им амфиболитовая фация в большинстве.
  • в австроальпийских пеленах эклогиты происходят, которые сформировались во время Меловой период, в ранней фазе горообразования, названной Эо-альпийской орогенезом. Это высокометаморфические породы, но их метаморфизм не связан с (более поздним) формированием Альп.

Кайнозойские эклогиты действительно встречаются в пеннинских покровах, которые содержат материал, прошедший через синий сланец или же эклогитовая фация. Эти подгузники показывают Барровский градиент поля. Этот тип метаморфизма может произойти только тогда, когда скала находится в давление –температура условия, которые обычно возникают на Земле мантия. Это означает, что подгузники Penninic состоят из материала, который был подчиненный в мантию и позже навязанный на корочку.

Альпийский (Кайнозойский ) контакт- или метаморфизм Бьюкена редок в Альпах, потому что вторжения редки.

Тектоническая история

Альпы - это складной и упорный ремень. Складывание и толкание - это выражение сокращение корки что вызвано сходящийся движения Европейской и Адриатической плит.

Распад Пангеи

В конце Каменноугольный период (300Ма ), герцинской или варисканской складчатости, в которой суперконтинент Пангея сформированный из Гондвана и Лавразия, было закончено. К востоку от террейнов, которые сейчас образуют Альпы, находился Океан Палео-Тетис.

Эффекты ветер и вода были химически и механически разъедать уничтожить Герцинские горные хребты. в Пермский период, основные месторождения в Европе были песчаник и конгломерат, продукты эрозии в хребте Герциник. В то же время произошло расширение земной коры, потому что горный хребет был изостатически нестабильный (это называется орогенным коллапсом). В результате расширения вдоль оси горного хребта образовались бассейны. фельзический вулканизм произошел. Это был первый этап рифтинг между Европой и Африкой. Из-за повышение уровня моря в Триасовый период, восточная окраина Пангеи была затоплена. Мелкий шельф морей и эпиконтинентальные моря существовал в котором эвапориты и известняки были депонированы.

Юрский

В раннеюрский период (180 г.Ма ) между северной (Северная Америка и Евразия) и южной (Африка и Южная Америка) частями Пангеи начал формироваться узкий океан. В океаническая кора который образовался в процессе, известен как Пьемонт-Лигурийский океан. Этот океан обычно считается восточным продолжением Тетис Океан. Хотя на самом деле это не было связано с этим, полуостров кусок континентальной коры Африканской плиты, называемый Адриатическая плита лежал между Африканской и Европейской плитами и участвовал в подразделении Тетиса и раннего формирования Альп. Иногда имена Альпийская Тетис или же Западный океан Тетис используются для описания ряда небольших океанических бассейнов, образовавшихся к юго-западу от Европейской плиты, чтобы отличить их от океана Нео-Тетис на востоке. Поскольку юрский период был временем высокого уровня моря, все эти океаны были связаны мелководными морями. На континентах мелководные морские отложения (известняки) формировались в течение всего мезозоя.

В конце юрского периода микроконтинент Иберия откололась от европейской плиты и Valais Ocean образовалась между двумя пластинами. И Пьемонт-Лигурия, и океаны Вале никогда не были большими океанами, такими как сегодняшний Атлантический океан. Какими они могли быть, так это отверстие под красное море, продолжая свой путь через Африку, образуя Великая рифтовая долина. В конце концов, новый океан прорежет Восточную Африку по мере развития разлома, отделяя большую часть суши от основного континента.

Когда в конце юрского периода Адриатическая плита начала двигаться к Европейской плите, океанические желоба сформировался в восточных Альпах. В них откладывались глубоководные отложения, такие как радиоляриты и лютиты.

Эо-альпийская фаза в меловом периоде

В расходящийся движение Европейской и Африканской плит было относительно недолгим. Когда Атлантический океан образовался между Африкой и Южной Америкой (около 100Ма ) Африка начала двигаться на северо-восток.

В результате этого процесса мягкие слои океанических отложений в альпийских океанах Тетис сжались и сморщились по мере их медленного толчка вверх. Оказавшись посреди сливающихся континентов, область моря Тетис между Африкой и Евразией начала сокращаться по мере того, как океаническая кора погружалась под Адриатическую плиту. Огромные силы, действовавшие в нижнем континентальном основании, заставили европейское основание согнуться вниз в горячую мантию и размягчиться. Затем южная (африканская) суша продолжила свое движение на север примерно на 1000 км (600 миль). Считается, что медленная складчатость и складчатость отложений по мере их подъема из глубин первоначально сформировали серию протяженных вулканических образований с востока на запад. островные дуги. Вулканические породы образовавшиеся в этих островных дугах встречаются среди офиолитов пеннинских покровов.

