Войти
A речная антиклиналь - это геологическая структура, образованная сфокусированным поднятием горных пород, вызванным высокой эрозией Ставки от крупных рек относительно окрестностей. Антиклиналь - это вогнутая вниз складка, чьи конечности опускаются от ее оси, а самые старые единицы находятся в середине складки. Эти особенности формируются в ряде структурных настроек. В случае речных антиклиналей они образуются из-за высокой скорости эрозии, обычно в орогенных условиях. В условиях горообразования, таких как Гималаи или Анды, скорость эрозии высока, и ось складки антиклинали реки будет иметь тренд параллельно большой реке. Когда речные антиклинали образуются, они образуют зону поднятия шириной 50-80 километров вдоль формирующих их рек.
Тип геологического объекта, который будет формироваться, вызван силой потока и жесткостью коры при изгибе. Когда сила потока увеличивается, а жесткость при изгибе уменьшается, это вызывает прогрессирование структуры от поперечной антиклинали к речной антиклинали и, в крайних случаях, к тектонической аневризме. Поперечные антиклинали тянутся в направлении малых рек с относительно высокой прочностью земной коры и образуются вокруг них. Речные антиклинали образуются вокруг крупных рек с высокой эрозией, где прочность земной коры относительно невысока. Тектонические аневризмы образуются, когда эрозия очень высока, а кора очень слабая, образуя структурный валик.
То, как речные антиклинали образуются через глубокие речные врезы и связанный с этим отскок земной коры, приводит к образованию горных пород глубоко в коре. предпочтительно эксгумировать вдоль крупных рек, таких как Арун, Инд, Сатледж и река Ярлунг Зангбо. Изолированная эксгумация приводит к тому, что метаморфические образцы высокого и сверхвысокого давления поднимаются на поверхность с постоянной скоростью до 5 мм в год. Анализ и радиометрическое датирование этих метаморфических пород высокого и сверхвысокого давления может помочь реконструировать тектоническую эволюцию сформировавшего их орогенного пояса.
В Гималаях Индийская континентальная плита врезается в Евразийскую континентальную плиту с движением почти с севера на юг. Следовательно, сжатие горных пород в Гималаях происходит с севера на юг. Итак, складчатость должна происходить в направлении восток-запад, как это наблюдается. Однако также было отмечено, что складчатость происходит в направлении север-юг. Было отмечено, что эти складки следуют по следам крупных рек, таких как Арун и Инд. Первоначально эти складки объяснялись предположением, что реки не образовывали эти антиклинали, вместо этого русло реки было случайным совпадением на вершине этих геологических особенностей, образованных дифференциальной эрозией. Идея изостатического отскока была предложена как наиболее подходящий механизм для этих складок с направлением север-юг и в настоящее время широко принята.
формирование речной антиклинали Формирование речной антиклинали в результате изостатического отскока показано на рисунке справа в идеализированных ступенях. Принцип Изостазии гласит, что если литосфера может двигаться вертикально, то она будет плавать на соответствующей глубине в астеносфере в зависимости от толщины и плотность литосферы. Речные антиклинали образуются, когда огромное количество материала выносится речной эрозией в области с низкой жесткостью земной коры. Корка поднимается прямо вдоль реки, в то время как остальная часть остается относительно постоянной. Это приведет к изгибу коры с образованием антиклинали, что может занять до десяти тысяч лет. По мере того, как река протекает через этот район, она размывает большое количество вышележащих пород, что вызывает уменьшение массы литосферы, что приводит к изостатической реакции. При отсутствии вышележащих камней нижележащий материал отскакивает вверх, как при снятии груза с плота. По мере того, как река прогрессирует, эрозия продолжается и, следовательно, продолжается отскок, который образует низкую широкую антиформальную структуру. Для этого отскока эрозия от реки должна превышать среднюю скорость эрозии для данной территории и превышать поднятие орогена. Средняя скорость эрозии для Гималаев составляет около 1 мм в год, в то время как скорость эрозии для реки Арун в восточных Гималаях составляет до 8 мм в год, поэтому имеет смысл увидеть антиклинали рек. вдоль реки Арун.
