Exhumace (geologie) - Exhumation (geology)

V geologii se termín exhumace vztahuje na proces, při kterém se kus zemského kamene (který byl dříve pohřben) přiblíží k zemskému povrchu.

Liší se od souvisejících myšlenek zvedání hornin a povrchového zvedání v tom, že je výslovně měřeno vzhledem k povrchu Země, spíše než s odkazem na nějaký absolutní referenční rámec, jako je geoid Země .

Exhumaci pohřbených hornin je třeba považovat za dvě různé kategorie, a to exhumaci denudací / erozí nebo exhumaci tektonickými procesy následovanou erozí . V druhém případě jsou horniny (nebo balíky hornin) z hlubších vrstev kůry (hloubky metr až kilometr pod zemským povrchem) přiváděny k zemskému povrchu (ieshallower crustal levels) zesílením kůry (viz srovnání také tektonického zvedání ) a/nebo extenzionálním tektoniky a následně jsou vystaveny erozi. Exhumace často zahrnuje složitou interakci mezi zesílením kůry, extenzní tektonikou a erozí.

Je pozoruhodné, že mezi různými způsoby pohřbívání a exhumace a rozlišování existují překrývající se charakteristiky a mezi nimi závisí řada parametrů, jako jsou:

Klíčové pro pochopení těchto procesů je podrobné a integrované geologické modelování , strukturální geologie , geochronologie a metamorfní geologické obory.

Obnažení

Exhumace prostřednictvím denudace by mohla být považována za proces obnažení horninových balíčků výhradně odstraněním jejich překrývajících se nespevněných sedimentů nebo pevných vrstev hornin. Denudace je zde považována za proces, který odstraňuje části horní zemské kůry fyzikálními procesy, které se vyskytují přirozeně (např. Ledovce , vítr, voda, sesuvy půdy ). Prostřednictvím této formy exhumace je něco, co bylo dříve pohřbeno v sedimentech , například reliéf , odhaleno a může být odhaleno.

Exhumace tektonickými procesy

Exhumace tektonickými procesy se týká jakéhokoli geologického mechanismu, který přináší horniny z hlubších korových úrovní do mělčích korových úrovní. Zatímco eroze nebo denudace je zásadní pro případné odhalení těchto hlubších hornin na zemském povrchu, geologický fenomén, který přivádí skály k mělčí kůře, jsou stále považovány za exhumační procesy. Geologická exhumace probíhá na různých stupnicích, od tahů v menším měřítku, které se obvykle vyskytují v mělké kůře (méně než asi 10 km hluboko), což má za následek exhumaci v řádu centimetrů až metrů, až po funkce ve větším měřítku, které pocházejí z hloubky úrovně kůry, podél kterých je exhumace řádově stovky metrů až kilometrů.

Geologické mechanismy, které řídí hlubokou kůrovcovou exhumaci, se mohou vyskytovat v různých tektonických podmínkách, ale v konečném důsledku jsou poháněny sbližováním tektonických desek prostřednictvím subdukce . V závislosti na typu konvergentní hranice dochází k exhumaci vhozením do akrečního klínu , obdukcí a/nebo jako proces během orogenního cyklu (tj. Cyklus budování hor a kolaps).

Obdukce

Během subdukce oceánské desky pod kontinentální kůrou mohou být některé fragmenty oceánské kůry zachyceny nad kontinentální kůrou prostřednictvím obdukce . Výsledné horniny zadržované na kontinentální kůře se nazývají ofiolity . Zatímco přesný mechanismus vzniku ophiolitů je stále předmětem diskuse, tyto skály stále ukazují příklad hornin, které byly exhumovány a vystaveny na povrchu tektonickým procesem obdukce a poté vystaveny.

Exhumace hluboké kůry během orogenního cyklu.

Exhumace hlubokých korálových hornin během orogenního cyklu probíhá hlavně při kontinentální kolizi nebo při prodloužení po srážce, a je tedy široce seskupena do tří mechanismů, které se používají k popisu pohřbu a exhumace cyklu, konkrétně synkonvergentních orogenních klínů , tok kanálu (také známý jako tvárná extruze) a gravitační kolaps po konvergenci.

Synkonvergentní orogenní klín

Během subdukce do kolizních fází orogenního cyklu se na přídi (strana subdukční desky) vytvoří tektonický klín a běžně retrowedge (kontinentální strana) orogenu. Během pokračující konvergence si klín udržuje svůj tvar udržováním kritického úhlu zúžení interakcí zesílení prostřednictvím bazální narůstání nebo šíření předpolí (frontální narůstání) a ztenčování normálním porušováním a erozí v horní části klínu. Eroze klínu významně ovlivňuje dynamiku v klínu, což podporuje exhumaci při tlačení středních korálových hornin na závěsnou stěnu klínu. Charakteristiky tohoto způsobu exhumace zahrnují důkazy o silném nekoaxiálním reverzním střihu, metamorfóze pro-grade, chladnoucí věky jsou postupně mladší k hlubším strukturálním úrovním a že exhumace na vyšších strukturálních úrovních je společná k pohřbení strukturálních úrovní. Tektonika tohoto druhu má za následek skládací a tlačné pásy, nebo jsou-li budovány po dlouhou dobu, mohou vytvářet husté skládané dlouho žhavé orogeny, jako jsou Himaláje .

Průtok kanálu

Tok kanálem se typicky vyskytuje u dlouhotrvajících orogenů, když je orogen dostatečně silný, aby podpořil částečné tání ve střední a dolní části orogenu do bodu, kdy horniny dosáhnou kriticky nízké viskozity, která jim umožní tok. Následně se tyto horniny mohou odpojit od své základny a začít proudit na vyšší hladiny kůry podél lithostatických tlakových gradientů, které mohou být způsobeny tavením indukovaným vztlakem nebo rozdíly v topografii a kontrastech laterální hustoty. oba jsou ovlivněny erozí. Charakteristiky tohoto způsobu exhumace zahrnují současné normální stříhání a reverzní stříhání podél střechy a základny kanálu, vysokoteplotní retrográdní metamorfní sestavy, stáří vrtu by mělo být mladší před kanálem a cestami PTt, což naznačuje prodloužené pohřbívání a synchronní exhumace v celém kanálu.

Postkonvergentní gravitační kolaps

Postkonvergentní gravitační kolaps (extenze) nastane, jakmile konvergenční síly již nemohou podporovat gravitační sílu orogenu, který byl vytvořen během kolize. Během kolapsu jsou vysoce kvalitní horniny z jádra orogenu exhumovány tokem vzhůru směrem k nyní ztenčeným oblastem kůry, které tvoří metamorfní komplexy jádra ve tvaru domálu . Alternativně, nebo ve spojení s rozšířením středu orogenu, může šíření horninového masivu směrem k okraji vést k exhumaci podél řady křehkých nebo tvárných tahů a normálních zlomů a v konečném důsledku k tvorbě pásů skládaného a tahového typu podél okraje zhrouceného orogenu. Mezi vlastnosti gravitačního kolapsu patří zevně se prolínající, normální smyslové smykové zóny podél okrajů komplexů jádra a cesty PTt pouze pro exhumaci.

Reference