Geologie Alp - Geology of the Alps

Alpy 2007-03-13 10,10UTC 1px-250m

Alpy tvoří součást kenozoické orogenic pásu horských pásem , tzv Alpide pásu , který se táhne přes jižní Evropě a Asii od Atlantiku po celou cestu do Himálaje . Tento pás horských řetězců se vytvořil během alpského orogeneze . Mezera v těchto horských řetězech ve střední Evropě odděluje Alpy od Karpat na východ. Orogeneze probíhala nepřetržitě a tektonický pokles vytvořil mezery mezi nimi.

Alpy vznikly v důsledku srážky afrických a euroasijských tektonických desek , při nichž zmizela alpská Tethys , která byla dříve mezi těmito kontinenty . Na sedimenty alpské pánve Tethys bylo vyvinuto obrovské napětí a její mezozoické a rané cenozoické vrstvy byly tlačeny proti stabilní euroasijské pevnině severně se pohybující africkou pevninou. Většina z toho nastala během epochy oligocénu a miocénu . Tlak vytvořil velké ležaté záhyby neboli příkrovy , které se zvedaly z toho, co se stalo alpským Tethysem, a tlačilo se na sever, často se lámalo a klouzalo přes sebe a vytvářelo obrovské tahové chyby . Krystalické podzemní horniny , které jsou vystaveny ve vyšších centrálních oblastech, jsou skály tvoří Mont Blanc , na Matterhorn a vysoké vrcholy v Pennine Alp a Hohe Tauern ( Stampfli & Borel 2004 ).

Formování Středozemního moře je novějším vývojem a neoznačuje severní rozsah terranů pocházejících z africké desky.

Geologické hranice

Tektonická mapa Středomoří zobrazující polohu Alp v jiných strukturách alpského pásu

Alpy tvoří sever konvexní oblouk kolem jejich jihovýchodní poloostrově pánve , do Po povodí (abychom byli přesní jih je ve skutečnosti jejich zázemí ). Kvartérní a neogenní sedimenty v této pánvi leží nesouhlasně nad nejjižnějšími tahovými jednotkami. Na severovýchodě, na jih namáčení a vnitřně vražen Kenozoikum poloostrově vklady ( flyšového a melasa ) se nacházejí. Tato bavorská a švýcarská předpolí se nazývá povodí Molasse . Ložiska pánve předpolí jsou z jihu potlačena náporovým čelem alpských příkrovů. Ve Švýcarsku je Molasse Basin lemována na severozápadě pohořím Jura , vnějším skládacím a tlačným pásem, který lze geologicky vnímat jako součást Alp. Západní část povodí Molasse tvoří náhorní plošinu Mittelland mezi Alpami a pohořím Jura. Poloha pohoří Jura je stále předmětem diskuse. Možným tektonickým faktorem je severojižní prodloužený Horní Rýn Graben na severu.

Alpy pokračují poměrně hladce do následujících příbuzných alpských pohoří: Apenin na jihozápadě, Dinaridů na jihovýchodě a Karpat na severovýchodě. Na východě jsou Alpy ohraničeny Vídeňskou pánví a Panonskou pánví , kde probíhá protahování kůry východ -západ.

Geologická struktura

Alpy mají složitou geologii, ale obecná struktura je stejná jako pro ostatní pohoří tvořená kontinentální kolizí .

Členění

Alpy jsou často rozděleny na východní , střední a západní Alpy , přestože hranice mezi těmito podskupinami jsou libovolné. Rozdělení mezi východními a středními Alpami je přibližně hranicí mezi St. Margrethen , Chur a Sondrio ; rozdělení mezi středními a západními Alpami je nejasné ( Pfiffner 2009 , s. 25). Hlavní šev (velká smyková zóna ) v Alpách se nazývá Periadriatic Seam a prochází Alpami od východu na západ. Toto je hranice mezi materiály z (bývalých) evropských a jadranských deskových desek . Jižně od této linie jsou skládané a tlačené jednotky jižních Alp .

Severně od periadriatického švu se nacházejí skály ze tří hlavních paleogeografických „domén“: helvétské nebo dauphinoisské , penninické a austroalpské domény. Toto rozdělení je provedeno podle paleogeografického původu hornin: helvétská zóna obsahuje materiál z evropské desky, materiál austroalpské zóny z jadranské desky, materiál penninické zóny z oblastí, které existovaly mezi těmito dvěma deskami.

Zjednodušená geologická mapa Alp zobrazující tektonické členění a největší geologické struktury. Některé detaily vycházejí z kontroverzních předpokladů.