Тектонические аневризмы - это изолированная зона с экстремальной скоростью подъема и эксгумации. Это формируется, когда поднятие от местной тектоники сочетается с очень слабой корой и поднятием от речной антиклинали. Когда большая река протекает по территории с тектоническим поднятием, эрозия реки разрушает поднявшийся материал. Это вызовет чрезвычайно быструю эксгумацию вдоль крупных рек, до 10 мм в год. В пределах Гималаев есть две тектонические аневризмы, каждая из двух синтаксисов орогенного пояса : Нанга-Парбат на западе и Намче Барва на востоке. Эти тектонические аневризмы образуются аналогично речным антиклинам, но с экстремальной скоростью эрозии и очень слабой и пластичной корой. Синтаксис отмечает конец Гималайского орогена с обеих сторон и определяет расположение двух больших рек, Инд и реки Ярлунг Цангпо. В синтаксисе по обе стороны от Гималаев преобладает зона сдвига вместо сдвигового надвига, как в остальной части орогена. На западе река Инд протекает через Нанга Парбат, а на востоке река Ярлунг Цангпо протекает через Намче Барву. Очень высокая скорость эрозии этих двух рек в сочетании со слабой, горячей, тонкой, сухой коркой образует области экстремального подъема и эксгумации.
Рис. 1. Схема молодой тектонической аневризмы. Изотермический градиент антиклинали, вызванный разрезом канала, создающим более тонкую корку, чем окружающая среда. Напряжение сосредотачивается в слабости, вытесняя теплый материал в зону, тем самым поднимая изотермы локально 
Рис. 2: Развитая тектоническая аневризма. Изотермический градиент становится более развитым, чем на молодой стадии. Материальный поток вызывает поднятие поверхности молодой породы на периферийных краях области размыва. Поднятие выносит на поверхность слабые теплые породы и создает высокий рельеф. Это вызывает ускоренное истощение массы и более легкую эрозию, тем самым усиливая положительную обратную связь. 
Рис. 3: На этой диаграмме сравнивается прочность земной коры ландшафта со значительной локальной эрозией (синяя пунктирная линия) по сравнению с неизмененным ландшафтом (зеленая пунктирная линия). Профиль прочности, показанный на диаграмме, находится только в хрупкой зоне с предполагаемым постоянным увеличением с глубиной на основе повышенного давления с увеличением вышележащей массы. Деформации, вызванные тектоническими аневризмами, аналогичны аневризмы в кровеносных сосудах, в которых ослабление ограничивающей силы делает возможным локализованный рост или подъем. Однако в геологических условиях деформация происходит в течение миллионов лет со значительной устойчивой мощностью эрозии в диапазоне от десятков сотен киловатт на метр. Разрез или истончение корки участка на поверхности относительно толщины фоновой корки вызывает две вещи, которые делают возможным образование аневризмы. Во-первых, из-за хрупкой природы коровых пород и их прочности, зависящей от давления, уменьшение вышележащего материала снижает прочность земной коры по сравнению с окружающими областями. Это происходит потому, что удаление корки уменьшает покрывающий слой и, следовательно, давление, которое влияет на прочность. Во-вторых, геотермальный градиент увеличивается по вертикали. Локализованные глубокие впадины создают наиболее слабые участки, в которых сосредоточена деформация и, следовательно, движение пластичного материала, находящегося на большой глубине.
Ослабляя корку в локализованном районе, можно создать предпочтительную область деформации, концентрирующую поток материала. Вязкие породы глубже в коре смогут двигаться в направлении градиента потенциала, в то время как хрупкие породы у поверхности будут разрушаться при повышенном напряжении. Переход между хрупкой деформацией и пластической деформацией определяется температурой, которая обычно контролируется глубиной, а также реологией. Слабые горячие минералы ниже пластичного перехода со значительным частичным расплавом перемещаются в область под утоненной корой в результате уменьшения градиента давления в тонкой области. В определенный момент давление существенно снизится при переходе от сходящейся породы фундамента к утоненной корке. Это вызывает быструю декомпрессию при относительно стабильных и повышенных изотермах . Происходит декомпрессионное плавление, которое увеличивает долю частичного плавления в материале и вызывает быструю адвекцию тепла к поверхности. Продолжающееся сходящееся движение пластины фокусирует поток материала в синтаксических областях с локализованной слабостью, позволяющей уходить вверх в качестве механизма аккомодации. Этот процесс решает фундаментальную проблему, заключающуюся в вытеснении материала в замкнутое пространство, путем создания выпускного отверстия. В результате создается положительная обратная связь с поднятием, сосредоточенным на эрозии, которое переносит более слабые породы по вертикали, увеличивая эрозионную способность. Области постоянной высоты в долинах рек и гор с рельефом могут поддерживаться высокой интенсивностью эксгумации относительно молодых слабых пород. Возраст минералов в этом районе будет меньше возраста окружающей коры из-за охлаждения, происходящего в области с более крутым температурным градиентом на меньших глубинах. Системы зрелых тектонических аневризм, такие как Нанга Парбат, могут иметь очень высокие локальные рельефы молодых горных пород из-за постоянной эрозии, поддерживающей возвышение в эрозионной области, и вертикальной деформации, заставляющей материал подниматься вверх вдоль проксимальных краев.
