造山运动
造山运动是山脉形成的过程,其中板块汇聚使地壳增厚、变形并隆升,形成世界上巨大的山脉带。
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Definition
造山运动是一系列构造过程,通过这些过程,地壳岩石变形、增厚并隆升,形成山脉带,通常发生在汇聚性板块边界,通过俯冲、增生或大陆碰撞实现。
Scope
本主题涵盖了挤压性板块相互作用如何形成山脉:褶皱冲断带和增生楔的形成、地壳增厚和均衡隆升,以及构造隆升与侵蚀的长期相互作用。它将褶皱和断层整合到山脉带的区域尺度中。
Core questions
- 哪些板块构造环境会产生山脉带?
- 褶皱冲断带和增生楔是如何生长的?
- 地壳增厚、均衡作用和侵蚀作用如何共同控制山脉的高度?
Key theories
- 褶皱冲断带的临界锥度
- 戴维斯(Davis)、萨普(Suppe)和达伦(Dahlen)将褶皱冲断带和增生楔建模为根据临界地表坡度变形,类似于推土机推动的土壤楔,通过内部冲断和正面增生而增长。
- 大陆变形作为粘性连续体
- 英格兰(England)和豪斯曼(Houseman)将广阔的大陆碰撞带视为一个变形的粘性薄层,而非一组刚性块体,成功再现了印度-亚洲碰撞的分布式变形。
Mechanisms
在汇聚边缘,挤压使地壳缩短和增厚。俯冲将沉积物刮擦下来形成增生楔,增生楔通过冲断作用增长,以维持临界锥度。在大陆碰撞中,地壳厚度增加一倍,均衡浮力抬升高山和高原,同时侵蚀作用移除物质,这两个过程共同在数百万年间塑造地貌。
Clinical relevance
山脉带结构控制着褶皱冲断带中矿产和油气资源的分布、碰撞带的地震灾害,以及侵蚀山脉下游地区的沉积物和水供应。
History
早期观点将山脉归因于地球收缩或地槽沉降。板块构造学将造山运动重新定义为板块汇聚的结果;20世纪80年代初的临界锥度模型和大陆碰撞的连续体模型为山脉带的形成和演化提供了定量的力学理解。
Debates
- 大陆的刚性块体变形与连续体变形
- 大陆碰撞带是作为由断层限定的几个刚性块体变形,还是作为连续的粘性介质变形,仍然存在争议,野外和大地测量数据都被引用来支持这两种极端观点。
Key figures
- John Suppe
- F. A. Dahlen
- Philip England
- Eduard Suess
Related topics
Seminal works
- davissuppedahlen1983
- england1986
Frequently asked questions
- 为什么山脉在不断侵蚀的情况下仍在隆升?
- 在板块持续汇聚的地方,构造力不断使地壳增厚,均衡浮力不断将其向上推;只要隆升速度超过侵蚀速度,山脉就会继续隆升。