Strukturní geologie

Skládané helvétské vrstvy nappeho skály v Dent de Morcles , Švýcarsko

Záhyby a tahy severně od periadriatického švu jsou obecně směrovány na sever, dominantní vergence (směr skládané asymetrie) v těchto jednotkách je na sever. V jižních Alpách jsou tahy na jih, takže vergence je převážně na jihu.

Skály austroalpských příkrovů tvoří většinu výchozů východních Alp , zatímco na západě jsou tyto příkrovy, s výjimkou několika míst (jednotky Dent Blanche a Sesia ), erodovány . V západních Alpách lze helvétské příkrovy nalézat na severu a západě, někdy ještě pod klipy penninských plen, jako v Préalpes du Sud jižně od Ženevského jezera .

V mnoha místech v centrální zóně severně od Periadriatic švu velké antiforms nazývaných anticlinoria lze nalézt, někdy oni jsou zobrazena v výchozy jako okna . Na úrovni jednoho z těchto oken ( okno Vysokých Taur ) se periadriatický šev křiví na sever, což naznačuje, že jadranská deska je v tomto konkrétním místě pevnější a funguje jako takzvaný indentor. V centrální části Švýcarska došlo k pozvednutí podél tažné severojižní normální poruchové zóny zvané linie Rhône-Simplon . Takto vytvořená struktura se nazývá Lepontinova kopule .

Vniknutí

Ve starších horninách ze spodní kůry se nalézají průniky, které se vytvořily během nebo těsně po hercynském vrásnění . Tyto průniky jsou starší než Alpy a nemají nic společného s jejich vznikem. Radiometrické stanovení věku přináší stáří kolem 320  Ma . Lze nalézt i o něco mladší felsické vpády tvořené permským a triasovým rozšířením .

Vniknutí z formování samotných Alp jsou poměrně vzácná. Ty největší najdete podél periadriatického švu, největší je žula Adamello . V penninských příkrovech lze nalézt migmatity a malé taveniny.

Metamorfóza

Horniny helvétských a austroalpských příkrovů a jižních Alp nezaznamenaly vysokou metamorfózu v hlavních alpských fázích v cenozoiku. Jakékoli vysoce kvalitní metamorfované horniny v těchto jednotkách se nestanou metamorfované kvůli tvorbě Alp. Další možnosti jsou:

  • původně byli z nižších oblastí kůry a na povrch se dostali povznesením , což jim dává maximálně amfibolitové facie .
  • v austroalpských napinech se vyskytují eklogity, které vznikly během křídového období, v rané fázi horské stavby zvané eoalpské orogeneze. Jedná se o vysoce kvalitní metamorfované horniny, ale jejich metamorfóza nesouvisí s (pozdějším) vznikem Alp.

Cenozoické eklogity se vyskytují v penninických příkrovech, které obsahují materiál, který prošel blueschistovou nebo eklogitickou facií . Tyto příkrovy vykazují barrovský gradient pole . K tomuto typu metamorfózy může dojít pouze tehdy, je -li skála v tlaku - teplotních podmínkách, které se běžně vyskytují v zemském plášti . To znamená, že penninické příkrovy se skládají z materiálu, který byl subdukován do pláště a později byl přenesen na kůru.

Metamorfóza alpského ( kenozoického ) kontaktu nebo bukanu je v Alpách vzácná, protože vniknutí jsou vzácná.

Tektonická historie

Alpy jsou skládací a tlačný pás . Skládání a tlačení je výrazem zkracování kůry, které je způsobeno konvergentními pohyby evropské a jadranské desky.

Rozchod Pangea

Na konci karbonského období (300  Ma ) byla ukončena hercynská nebo variská orogeneze, v níž se z Gondwany a Laurasie vytvořil superkontinent Pangea . Na východ od terranů, které nyní tvoří Alpy, byl oceán Paleo-Tethys .

Účinky větru a vody byly schopné chemicky a mechanicky erodovat a zničit hercynická pohoří. V permu byly hlavními ložisky v Evropě pískovec a konglomerát , produkty eroze v pohoří Hercynic. Současně došlo k rozšíření kůry, protože pohoří bylo izostaticky nestabilní (tomu se říká orogenní kolaps). V důsledku rozšíření se pánve vytvořily podél osy pohoří a došlo k felsickému vulkanismu . Jednalo se o první fázi riftingu mezi Evropou a Afrikou. Vzhledem k rostoucí hladině moře v období triasu bylo východní okraj Pangea zaplaven. Mělké police moří a ké moře existovaly ve které Evapority a vápence byly uloženy.

