Extenzia (geológia): Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah

V textu

Verzia z 22:25, 14. september 2009

Extenzia alebo rifting je súbor geologických deformačných procesov charakteristický predlžovaním a stenčovaním zemskej kôry alebo litosféry. Obvykle je tiež spojený so vznikom poklesových zlomov, vzďaľovaním tektonických platní a ťahom, ku ktorému dochádza na ich styku. Je významným činiteľom ovplyvňujúcim vznik sedimentačných panví alebo rozpad zhrubnutej zemskej kôry.

Štýly deformácie

Typy vznikajúcich štruktúr a ich geometria sú závislé na veľkosti prítomného natiahnutia (predĺženia). Predĺženie sa väčšinou vyjadruje pomocou veličiny $\beta$ , označovanej ako beta faktor alebo faktor vytiahnutia (stretch)^[1]^[2]:

$\beta ={\frac {t_{0}}{t_{1}}}$

$t_{0}$ je počiatočná hrúbka kôry a $t_{1}$ je konečná hrúbka kôry po deformácii.

Deformácia extenziou sa v zemskej kôre v krehkých-pripovrchových podmienkach môže realizovať^[3]:

duktilným vyťahovaním, ktoré však môže prebiehať len v reologicky vhodných horninách (evapority, bridlice a iné)
tvorbou otvorených trhlín, ale len do určitej hĺbky
poklesovými zlomami

V oblastiach s relatívne nízkeho kôrového vytiahnutia, sú dominantnými štruktúrami prudko až mierne uklonené poklesové zlomy, so súvisiacimi halfgrábenmi a naklonenými blokmi.^[4]

V oblastiach s vysokým kôrovým vytiahnutím, môžu byť extenzné (poklesové) zlomy natoľko posunuté a zrotované, že dosiahnú veľmi nízky sklon, ktorý im neumožňuje ďalšiu aktivitu. Toto má za následok vznik nových zlomov. Veľké posuny môžu spôsobiť zblíženie syntektonických sedimentov (metamorfózou nepostihnutých) a premenených hornín spodnej a strednej kôry, teda hornín ktoré boli vystavené vysokým tlakom a teplotám. Štruktúry, v ktorých sú prítomné dva takéto horninovo veľmi odlišné bloky sa označujú ako zóny odlepenia (angl. detachment faults). Niekedy sú takéto oblasti odlepenia zvrásnené, pričom premenené horniny vystupujú v jadrách antiklinál. Typické sú napríklad pre metamorfné kôrové komplexy.

Samostatným štýlom extenznej deformácie sa vyznačujú pasívne okraje, ktoré vznikli nad zoslabnutou vrstvou zemskej kôry. V oblastiach pasívnych okrajov dochádza k vzniku veľkých listrických (oblúkovitých) zlomov uklonených smerom k oceánu. Na niektorých okrajoch kontinentov ako napr. v delte rieky Niger, boli zaznamenané aj opačne (ku kontinentu) uklonené zlomy, ktoré vytvárajú rôzne veľké grábenové panvy antitické k regionálnym listrickým zlomom.^[5]

Geologické prostredia spojené s extenznou tektonikou

Kontinentálne rifty a divergentné okraje

Rifty sú lineárne zóny kôrovej extenzie. Tvoria zóny s jedným alebo komplexom poklesových zlomov a samostatnými poklesávajúcimi blokmi. Zlomy v jednotlivých segmentoch riftu majú rovnakú polaritu (napr. smer sklonu) čo má za následok, že rifty vlastne tvorí súbor niektoľkých halfgrábenov.^[6] Vznik riftov spôsobuje obvkykle vyklenutie astenoféry avšak celkové procesy sa môžu v dôsledku odlišností v regionálnej stavbe oblastí. Zatiaľ čo rifty, ktorých šírka sa pohybuje rádovo v stovkách kilometrov väčšinou vznikli v oblasti hrubej a chladnej litosféry ([Bajkalská riftová zóna]], Východoafrická priekopová prepadlina alebo Rýnsky gráben), niekoľko tisíc kilometrov široké riftové oblasti (napr. Basin and range v USA, alebo Egejské more) sú miestami s tenkou a prehriatou kôrou.^[4]

Pokračovanie riftogenézy môže mať za následok vznik aktívneho rozpínania oceánskeho dna so stredooceánskym chrbtom a oceánskou kôrou. Vznikajú tak divergentné okraje platní.

