Горообразование и орогенез

Орогенез — это процесс горообразования, при котором конвергенция плит приводит к утолщению, деформации и поднятию земной коры, формируя великие горные пояса мира.

Definition

Орогенез — это совокупность тектонических процессов, посредством которых породы земной коры деформируются, утолщаются и поднимаются, образуя горный пояс, обычно на конвергентных границах плит в результате субдукции, аккреции или континентальной коллизии.

Scope

Эта тема охватывает, как компрессионные взаимодействия плит создают горные хребты: формирование складчато-надвиговых поясов и аккреционных призм, утолщение коры и изостатическое поднятие, а также долгосрочное взаимодействие тектонического поднятия с эрозией. Она интегрирует складки и разломы в региональный масштаб горных поясов.

Core questions

• Какие тектонические обстановки плит приводят к образованию горных поясов?
• Как растут складчато-надвиговые пояса и аккреционные призмы?
• Как утолщение коры, изостазия и эрозия совместно контролируют высоту гор?

Key theories

Критический угол наклона складчато-надвиговых поясов

Дэвис, Саппе и Дален смоделировали складчато-надвиговые пояса и аккреционные призмы как деформирующиеся в соответствии с критическим углом наклона поверхности, аналогично клину почвы, толкаемому бульдозером, который растет за счет внутреннего надвигания и фронтальной аккреции.

Деформация континентов как вязкий континуум

Англия и Хаусман рассматривали широкие зоны континентальной коллизии как деформирующийся вязкий лист, а не как набор жестких блоков, успешно воспроизводя распределенную деформацию коллизии Индии и Азии.

Mechanisms

На конвергентных окраинах сжатие укорачивает и утолщает земную кору. Субдукция соскребает осадки в аккреционную призму, которая растет за счет надвиговых разломов, поддерживая критический угол наклона. При континентальных коллизиях кора удваивается в толщине, и изостатическая плавучесть поднимает высокие горы и плато, в то время как эрозия удаляет материал; эти два процесса совместно формируют рельеф на протяжении миллионов лет.

Clinical relevance

Структура горных поясов определяет распределение минеральных и углеводородных ресурсов в складчато-надвиговых поясах, сейсмическую опасность зон коллизии, а также поставку осадочных пород и воды в регионы, расположенные ниже по течению от эродирующих хребтов.

History

Ранние идеи приписывали образование гор сжимающейся Земле или геосинклинальному опусканию. Теория тектоники плит переосмыслила орогенез как следствие конвергенции плит; модель критического угла наклона начала 1980-х годов и континуальные модели континентальной коллизии обеспечили количественное механическое понимание того, как формируются и развиваются горные пояса.

Debates

Деформация континентов: жесткие блоки против континуума

Вопрос о том, деформируются ли зоны континентальной коллизии как несколько жестких блоков, ограниченных разломами, или как непрерывная вязкая среда, остается предметом дебатов, при этом полевые и геодезические данные приводятся в поддержку обеих крайних точек зрения.

Key figures

• John Suppe
• F. A. Dahlen
• Philip England
• Eduard Suess

Seminal works

• davissuppedahlen1983
• england1986

Frequently asked questions

Почему горы продолжают расти, несмотря на постоянную эрозию?

Там, где плиты продолжают сходиться, тектонические силы продолжают утолщать земную кору, а изостатическая плавучесть продолжает выталкивать ее вверх; пока поднятие опережает эрозию, горы продолжают расти.