jurský

Na počátku jury (180  Ma ) se mezi severní (Severní Amerika a Eurasie) a jižní (Afrika a Jižní Amerika) částmi Pangea začal tvořit úzký oceán. Oceánská kůra , která byla vytvořena v procesu je známý jako Piemont-Liguria oceánu . Tento oceán je obecně považován za západní rozšíření oceánu Tethys . Ačkoli to s ním ve skutečnosti nebylo spojeno, mezi africkou a evropskou deskou ležel poloostrovní kus kontinentální kůry africké desky nazývaný jadranská deska a podílel se na rozdělení Tethys a rané formace Alp. Někdy se názvy Alpine Tethys nebo Western Tethys Ocean používají k popisu řady malých oceánských pánví, které se vytvořily jihozápadně od evropské desky, aby se odlišily od oceánu Neo-Tethys na východě. Protože Jurassic byl čas s vysokou hladinou moře, všechny tyto oceány byly spojeny mělkými moři. Na kontinentech se během celého druhohor vytvářely mělké mořské usazeniny (vápence).

Na konci jury se mikrokontinent Iberia odtrhl od evropské desky a mezi oběma deskami se vytvořil Valaiský oceán . Oceány Piemont-Liguria a Valais nikdy nebyly velkými oceány, jako je dnešní Atlantský oceán. Mohli vypadat jako otvor pod Rudým mořem , který pokračuje dolů přes Afriku a vytváří Velké puklinové údolí . Jak se trhlina vyvíjí, nakonec východní oceán protne východní Afriku a rozdělí velkou část země od hlavního kontinentu.

Když se na konci jury začala jadranská deska pohybovat směrem k evropské desce, ve východních Alpách se vytvořily oceánské příkopy . V nich byly uloženy hlubinné sedimenty, jako jsou radiolaritové a lutitové .

Eo-alpská fáze v křídě

Divergentní pohyb evropských a afrických desek byl relativně krátké trvání. Když se mezi Afrikou a Jižní Amerikou (asi 100 ma ) vytvořil Atlantický oceán,  začala se Afrika pohybovat na severovýchod.

V důsledku tohoto procesu byly měkké vrstvy oceánského sedimentu v oceánech Alpine Tethys stlačeny a složeny, jak byly pomalu tlačeny nahoru. Uprostřed spojujících se kontinentů se oblast Tethysova moře mezi Afrikou a Eurasií začala zmenšovat, když se pod jadranskou deskou subdukovala oceánská kůra. Obrovské síly působící na dolním kontinentálním základu způsobily, že se evropská základna ohnula dolů do horkého pláště a změkla. Jižní (africká) pevnina pak pokračovala ve svém pohybu na sever asi 1 000 km (600 mi). Předpokládá se, že pomalé skládání a skládání sedimentů, když stoupaly z hlubin, zpočátku vytvořilo řadu dlouhých východo -západních sopečných ostrovních oblouků . Vulkanické horniny vyprodukované v těchto ostrovních obloucích se nacházejí mezi ofiolity penninských příkrovů.

V pozdní křídě došlo k první kontinentální kolizi, kdy došlo ke srážce severní části jadranské podložky s Evropou. Toto se nazývá eoalpská fáze a někdy je považováno za první fázi formování Alp. Část jadranské desky, která byla v této fázi deformována, je materiál, který by později tvořil austroalpské příkrovy a jižní Alpy. V některých fragmentech oceánu Piemont-Liguria, které jsou nyní v penninských příkrovech, lze rovněž rozpoznat eoalpskou deformační fázi.

Kromě eoalpského záhybu a přítlačného pásu byly v Křídě ještě další oblasti v mořské oblasti. Na jižních okrajích evropského kontinentu se v mělkých mořích vytvářela vápencová ložiska, která byla později (v Alpách) začleněna do helvétských příkrovů. Současně probíhala sedimentace anoxického jílu v hlubinných říších oceánů Piemont-Liguria a Valais. Tato hlína se později stala bündnerovskými břidlicemi z penninských příkrovů.

Paleocén a eocén

Když se oceánská kůra Piemont-Liguria zcela podmanila pod jadranskou deskou v paleocénu , mikrokontinent Briançonnais , podle některých částí iberské desky , dorazil do subdukční zóny. Mikrokontinent Briançonnais a Valaisský oceán (s ostrovními oblouky) subdukované pod jadranskou deskou. Během eocénu zůstali asi 70 km (45 mi) pod povrchem , dosáhli eklogitické facie a byli napadeni migmatity . Z tohoto materiálu se později staly penninické příkrovy, ale velká část terranu Briançonnais subdukovala dále do pláště a byla ztracena. Mezitím byla na povrchu horní kůra jadranské desky (pozdější austroalpské příkrovy) přitlačena přes evropskou kůru. To byla hlavní kolizní fáze vzniku Alp.