Gravitačný rozpad zón so zhrubnutou kôrou of zones of thickened crust

Oblasti so zhrubnutou kôrou, hlavne tie, ktoré vznikajú pri orogenéze sa zvyknu rozpadať do strán. Takýto rozpad môže prebiehať dokonca aj vtedy, keď stále prebieha kontinentálna kolízia. Po skončení kolízie v kôre existuje nerovnováha, vysoké tlaky a ťiaž veľkého objemu hornín v nadloží pôsobí na preťažené a nepevné podložie. Dochádza k takzvanému gravitačnému kolapsu, často za vzniku veľkých extenzných zlomov. Známa je napríklad extenzia tohto typu, ktorá prebehla v devóne, kedy nasledovala priamo po kaledónskom vrásnení v oblasti východného Grónska a západného Nórska.^[7]^[8]

Uvoľňujúci ohyb pozdĺž smerne posuvných zlomov

Pri vzniku smerne posuvných zlomov (angl. strike-slip), ktorými sa uvoľnuje horizontálne napätie dochádza na mieste vzďaľovania blokov v miestach uvoľnujúceho ohybu k lokálnej extenzii. (Smerne posuvné zlomy majú 2 typy segmentov so striedaním kolíznych a extenzných úsekov.) Na týchto miestach vznikajú prehlbujúce sa (subsidujúce) oblasti, lemované poklesovými zlomami označované ako pull-apart bazény^[3]. Príkladmi aktívnych pull-apartových panví je Mŕtve more, ktoré je súčasťou ľavostupňového segmentu sinistrálneho zlomu Mŕtveho mora alebo Marmarské more, ktoré vzniklo v pravostupňovom segmente dextrálneho Severoanatólskeho zlomu.^[9]

Zaoblúkové panvy

Zaoblúkové panvy vznikajú v oblasti za subdukčnými zónami (na nadložnej platni) v dôsledku ústupu oceánskej priekopy v smere od nadložnej platne. Extenzia v tejto oblasti je rovnobežná s ostrovným oblúkom.

Pasívny okraj

Pasívne okraje sú zoslabnuté miesta zemskej kôry, často ohraničené nedostatčne pevnými horninami (bridlice, evapority), ktoré po zaťažení môžu slúžiť ako šmykové plochy extenzných zlomov. K podobným procesom dochádza aj v sedimentárnych klinoch, kedy je extenzia v spodnej časti horninových telies spojená s rozpadom vyrovnávaná kompresiou vo vrchnej časti.

Referencie

↑ Park, R.G. 1997: Foundations of Structural Geology. 3rd edition, Routledge, 216 s.
↑ Peacock, D.C.P., Knipe, R.J., Sanderson, D.J., 2000: Glossary of normal faults. Journal of Structural Geology, 22, s. 291-305
↑ ^a ^b Marko, F., Jacko, S., 1999: Štruktúrna geológia I (Všeobecná a systematická). Vydavateľstvo Harlequin, Košice, 180 s.
↑ ^a ^b Kearey, P., Klepeis, K.A., Vine, F.J. 2009: Global Tectonics. Wiley-Blackwell, Chichester, 482 s.
↑ Tuttle, M.L.W., Charpentier, R.R., Brownfield, M.E. 2002: The Niger Delta Petroleum System: Niger Delta Province, Nigeria, Cameroon, and Equatorial Guinea, Africa. USGS Open-File Report 99-50-H.
↑ Ebinger, C.J., Jackson, J.A., Foster, A.N. & Hayward, N.J. 1999: Extensional basin geometry and the elastic lithosphere. Philosophical Transactions of the Royal Society, London, 357, s. 741-765
↑ Dunlap, J.W., Fossen, H. 1998: Early Paleozoic orogenic collapse, tectonic stability, and late Paleozoic continental rifting revealed through thermochronology of K-feldspars, southern Norway. Tectonics, 17, s. 604-620.
↑ Hartz, E.H, Andresen, A., Hodges K.V., Martin, M.W., 2000: The Fjord Region Detachment Zone: A long-lived extensional fault in the East Greenland Caledonides. J. Geol. Soc. London, 158, s . 795-810.
↑ Armijo, R., Meyer, B., Navarro, S., King, G., Barka, A. 2002: Asymmetric slip partitioning in the Sea of Marmara pull-apart: a clue to propagation processes of the North Anatolian Fault? Terra Nova, 14, s. 80–86.

