Morfostruktury a oceánského dna

Transkript

1 Morfostruktury a oceánského dna Středooceánské hřbety, Transformní zlomy Lávová plateau Abyssální plošiny Příkopy Vulkanické ostrovy (nad horkými skvrnami)

2 Divergentní rozhraní

3 Divergentní rozhraní

4 Transformní rozhraní (všimněte si opačného smyslu rel. Pohybu na zlomech transkuretních (San Andreas a transformních) San Andreas Transform

5 Tranformní rozhraní

6 Konvergentní rozhraní Tři subtypy: oceán - kontinent ostr. oblouk- oceán kontinent-kontinent

7 onvergentní rozhraní Ocean-Continent: Andes, Cascades Ocean-Ocean: Aleutians, Japan Continent-Continent: Himalaya, Alps

8 Konvergentní rozhraní Příkopy a subdukční zóny Zemětřesení koncentrovaná podél Benioffovy zóny Zonalita vulkanismu, alkalicko-vápenatý, explozivní) Orogeneze vznik lineárních orogénů Andský typ vulk. Oblouk na kontinentu (akt. Kont. okraj) Himalájský, alpský typ- kolizní orogén, záv. stádium wilsonova cyklu, suturní zóny ofiolity indikují místa někdejších oceánských prostor

9 Pohyb litosférických desek

10 Desková tektonika na sz. USA

11 Wilsonův cyklus

12 Rozpad Pangey

13 Rozpad Pangey

14 Rozpad Pangey

15 Rozpad Pangey

16 Rozpad Pangey

17 Horninový cyklus a plate tektonika

18 Horninový cyklus a plate tektonika, recyklace hmoty mezi kůrou a pláštěm na příkladě subdukčních zón

19 Látkové cykly (cyklus vody a uhlíku)

20 Cyklus uhlíku v přírodě

21 Geologické procesy na deskových rozhraních divergetní: magmatismus, př. vulkanická činnost, hydrotermální aktivita, vznik ložisek hydrotermálních rud, primitivní formy života, tektonické procesy (zemětřesení, sedimentace, deformace kůry na kont. riftech atd.) konvergentní: magmatismus, vulkanismus, deformace kůry (ostrovní oblouky, aktivní kont. okraje), vznik subdukčně akrečních orogénů, seismicita, intenzvní exodynamické jevy, sedimentace na kont. okraji, v zaobloukových a předobloukových pánví, vznik akrečních klínů, přirůstání nově vytvořené kůry kont. typu transformní: deformace kůry, seismicita, intraoceánské úzké pánve

22 Vulkanismus středooceánské hřbety tavení sv. pláště, který je anomálně blízko zemského povrchu, tholeiitický chemismus, primitivní složení, ochuzen o lehké vzácné zeminy, litofilní elementy, obohacen o těžké vzácné zeminy (HREE)

23 t Vulkanismus na středooceánských hřbetech 75 o v některých případech kombinován i s aktivitou horkých skvrn (Island) 60 o Reykjanes Ridge Eurasian Plate Juan de Fuca and Gorda Ridges Walla Walla Eurasian Plate 30 o 0 o Indian Plate Pacific Plate Galapagos Spreading Center Nazca Plate American Plate African Plate 30 o Central Indian Ocean Ridge 60 o South East Indian Ocean Ridge S Antarctic Plate 75 o

24 Vulkanismus intradeskový vzniká nad tzv. horkými skvrnami (hot spots) v plášti, většinou bazaltický (alkalické bazalty, méně tholeiity, většinou málo explozivní, vytváří se rozsáhlá plató, nebo vulkanické ostrovy, případně izolované sopečné většinou štítové vulkány příklady: oceánský intradeskový magmatismus: Havajské ostrovy, Azory, Kanárské ostrovy, Island a další Kontinentální, Dekkan, Coloradské plató, Sibiřské trappy aj Indian Plate Eurasian Plate Cocos Pacific Plate SE Australia Bowie Antarctic Plate Iceland Eurasian Plate Cobb Azores Yellowstone Madeira Bermuda Baja G. Meteor Canary Tibesti Cape Verde Hoggar Darfur Ethiopia Hawaii Caroline Fernando Cameroon African Galapagos Ascension Marquesas American Plate Comoro Samoa Easter Plate Trindade St Helena E. Africa Society Reunion Pitcairn San Felix Vema Tubai Juan Fernandez Tristan Gough Cape Croze t Kerguelen Bouvet

25 Příklad přesunu severoamerické desky nad horkou skvrnou skvrna nyní situována pod Yellowstonským Nár. parkem, stopa pohybu k SZ, bazalty Snake River a basalty Kaskádového pohoří OR WA Walla Walla CRBG ID SRP MT Present Yellowstone WY CA NV UT

26 Vulkanismus spjatý se subdukčními zónami magma vzniká tavením pláště nad subdukující deskou s níž se uvolňují fluida, dominují silně explozivní typy vulk. činnosti, chemismus odlišný (CA vulkanity, méně bazalty, více andesity, dacity až ryolity) vysoce explozivní, Příklady: ostrovní oblouky: Japonsko, Aleuty, Indonésie, Karibik (Antily) Aktivní kont. okraje, Andy, Kordilléry,

27 Suprasubdukční vulkanismus magma má vysoké obsahy fluid, je více viskózní, nižší teploty, vysoká explozivita střídání výlevů láv s explozemi (vytváření mocných a plošně rozsáhlých pyroklastik typické sopky stratovulkány, složené vulkány, velká rizika spjatá zejména s výbuchy pyroklastické horké proudy, laviny, lahary atd.