Тектонические аневризмы обнаруживаются в областях с локализованным высоким рельефом относительно молодых горных пород по сравнению с их окружением. Активно наблюдаемые системы, которые наиболее изучены, расположены в 2 основных регионах Гималаев, Нанга-Парбат - Харамош и Намче Барва - Гяла Пери, которые встречаются на восточной и западной окраинах соответственно. Река Инд - это механизм, ответственный за удаление земной коры в регионе Нанга Парбат, а река Цангпо активна в Намче Барва
Предлагаемые тектонические аневризмы расположены в районе Сент-Элиас на Аляске, Конгур-Шаня и Музтаг-Ата в Китае, а также Лепонтинский купол в Швейцарских Альпах. Эти местоположения демонстрируют зарождающиеся или похожие, менее важные характеристики по сравнению с активно наблюдаемыми системами. Считается, что ледниковые механизмы эрозии и переноса ответственны за многие альпийские районы, включая систему Сент-Элиас.
Нанга Парбат -Харамош является наиболее изученным регионом с точки зрения тектонических аневризм. Этот регион имеет чрезвычайный рельеф на очень коротких расстояниях с долиной реки Инд примерно на 7 км ниже по высоте, чем пик горы. В пределах исследуемой области период охлаждения биотита (280 ° C ± 40 ° C) постоянно составляет менее 10 миллионов лет, что указывает на быструю скорость эксгумации в этом районе. Исследования состава и структуры горных пород в этом районе предполагают эксгумацию на глубине менее 20 километров. Темпы эксгумации из массива и долины значительно превышают фоновые. Расчеты пиковой скорости эксгумации колеблются от 5 до 12 мм в год в зависимости от местоположения. Вершина горы имеет более низкую скорость, чем основание долины, но обе они значительно выше по сравнению с фоновыми показателями вне синтаксиса. Открытый гранулит в центральной области аневризмы представляет собой плавление при низком давлении и адвекцию, когда материал перемещается в области с понижающимся давлением. На основе выборки возрастов от 1 до 3 миллионов лет было предположено до 20 километров разрушения домов за очень короткий период времени.
Намче Барва -Гайла Пери тектоническая аневризма расположена на восточной стороне Гималаев с активной рекой Цангпо, протекающей по долине между горами. Многие исследователи приходят к выводу, что модель тектонической аневризмы является лучшим объяснением наблюдаемых структур и тектонического устройства региона. Возраст пород аргон-аргон биотита и возраст трека деления циркона пород в этом районе составляет 10 миллионов лет или меньше, что является молодым по сравнению с окружающими породами. Подобные горельефы, которые можно увидеть на Нанга Парбат, также очевидны в районе Намче Барва, где изменение высоты по вертикали составляет около 4 км на коротком горизонтальном расстоянии. Высокие и низкосортные метаморфические породы обнаружены в регионе, что свидетельствует о вариации метаморфической активности между регионами от центра деформации и краев. Эксгумация происходит в круглой области с молодыми высококачественными декомпрессионными расплавами , сфокусированными в центре. На внешней стороне очага отношения рубидий к стронций предполагают плавление с присутствием жидкости. Присутствие флюида в расплаве было смоделировано как результат огромных осадков, позволяющих воде проникать в мелкие породы земной коры в течение длительных периодов времени. Возраст и барометрические режимы горных пород были использованы для расчета объема удаленной покрывающей породы, который был использован для определения 3 миллиметров годового надреза за последние 10 миллионов лет.