в поздний меловой период первый континентальное столкновение произошло, когда северная часть Адриатической плиты столкнулась с Европой. Это называется Эо-альпийская фаза, и иногда рассматривается как первая фаза формирования Альп. Часть Адриатической плиты, которая была деформирована на этом этапе, является материалом, который позже сформирует покровы Австроальпийских островов и Южные Альпы. В некоторых фрагментах океана Пьемонт-Лигурия, которые сейчас находятся в пеннинских покровах, также можно выделить фазу эо-альпийской деформации.

Помимо Эо-Альпийского складчатого и надвигового пояса, в меловом периоде другие регионы все еще находились в морской области. На южных окраинах европейского континента мелководные моря образовали отложения известняка, которые позже (в Альпах) будут включены в покровы гельветов. При этом осаждение аноксический глина проходил в глубоководных областях океанов Пьемонт-Лигурия и Вале. Эта глина позже станет Шифер Bündner от пеленок Penninic.

Палеоцен и эоцен

Когда океаническая кора Пьемонт-Лигурия полностью погрузилась под Адриатическая плита в Палеоцен, то Микроконтинент Бриансонне, по мнению некоторых Иберийская плита, прибыл в зону субдукции. Микроконтинент Бриансонне и океан Вале (с островными дугами) погрузились под Адриатическую плиту. Они оставались на глубине около 70 км (45 миль) от поверхности во время эоцен, достигнув эклогитовая фация и вторгся мигматиты. Этот материал позже стал пеннинским покровом, но большая часть террейна Бриансонэ погрузилась в мантию и была потеряна. Между тем, на поверхности верхняя кора Адриатической плиты (более поздние австроальпийские покровы) была надвинута на европейскую кору. Это была основная коллизионная фаза в формировании Альп.

Олигоцен и миоцен

Когда субдукция плита отломился (известный как отрыв плиты, тянуть плиту ) и отпала, субдуцированная кора начала двигаться вверх. Это привело к поднятию утолщенной континентальной коры, что привело в Миоцен, к расширение. В случае с Альпами расширение могло происходить только в направлении запад-восток, поскольку Адриатическая плита все еще сходилась с юга. Образовалась огромная упорная зона, которая позже стала Периадриатический шов. В зоне также размещены правый срезать в результате расширения с запада на восток. За исключением аллохтон Из австроальпийского материала этот надвиг развился на границе Адриатической и Европейской плит. Центральные зоны Альп поднялись и впоследствии подверглись эрозии. Тектонические окна и купола как Окно Высокий Тауэрн были сформированы таким образом.

Тем временем передняя часть покровов Penninic и Austroalpine двинулась дальше, выталкивая весь материал на север. Благодаря этому давлению деколлемент развивалась, над которой происходило толкание. Наполненный материал стал бы покровом Helvetic.

Адриатическая плита начала вращаться против часовой стрелки.[3]

Четвертичный

После субдукции океанической коры Европейской плиты столкновение почти полностью прекратилось в Западных и Центральных Альпах (См. Карту на рисунке 2. ).,[3][4] Эти части все еще поднимаются до 2,5 мм / год в некоторых областях.[5][6] Считается, что это в основном связано с отскок после похудания от таяния ледяных шапок после последнего Ледниковый период, интенсивный эрозия во время оледенения и некоторых процессов в литосфере и мантия. Адриатическая плита, толкаемая Африканской плитой, все еще вращается против часовой стрелки вокруг оси около Иврея на северо-западе Италии и находится в восточных Альпах и вызывает тектоническое поднятие (воткнуть) туда.[3]

Геоморфология

Формирование альпийского ландшафта, которое мы наблюдаем сегодня, возникло недавно - ему всего около двух миллионов лет. С того времени, пять известных ледниковых периодов много сделали для реконструкции региона. Огромный ледники вытекавшие из горных долин, неоднократно покрывали всю швейцарскую равнину и толкали верхний слой почвы в низкие холмы, видимые сегодня. Они вычерпали озера и обогнули известняковые холмы вдоль северной границы.

Последнее большое наступление ледников в Альпах закончилось около 10 000 лет назад, в результате чего образовалось большое озеро, ныне известное как Озеро Невшатель. Лед в этом регионе достигал глубины около 1000 м (0,6 мили) и вытекал из региона позади него. Женевское озеро около 100 км (60 миль) к югу. Сегодня большие гранитные валуны разбросаны в лесах региона. Их переносили и толкали ледники, которые заполняли эту часть западной равнины в течение примерно 80 000 лет во время последний ледниковый период. По их составу можно было определить точное место, откуда они начали свое путешествие. Когда закончился последний ледниковый период, считается, что климат изменились так быстро, что ледники отступили обратно в горы всего за 200–300 лет.