[1] Park, R.G. 1997: Foundations of Structural Geology. 3rd edition, Routledge, 216 s.

[2] Peacock, D.C.P., Knipe, R.J., Sanderson, D.J., 2000: Glossary of normal faults. Journal of Structural Geology, 22, s. 291-305

[Marko,_Jacko-3] Marko, F., Jacko, S., 1999: Štruktúrna geológia I (Všeobecná a systematická). Vydavateľstvo Harlequin, Košice, 180 s.

[kearey-4] Kearey, P., Klepeis, K.A., Vine, F.J. 2009: Global Tectonics. Wiley-Blackwell, Chichester, 482 s.

[5] Tuttle, M.L.W., Charpentier, R.R., Brownfield, M.E. 2002: The Niger Delta Petroleum System: Niger Delta Province, Nigeria, Cameroon, and Equatorial Guinea, Africa. USGS Open-File Report 99-50-H.

[6] Ebinger, C.J., Jackson, J.A., Foster, A.N. & Hayward, N.J. 1999: Extensional basin geometry and the elastic lithosphere. Philosophical Transactions of the Royal Society, London, 357, s. 741-765

[7] Dunlap, J.W., Fossen, H. 1998: Early Paleozoic orogenic collapse, tectonic stability, and late Paleozoic continental rifting revealed through thermochronology of K-feldspars, southern Norway. Tectonics, 17, s. 604-620.

[8] Hartz, E.H, Andresen, A., Hodges K.V., Martin, M.W., 2000: The Fjord Region Detachment Zone: A long-lived extensional fault in the East Greenland Caledonides. J. Geol. Soc. London, 158, s . 795-810.

[9] Armijo, R., Meyer, B., Navarro, S., King, G., Barka, A. 2002: Asymmetric slip partitioning in the Sea of Marmara pull-apart: a clue to propagation processes of the North Anatolian Fault? Terra Nova, 14, s. 80–86.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

@@ Riadok 8: / Riadok 8: @@
 <math> t_{0} </math> je počiatočná hrúbka kôry a <math> t_{1} </math> je konečná hrúbka kôry po deformácii.
-Deformácia extenziou sa v zemskej kôre v krehkých-pripovrchových podmienkach môže realizovať<ref>Marko, F., Jacko, S., 1999: [http://www.fns.uniba.sk/fileadmin/user_upload/editors/geol/kgp/skripta/Marko-Jacko-1999_Strukturna_geologia1.pdf ''Štruktúrna geológia I (Všeobecná a systematická).]'' Vydavateľstvo Harlequin, Košice, 180 s.</ref>:
+Deformácia extenziou sa v zemskej kôre v krehkých-pripovrchových podmienkach môže realizovať<ref name="Marko, Jacko">Marko, F., Jacko, S., 1999: [http://www.fns.uniba.sk/fileadmin/user_upload/editors/geol/kgp/skripta/Marko-Jacko-1999_Strukturna_geologia1.pdf ''Štruktúrna geológia I (Všeobecná a systematická).]'' Vydavateľstvo Harlequin, Košice, 180 s.</ref>:
 * duktilným vyťahovaním, ktoré však môže prebiehať len v [[reológia|reologicky]] vhodných [[hornina|horninách]] ([[evaporit]]y, [[bridlica|bridlice]] a iné)
 * tvorbou otvorených [[trhlina|trhlín]], ale len do určitej hĺbky
 * [[poklesový zlom|poklesovými]] [[zlom (geológia)|zlomami]]
-V oblastiach s relatívne nízkeho kôrového vytiahnutia, sú dominantnými štruktúrami prudko až mierne uklonené poklesové [[zlom (geológia)|zlomy]], so súvisiacimi [[half-grábenmi]] a naklonenými blokmi.<ref name ="kearey">Kearey, P., Klepeis, K.A., Vine, F.J. 2008: Global Tectonics, Chapter 7, Continental rifts and rifted margins, WileyBlackwell, 496 s.</ref>
+V oblastiach s relatívne nízkeho kôrového vytiahnutia, sú dominantnými štruktúrami prudko až mierne uklonené poklesové [[zlom (geológia)|zlomy]], so súvisiacimi [[halfgrábenmi]] a naklonenými blokmi.<ref name ="kearey">Kearey, P., Klepeis, K.A., Vine, F.J. 2009: ''Global Tectonics.'' Wiley-Blackwell, Chichester, 482 s.</ref>
 V oblastiach s vysokým kôrovým vytiahnutím, môžu byť extenzné (poklesové) zlomy natoľko posunuté a zrotované, že dosiahnú veľmi nízky sklon, ktorý im neumožňuje ďalšiu aktivitu. Toto má za následok vznik nových zlomov. Veľké posuny môžu spôsobiť zblíženie syntektonických [[sediment]]ov ([[metamorfóza (geológia)|metamorfózou]] nepostihnutých) a [[premenená hornina|premenených hornín]] spodnej a strednej [[zemská kôra|kôry]], teda hornín ktoré boli vystavené vysokým tlakom a teplotám. Štruktúry, v ktorých sú prítomné dva takéto horninovo veľmi odlišné bloky sa označujú ako zóny odlepenia (angl. detachment faults). Niekedy sú takéto oblasti odlepenia [[vrásnenie|zvrásnené]], pričom premenené horniny vystupujú v jadrách [[antiklinála|antiklinál]]. Typické sú napríklad pre [[metamorfný kôrový komplex|metamorfné kôrové komplexy]].
 Samostatným štýlom extenznej deformácie sa vyznačujú [[Pasívny okraj|pasívne okraje]], ktoré vznikli nad zoslabnutou vrstvou zemskej kôry. V oblastiach pasívnych okrajov dochádza k vzniku veľkých listrických (oblúkovitých) zlomov uklonených smerom k oceánu. Na niektorých okrajoch kontinentov ako napr. v delte rieky [[Niger]], boli zaznamenané aj opačne (ku kontinentu) uklonené zlomy, ktoré vytvárajú rôzne veľké grábenové panvy antitické k regionálnym listrickým zlomom.<ref>Tuttle, M.L.W., Charpentier, R.R., Brownfield, M.E. 2002: [http://pubs.usgs.gov/of/1999/ofr-99-0050/OF99-50H/OF99-50H.pdf  ''The Niger Delta Petroleum System: Niger Delta Province, Nigeria, Cameroon, and Equatorial Guinea, Africa.'' USGS Open-File Report] 99-50-H.</ref>
+== Geologické prostredia spojené s extenznou tektonikou ==
+=== Kontinentálne rifty a divergentné okraje ===
+Rifty sú lineárne zóny kôrovej extenzie. Tvoria zóny s jedným alebo komplexom poklesových zlomov a samostatnými poklesávajúcimi blokmi. Zlomy v jednotlivých segmentoch riftu majú rovnakú polaritu (napr. smer sklonu) čo má za následok, že rifty vlastne tvorí súbor niektoľkých [[halfgráben]]ov.<ref>Ebinger, C.J., Jackson, J.A., Foster, A.N. & Hayward, N.J. 1999: [http://www.jstor.org/pss/55068 ''Extensional basin geometry and the elastic lithosphere.'' Philosophical Transactions of the Royal Society, London, 357, s. 741-765]</ref> Vznik riftov spôsobuje obvkykle vyklenutie astenoféry avšak celkové procesy sa môžu v dôsledku odlišností v regionálnej stavbe oblastí. Zatiaľ čo rifty, ktorých šírka sa pohybuje rádovo v stovkách kilometrov väčšinou vznikli v oblasti hrubej a chladnej litosféry ([Bajkalská riftová zóna]], [[Východoafrická priekopová prepadlina]] alebo [[Rýnsky gráben]]), niekoľko tisíc kilometrov široké riftové oblasti (napr. [[Basin and range]] v USA, alebo [[Egejské more]]) sú miestami s tenkou a prehriatou kôrou.<ref name ="kearey" />
+Pokračovanie riftogenézy môže mať za následok vznik aktívneho [[rozpínanie oceánskeho dna|rozpínania oceánskeho dna]] so [[stredooceánsky chrbát|stredooceánskym chrbtom]] a [[oceánska kôra|oceánskou kôrou]]. Vznikajú tak [[Konštruktívny okraj|divergentné okraje]] platní.
+=== Gravitačný rozpad zón so zhrubnutou kôrou of zones of thickened crust===
+Oblasti so zhrubnutou kôrou, hlavne tie, ktoré vznikajú pri [[orogenéza|orogenéze]] sa zvyknu rozpadať do strán. Takýto rozpad môže prebiehať dokonca aj vtedy, keď stále prebieha kontinentálna kolízia. Po skončení kolízie v kôre existuje nerovnováha, vysoké tlaky a ťiaž veľkého objemu hornín v nadloží pôsobí na preťažené a nepevné podložie. Dochádza k takzvanému gravitačnému kolapsu, často za vzniku veľkých extenzných zlomov. Známa je napríklad extenzia tohto typu, ktorá prebehla v [[devón]]e, kedy nasledovala priamo po [[kaledónske vrásnenie|kaledónskom vrásnení]] v oblasti východného [[Grónsko|Grónska]] a západného [[Nórsko|Nórska]].<ref>Dunlap, J.W., Fossen, H. 1998: [http://folk.uib.no/nglhe/Papers/Tectonics%201998%20Dunlap%20&%20Fossen.pdf ''Early Paleozoic orogenic collapse, tectonic stability, and late Paleozoic continental rifting revealed through thermochronology of K-feldspars, southern Norway.''] Tectonics, 17, s. 604-620.</ref><ref>Hartz, E.H, Andresen, A., Hodges K.V., Martin, M.W., 2000: [http://folk.uio.no/ebbe/Ebbe_Hartz/Publications_files/Hartz%20et%20al.,%202000,%20J.%20Geol.%20Soc.%20London,%20Dating%20the%20Fjord%20Region%20Detachment,%20Greenland.pdf ''The Fjord Region Detachment Zone: A long-lived extensional fault in the East Greenland Caledonides.''] J. Geol. Soc. London, 158, s . 795-810.</ref>
+=== Uvoľňujúci ohyb pozdĺž smerne posuvných zlomov ===
+Pri vzniku [[smerný posun|smerne posuvných]] zlomov (angl. strike-slip), ktorými sa uvoľnuje horizontálne napätie dochádza na mieste vzďaľovania blokov v miestach uvoľnujúceho ohybu k lokálnej extenzii. (Smerne posuvné zlomy majú 2 typy segmentov so striedaním kolíznych a extenzných úsekov.) Na týchto miestach vznikajú prehlbujúce sa ([[subsidencia|subsidujúce]]) oblasti, lemované poklesovými zlomami označované ako [[pull-apart bazény]]<ref name="Marko, Jacko"/>. Príkladmi aktívnych pull-apartových panví je [[Mŕtve more]], ktoré je súčasťou ľavostupňového segmentu sinistrálneho [[zlomu Mŕtveho mora]] alebo [[Marmarské more]], ktoré vzniklo v pravostupňovom segmente dextrálneho [[Severoanatólsky zlom|Severoanatólskeho zlomu]].<ref>Armijo, R., Meyer, B., Navarro, S., King, G., Barka, A. 2002: [http://bmeyer2.free.fr/pdf/2002-TerraNova.pdf ''Asymmetric slip partitioning in the Sea of Marmara pull-apart: a clue to propagation processes of the North Anatolian Fault?''] Terra Nova, 14, s. 80–86.</ref>
+===Zaoblúkové panvy===
+[[Zaoblúková panva|Zaoblúkové panvy]] vznikajú v oblasti za [[subdukčná zóna|subdukčnými zónami]] (na nadložnej platni) v dôsledku ústupu [[hlbokomorská priekopa|oceánskej priekopy]] v smere od nadložnej platne. Extenzia v tejto oblasti je rovnobežná s [[ostrovný oblúk|ostrovným oblúkom]].
+=== Pasívny okraj ===
+[[Pasívny okraj|Pasívne okraje]] sú zoslabnuté miesta zemskej kôry, často ohraničené nedostatčne pevnými horninami ([[bridlica (sediment)|bridlice]], [[evaporit]]y), ktoré po zaťažení môžu slúžiť ako šmykové plochy extenzných zlomov. K podobným procesom dochádza aj v sedimentárnych klinoch, kedy je extenzia v spodnej časti horninových telies spojená s rozpadom vyrovnávaná kompresiou vo vrchnej časti.
 == Referencie ==