Предлагаемый Система тектонических аневризм возрастом четыре миллиона лет в горах Сент-Элиас на Аляске образовалась в результате ледниковой эрозии в горах, образовавшейся в результате надвигания микроплиты Якутата под североамериканскую окраину. Аневризма возникает в углу северной пластины, в которой происходит переход от правостороннего сдвигового движения к движению, воспринимающему толчок, тем самым фокусируя напряжение. Интерпретируемая взаимосвязь между развитием горной эрозии имеет больше различий между исследователями, чем в гималайских системах, из-за возраста системы и ограничений, связанных с полевыми работами из-за ледникового покрова. В хребте Сент-Элиас столкновение и продвижение вызвало поднятие поверхности, образовавшее горы. Климатический режим с увеличением высоты позволил образоваться ледникам, что привело к экстремальной эрозии ледников. С момента своего возникновения ледниковая эрозия перенесла отложения на запад в Тихий океан и на окраину континента. После этого, примерно два миллиона лет назад, формирование деколлемента заставило локус напряжения распространиться на юг. Смещение акцента деформации привело к развитию гор дальше на юг, что нарушило климатическую систему, уменьшив тем самым количество осадков в северных регионах гор Сент-Элиас. В настоящее время эрозия и эксгумация сосредоточены в южной части горного хребта, что приводит к юному похолоданию, связанному с нынешним центром тектонической аневризмы.
Молодой детритовый циркон треки деления (240 ° C ± 40 ° C) и апатит трек деления уран - торий / гелий (110 ° C ± 10 ° C) возраст охлаждения отложений в ледниковых водосборных зонах подтверждает теорию эрозионное воздействие на Св. Элиас тектоническая система. Скорость эксгумации была определена путем расчета разницы между возрастом обломочного циркона и апатита в отложениях. Чем меньше разница между возрастом циркона и апатита, тем быстрее происходит движение материала по изотермам и более быстрое охлаждение. В северном углу контакта между пластинами возраст циркона и апатита существенно не различается, что свидетельствует о быстрой эксгумации. Близость к среде осадконакопления вдоль береговой границы и в пределах фьордов сохраняет запись скорости седиментации, которая используется для интерпретации скорости эксгумации 0,3 мм в год первоначально и приблизительно 1,3 мм / год в течение последнего миллиона лет. Возраст и мощность отложений используются для отслеживания движения очага эрозии с севера на юг.
Наличие окончательной системы тектонических аневризм в регионе широко оспаривается многими исследователями, которые делают вывод, что недостаточно сфокусированной эксгумации происходит для подтверждения гипотезы. Значительный ледниковый покров ограничивает количество полевых проб и геологических наблюдений, которые можно проводить непосредственно на поверхности, что добавляет неопределенности интерпретациям. Альтернативные теории утверждают, что тектонический транспрессионный контроль эксгумации оказывает незначительное эрозионное воздействие на систему в целом. Более молодой возраст объясняется сфокусированными областями деформации в результате разломов.
Путем сравнения глубины Земли, на которой кристаллизуются определенные минералы, и высоты, на которой они были взяты пробы, возраст минералов может использоваться для определения скорости, с которой зона деформации перемещала материал вертикально. Были использованы различные методы датирования конкретных флюидных включений и минералов, чтобы предоставить хронологические данные о скорости эксгумации горных пород в этом районе. Даты возраста были использованы для реконструкции истории эксгумации и тепловых режимов путем сравнения их с границами кристаллизации минералов под давлением и температурой. Уран - торий и уран- гелий Возраст охлаждения образцов апатита указывает время охлаждения до 70 ° C. Более высокие температуры закрытия были датированы с использованием методов аргон-аргонового датирования для образцов биотита (300 ° C) и циркония трека деления датирование (230 ° C - 250 ° C) методами. Анализируя возраст минералов с различными температурами закрытия, исследователи могут сделать вывод о скорости, с которой они перемещались по изотермам . Когда разница между возрастом минерала, охлаждаемого при высокой температуре, и минерала, охлаждаемого при низкой температуре, относительно одинакова, то предполагается, что эксгумация будет быстрой. геотермобарометрия получена с использованием граната -биотита плагиоклаза для ограничения режимов метаморфизма более высокого давления. Сама по себе более низкая скорость эксгумации (периоды низкотемпературного охлаждения) не может реально использоваться для описания тектонических аневризм, поскольку изменения глубокого изотермического градиента не могут существенно повлиять на более мелкие глубины. Более того, неглубокое низкотемпературное охлаждение может быть в большей степени связано с воздействием эрозии, а не с подъемом, вызванным тектоническим действием. Возраст образцов из минералов с более высокими температурами охлаждения означает эксгумацию более глубокого материала, которая является смоделированной функцией тектонической аневризмы.
Профили сейсмической скорости часто используются на больших площадях исследования для выявления возможных изотермических неоднородностей. Данные с низкой скоростью указывают на более горячие породы с более высокой степенью частичного плавления, что замедляет P-волны по сравнению с окружающей средой. Магнитотеллурический отбор проб проводится для проверки удельного сопротивления горных пород, которое используется для определения количества флюида в породах.