Помимо того, что он оставил арктическую пустошь из бесплодных камней и гравия, огромный морена Материал, который был сброшен на переднюю часть ледников, заблокировал огромные массы талой воды, хлынувшей на центральную равнину в этот период. В результате образовалось огромное озеро, которое на многие годы затопило регион на глубину нескольких сотен метров. Кое-где на невысоких холмах у подножия гор видна старая береговая линия - холмы на самом деле являются ледниковыми моренами. Поскольку Ааре, который теперь истощает западную Швейцарию в Рейн В итоге открылась естественная плотина, уровень воды на равнине упал почти до нынешнего уровня.

За последние 150 лет люди изменили поток и уровень всех рек, и большая часть обширных водно-болотных угодий и небольших озер исчезла под воздействием сельского хозяйства и других разработок.

Было высказано предположение, что высота гор в Дофинские Альпы ограничено эрозия ледника, эффект, называемый ледниковая пила.[7]

Геологические исследования

Альпы были первой горной системой, широко изученной геологами, и многие из геологических терминов, связанных с горами и ледниками, возникли именно там. Период, термин Альпы был применен к горным системам по всему миру, которые демонстрируют аналогичные черты.

Геофизика

В 1980-х и 1990-х годах ряд команд начали картирование структур нижней коры с помощью сейсмология. Результатом стал ряд детальных геологических разрезов глубинных структур ниже Альп. Когда сейсмические исследования сочетаются с выводами гравитационные исследования и мантия томография субдуцирующая плита европейской плиты может быть нанесена на карту. Томография также показывает некоторые более старые отколовшиеся плиты глубже в мантии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ См. Подробное подразделение геологических единиц в Альпах, например (Schmid et al. 2004 г. ), (Compagnoni 2003 ), (Пфиффнер 2009, стр. 25–27).
  2. ^ Шустер, Ральф; Стюве, Курт (2010). "Die Geologie der Alpen im Zeitraffer" (PDF). Mitteilungen des Naturwissenschaftlichen Vereines für Steiermark (на немецком). 140: 5–21.
  3. ^ а б c Handy, Mark R .; Усташевский, Камиль; Кисслинг, Эдуард (21 сентября 2014 г.). «Реконструкция Альпы-Карпаты-Динариды как ключ к пониманию переключений полярности субдукции, зазоров в плитах и ​​движения поверхности». Международный журнал наук о Земле. 104 (1): 1–26. Bibcode:2015IJEaS.104 .... 1H. Дои:10.1007 / s00531-014-1060-3. S2CID  129726603.
  4. ^ Шампаньяк, Жан-Даниэль; Шлунеггер, Фриц; Нортон, Кевин; фон Бланкенбург, Фридхельм; Abbühl, Luca M .; Шваб, Марко (сентябрь 2009 г.). «Эрозионное поднятие современных Центральных Альп». Тектонофизика. 474 (1–2): 236–249. Bibcode:2009Tectp.474..236C. Дои:10.1016 / j.tecto.2009.02.024.
  5. ^ Nocquet, J.-M .; Sue, C .; Walpersdorf, A .; Тран, Т .; Lenôtre, N .; Vernant, P .; Cushing, M .; Jouanne, F .; Masson, F .; Baize, S .; Chéry, J .; ван дер Бик, П. А. (27 июня 2016 г.). «Современное поднятие Западных Альп». Научные отчеты. 6 (1): 28404. Bibcode:2016НатСР ... 628404Н. Дои:10.1038 / srep28404. ЧВК  4921835. PMID  27346228.
  6. ^ Sternai, P .; Sue, C .; Husson, L .; Serpelloni, E .; Беккер, Т .; Willett, S .; Faccenna, C .; Ди Джулио, А .; Spada, G .; Jolivet, L .; Valla, P .; Petit, C .; Nocquet, J.-M .; Walpersdorf, A .; Кастельторт, С. (5 января 2019 г.). «Современное поднятие западных Альп: механизмы оценки и модели их относительного вклада». Обзоры наук о Земле. 190: 589–604. Bibcode:2019ESRv..190..589S. Дои:10.1016 / j.earscirev.2019.01.005.
  7. ^ Эванс, И. (2013). «Ледниковые формы рельефа, эрозионные особенности». В Elias, Scott A .; Mock, Кэри Дж. (Ред.). Энциклопедия четвертичной науки (2-е изд.). Эльзевир. п. 861. ISBN  978-0-444-53643-3.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка