Kontinental kollisjon - Continental collision
I geologi er kontinentalkollisjon et fenomen av platetektonikk som oppstår ved konvergerende grenser . Kontinental kollisjon er en variant av den grunnleggende subduksjonsprosessen , der subduksjonssonen ødelegges, fjell produseres og to kontinenter sys sammen. Kontinental kollisjon er bare kjent for å forekomme på jorden.
Kontinental kollisjon er ikke en øyeblikkelig hendelse, men det kan ta flere titalls millioner år før feilen og foldingen forårsaket av kollisjoner stopper. Kollisjonen mellom India og Asia har pågått i omtrent 50 millioner år allerede og viser ingen tegn til å avta. Kollisjon mellom East og West Gondwana for å danne det østafrikanske Orogen tok omtrent 100 millioner år fra begynnelsen (610 Ma) til slutten (510 Ma). Kollisjonen mellom Gondwana og Laurasia for å danne Pangea skjedde i et relativt kort intervall, omtrent 50 millioner år langt.
Subduksjonssone: kollisjonsstedet
Prosessen begynner som to kontinenter (forskjellige biter av kontinental skorpe ), atskilt over et havområde (og havskorpe ), nærmer seg hverandre, mens den oceaniske skorpen langsomt forbrukes ved en subduksjonssone . Subduksjonssonen går langs kanten av et av kontinentene og faller under den, og hever vulkanske fjellkjeder på et stykke bak den, for eksempel Andesene i Sør -Amerika i dag. Subduksjon involverer hele litosfæren , hvis tetthet i stor grad styres av naturen til skorpen den bærer. Oceanisk skorpe er tynn (~ 6 km tykk) og tett (ca. 3,3 g/cm³), som består av basalt , gabbro og peridotitt . Følgelig subduceres det meste av den oceaniske skorpen lett ved en oseanisk grøft . Derimot er kontinental skorpe tykk (~ 45 km tykk) og flytende, hovedsakelig sammensatt av granittiske bergarter (gjennomsnittlig tetthet på omtrent 2,5 g/cm³). Kontinental skorpe subduceres med vanskeligheter, men blir subduert til 90-150 km eller mer dybder, noe som fremgår av metamorfe suiter med ultrahøyt trykk (UHP) . Normal subduksjon fortsetter så lenge havet eksisterer, men subduksjonssystemet blir forstyrret når kontinentet som bæres av den nedadgående platen kommer inn i grøften. Fordi den inneholder tykk kontinental skorpe, er denne litosfæren mindre tett enn den underliggende asthenosfæriske mantelen, og normal subduksjon blir forstyrret. Den vulkanske buen på den øvre platen slukkes sakte. Skorpen spenner opp og under og motstår subduksjon og hever fjell der en grøft pleide å være. Grøftens posisjon blir en sone som markerer suturen mellom de to kontinentale terranene . Sutursoner er ofte preget av fragmenter av den eksisterende oceaniske skorpen og mantelbergarter, kjent som ophiolitter .
Dyp subduksjon av kontinental skorpe
Den kontinentale skorpen på den nedadgående platen subdukseres dypt som en del av den nedadgående platen under kollisjon, definert som flytende skorpe som kommer inn i en subduksjonssone. En ukjent andel av subduseres kontinentalskorpen returnerer til overflaten som ultra- høyt trykk (UHP) omdannede terranes, som inneholder metamorfisk coesite og / eller diamant plus eller minus uvanlig silisium -RICH garnets og / eller kalium -bærende pyroksener . Tilstedeværelsen av disse mineralene demonstrerer subduksjon av kontinental skorpe til minst 90–140 km dyp. Eksempler på UHP-terraner er kjent fra Dabie-Sulu-beltet i øst-sentrale Kina , de vestlige Alpene , Himalaya i India , Kokchetav-massivet i Kasakhstan , det bohemske massivet i Europa, Nord-Qaidam i Nordvest-Kina , Western Gneiss-regionen av Norge , og Mali . De fleste UHP -terraner består av ark eller bleier . Det faktum at de fleste UHP -terraner består av tynne ark tyder på at mye tykkere, volumetrisk dominerende områder av kontinental skorpe er dypere subduktert.
Orogeny og kollaps
En orogeni er i gang når fjell begynner å vokse i kollisjonssonen. Det finnes andre former for fjelldannelse og orogeni, men absolutt kontinentalkollisjon er en av de viktigste. Nedbør og snø øker på fjellet etter hvert som disse stiger, kanskje med en hastighet på noen få millimeter per år (med en vekst på 1 mm/år kan et 5000 m høyt fjell dannes på 5 millioner år, en tidsperiode som er mindre 10% av levetiden til en typisk kollisjonssone). Elvesystemer dannes, og isbreer kan vokse på de høyeste toppene. Erosjonen akselererer når fjellene stiger, og store mengder sediment skylles ut i elvene, som fører sediment vekk fra fjellene for å bli avsatt i sedimentære bassenger i det omkringliggende lavlandet. Jordskorpen blir kastet over sedimentene og fjellbeltet blir bredere når det stiger i høyden. En skorpe rot utvikler seg også, slik isostasi krever det ; Fjellene kan være høye hvis de blir underlagt av tykkere skorpe. Tykkelse av skorpe kan skje som et resultat av forkorte skorpe eller når den ene skorpen styrter den andre. Fortykning ledsages av oppvarming, slik at skorpen blir svakere etter hvert som den tykner. Den nedre skorpen begynner å flyte og kollapse under den voksende fjellmassen, og danner sprekker nær toppen av fjellkjeden. Den nedre skorpen kan delvis smelter og danner anatectic granitt som deretter stiger inn i overliggende enheter, danner granitt inntrenging . Tykkelse av skorpe gir en av to negative tilbakemeldinger på fjellvekst i kollisjonssoner, den andre erosjon. Den populære oppfatningen om at erosjon er ansvarlig for å ødelegge fjell er bare halvparten riktig - viskøs strøm av svak nedre mantel reduserer også lettelse over tid, spesielt når kollisjonen er fullført og de to kontinentene er helt sydd. Konvergens mellom kontinentene fortsetter fordi jordskorpen fremdeles trekkes ned av den oseaniske litosfæren som synker i subduksjonssonen til hver side av kollisjonen, så vel som under det nærliggende kontinentet.
Tempoet på fjellbygging assosiert med kollisjonen måles ved radiometrisk datering av vulkanske bergarter eller enheter som har blitt metamorfosert under kollisjonen og ved å undersøke registreringen av sedimenter som er kastet fra de stigende fjellene til de omkringliggende bassengene. Tempoet for gammel konvergens kan bestemmes med paleomagnetiske målinger, mens den nåværende konvergenshastigheten kan måles med GPS .
Far-field effekter
Virkningene av kollisjonen kjennes langt utover det umiddelbare stedet for kollisjon og fjellbygging. Etter hvert som konvergensen mellom de to kontinentene fortsetter, vil regionen med skorpe -fortykning og høyde bli bredere. Hvis det er et oceanisk fritt ansikt, kan de tilstøtende skorpeblokkene bevege seg mot det. Som et eksempel på dette tvang kollisjonen mellom India og Asia store områder med skorpe til å bevege seg sørover for å danne moderne Sørøst -Asia . Et annet eksempel er kollisjonen mellom Arabia og Asia , som presser den anatolske tallerkenen (dagens Tyrkia ). Som et resultat beveger Tyrkia seg vest og sør inn i Middelhavet og bort fra kollisjonssonen. Disse effektene på langt felt kan resultere i dannelse av sprekker og daler som den som er okkupert av Baikal-sjøen , den dypeste innsjøen på jorden.
Fossile kollisjonssoner
Kontinentale kollisjoner er en kritisk del av superkontinentets syklus og har skjedd mange ganger tidligere. Gamle kollisjonssoner er dypt erodert, men kan fortsatt bli gjenkjent fordi disse markerer steder med intens deformasjon, metamorfisme og plutonisk aktivitet som skiller områder av kontinentalkorps som har forskjellige geologiske historier før kollisjonen. Gamle kollisjonssoner kalles vanligvis "sutursoner" av geologer, fordi det er her to tidligere kontinenter er sammenføyet eller sydd sammen.
Referanser
- Ernst, WG (2006). "Bevaring/eksumering av subduksjonskomplekser for ultrahøyt trykk". Lithos . 92 (3–4): 321–335. Bibcode : 2006Litho..92..321E . doi : 10.1016/j.lithos.2006.03.049 .
- Ernst, WG; Maruyama, S. Wallis; Wallis, S. (1997). "Oppdriftsdrevet, rask oppgravning av ultrahøytrykksmetamorfosert kontinentalsskorpe" . Prosedyrer ved National Academy of Sciences . 94 (18): 9532–9537. Bibcode : 1997PNAS ... 94.9532E . doi : 10.1073/pnas.94.18.9532 . PMC 23212 . PMID 11038569 .
- O'Brien, PJ (2001). "Subduksjon etterfulgt av kollisjon; Alpine og Himalaya -eksempler". Jordens fysikk og planetariske interiører . 127 (1–4): 277–291. Bibcode : 2001PEPI..127..277O . doi : 10.1016/S0031-9201 (01) 00232-1 .
- Toussaint, G .; Burov, E .; Avouac, J.-P. (2004). "Tektonisk utvikling av en kontinental kollisjonssone: En termomekanisk numerisk modell" (PDF) . Tektonikk . 23 (6): TC6003. Bibcode : 2004Tecto..23.6003T . doi : 10.1029/2003TC001604 .
- Song, SG (2014). "Kontinental orogenese fra havsubduksjon, kontinentkollisjon/subduksjon, til orogenkollaps og orogengjenvinning: Eksemplet på North Qaidam UHPM -beltet, NW Kina". Earth-Science anmeldelser . 129 (3–4): 59–84. Bibcode : 2014ESRv..129 ... 59S . doi : 10.1016/j.earscirev.2013.11.010 .