28 Příklad subsukčně vázaného vulkanismu na aktivní kont. okraj Sevení Ameriky (Sz. USA)

29 Pohyb litosférických desek a orogeneze geometrie subdukčních zón určuje charakter deformací kůry na konvergentních rozhraních, (rozsah a typ orogénů, morfologii pohoří a pánví atd.) typy orogénů: - spjaté se subdukcí oc. kůry subdukčně akreční orogény na aktivních kont. okrajích, (Andy, Kordilléry, Appalachidy aj.) kolizní kolize kont. litosférických desek Himálaje, Alpy

30 Orogény spjaté se subdukcí Pacifický typ Andský typ

31 E- or NE-direct ed subduct ions W-direct ed subduct ions Geodynamické podmínky subdukčních systémů na západním a východním Pacifiku Rozdílný charakter subdukce je dán interakcí subdukující litosféry a směru toku v astenosféře na západě jsou proti sobě, na východě paralelní

32 Orogény spjaté se subdukcí (pod oceánskou kůru, pod aktivní kont. okraj) Pacifický typ subdukce (vznik ostrovních oblouků, zaobloukových pánví), morfologicky nevýrazné orogény, malé zkrácení

33 Přechod oceánické subdukce do kontinentální kolize (vznik bivergentního orogénu)

34 Alpský typ subdukce a následné kolize Gravimetrické (Bougerovy) anomálie a tepelný tok Apenninský typ subdukce Apennines Alps Apennines Alps

35 N Seismický profil Centrálními Alpami TRANSALP Working Group, GRL, 2002 SW 10 km Seismický řez Jižními Apeninami

36 N FOREBELT Central-eastern Alps - CropTransalp RETROBELT TRANSALP Working Group, GRL, 2002 SW 10 km Southern Apennines - CropM5 FOREBELT Merlini et al., 2000 extenze akreční klín hlouběji než předpolí

37 . A Rozdíly v orogénech v důsledku subdukční asymetrie OLIGOCENE BASE Milan ALPS 3000 m m 4000 m Venice 5000 m APENNINES Front of the Alps PLIOCENE BASE ADRIATIC SEA BASEMENT Front of the Apennines NW 0 km A 2 vergences Dal Piaz, 1997 Rome Tyrrhenian back-arc basin B m km The Apenninic platform thrusts on the Ligurian units? 1 vergence Miocene Flysch & Cret.-Olig. Clays?? NE Apulian Platform 4 Km 4 Km 0 m New Moho Continental Crust 200 km 40 Asthenosphere B Mesozoic Adriatic Moho Lithospheric Mantle

38 Důsledky ústupu subdukce na morfologii nadložní desky MIGRATING WAVES faster than denudation rate W 3 km 3rd order wavelength 2nd order wavelength 2 1st order wavelength 1 0 Apeniny highest mountain divide E 50 km vertical exaggeration x 10 3 km W migrating system mm/a 50 km vertical exaggeration x 10 denudat ion rat e <1 mm/ a Extensional belt Accretionary wedge t 1 t 2 t 3 t 4 E Slab rollback mm/a t 1 t 2 t 3 t 4 Salustri et al., 2002

39 U= svrchní deska (fixov.) H= hrana subdukce L=spodní deska S=rychlost subdukce S=HL=UH-UL Vztahy mezi rychlostí konvergence, subducke a pohybem hrany subdukce (subduction hinge)

40 Vztah rychlosti subdukce, rychlosti konvergence a zkrácení deformovaného orogénu (velikost zkrácení není závislá na rychlosti subdukce)

41 Vztahy mezi rychlostí konvergence a velikosti zkrácení v orogénu (důsledky rigidity okraje desky)

42 Orogény spjaté se subdukcí orinetovanou k západu a východu 2 1 Příklad ústupu def. fronty na příkladě Betické kordilléry (Španělsko)

43 Příklady akrece jednotek při západním okraji jihoamerické platformy (v centrálních Andách v období paleozoika

44 Vývoj peruánských And (od riftingu ve sp. křídě po laramskou a terciérní kompresi

45 Geologické řezy Andami řez s. Andami: A Ecuadorské Andy, B Centrální Peruánské Andy, C Bolívijské Andy

46 Rozdíly mezi Apeninským orogénem a orogény v Egejském moři a Turecku (Tauridy) Thin lithosphere Thick lithosphere

47 Subdukčně - akreční orogény Altaidy, Kordilléry, Appalachidy, aj. Přechodní typy nejprve subdučně akreční procesy, pak kolize kontinentů (např. variscidy),

48 The Altaid orogenic complex in Asia

49

50

51

52

53 Geologická mapa Alp

54 Schematická geologická mapa západních Alp s vyznačením geofyzikálních profilů

55 Geologický řez západními Alpami po linii NFF-20 East

56 Geologický řez západními Alpami po linii NFF-20 West

57 Stáří a typ sedimentace, magmatismu a tektonometamorfních procesů v jednotkách Alp

58 Poměry mezi horizonáltními pohyby litosférických desek a vertikálními pohyby (řádový rozdíl v rychlostech)

59 - horizontální pohyby jsou x rychlejší než vertikální pohyby - deskové tektonice dominují tangenciální síly