Oligocen a miocén

Když se subdukční deska odlomila (známá jako odlomení desky, tahání desky ) a odpadla, subdukovaná kůra se začala pohybovat nahoru. To vedlo k pozvednutí zesílené kontinentální kůry, což vedlo v miocénu k rozšíření . V případě Alp se prodloužení mohlo uskutečnit pouze ve směru západ - východ, protože jadranská deska stále sbíhala z jihu. Vyvinula se obrovská tlačná zóna, ze které se později stal Periadriatický šev . Zóna také ubytovala dextrální střih, který vyplynul z prodloužení západ -východ. S výjimkou materiálu allochthon Austroalpine se tento tah vyvinul na rozhraní jadranské a evropské desky. Centrální zóny Alp se zvedly a následně byly rozrušeny. Tímto způsobem byla vytvořena tektonická okna a kupole jako okno Vysokých Taur .

Mezitím se přední část penninického a austroalpského příkrovu posunula dál a vytlačila veškerý materiál na cestě k severu. Kvůli tomuto tlaku se vyvinul dekolt, přes který došlo k vrazení . Z vrazeného materiálu by se staly helvétské příkrovy.

Jadranská deska se začala otáčet proti směru hodinových ručiček.

Kvartérní

Po subdukci oceánské kůry se srážka evropské desky téměř úplně zastavila v západních a středních Alpách ( viz mapa Obrázek 2 ). Tyto části jsou v některých oblastech stále pozvednuty až na 2,5 mm/rok. Předpokládá se, že je to hlavně kvůli odrazu po úbytku hmotnosti z tajících ledových čepic po poslední době ledové , intenzivní erozi během zalednění a některých procesů v litosféře a plášti . Jadranská deska tlačená africkou deskou se stále otáčí proti směru hodinových ručiček kolem osy poblíž Ivrea na severozápadě Itálie a je subdukována ve východních Alpách a způsobuje tam tektonický vzestup (tah).

Geomorfologie

Dnešní formování alpské krajiny je nedávný vývoj - starý jen asi dva miliony let. Od té doby pět známých dob ledových udělalo hodně pro přestavbu regionu. Obrovské ledovce, které vytékaly z horských údolí, opakovaně pokrývaly celou švýcarskou rovinu a strkaly ornici do nízkých zvlněných kopců, které dnes vidíme. Nabrali jezera a zaoblili vápencové kopce podél severní hranice.

Poslední velký ledovcový postup v Alpách skončil asi před 10 000 lety a zanechalo velké jezero nyní známé jako jezero Neuchatel . Led v této oblasti dosáhl hloubky asi 1 000 m (0,6 mil) a vytékal z oblasti za Ženevským jezerem asi 100 km (60 mi) na jih. Dnes se v lesích v regionu nacházejí roztroušené velké žulové balvany. Ty byly neseny a tlačeny ledovci, které vyplňovaly tuto část západní planiny asi 80 000 let během poslední doby ledové . Z jejich složení bylo možné určit přesnou oblast, ze které začali svou cestu. Když skončila poslední doba ledová, věří se, že klima se změnilo tak rychle, že ledovce se za pouhých 200 až 300 let stáhly zpět do hor.

Kromě toho, že opustila arktickou pustinu pusté skály a štěrku, obrovská moréna materiálu, která byla vyhozena před ledovce, blokovala obrovské masy roztavené vody, která se v tomto období valila na centrální pláň. Výsledkem bylo obrovské jezero, které zaplavovalo region na několik let do hloubky několika set metrů. Staré pobřeží je na některých místech vidět podél nízkých kopců na úpatí hor-kopce jsou ve skutečnosti ledovcové postranní morény. Když Aare , která nyní odvádí západní Švýcarsko do Rýna , nakonec otevřela přirozenou přehradu, hladina vody v rovině klesla téměř na současnou úroveň.

Za posledních 150 let lidé změnili tok a hladiny všech řek a většina rozsáhlých mokřadů a malých jezer zmizela pod vlivem zemědělství a dalšího rozvoje.

Bylo navrženo, aby výška hor v Dauphinských Alpách byla omezena erozí ledovce , což je účinek označovaný jako glaciální buzzsaw .

Geologický výzkum

Alpy byly prvním horským systémem, který geologové podrobně zkoumali, a vzniklo zde mnoho geologických termínů spojených s horami a ledovci. Termín Alpy byl aplikován na horské systémy po celém světě, které vykazují podobné rysy.

Geofyzika

V 80. a 90. letech začala řada týmů mapovat struktury v dolní kůře seismologií . Výsledkem byla řada podrobných geologických průřezů hlubokých struktur pod Alpami. Když je seismický výzkum kombinován s poznatky z gravitačního výzkumu a plášťové tomografie, lze zmapovat subdukční desku evropské desky. Tomografie také ukazuje některé starší samostatné desky hlouběji v plášti.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy