Extenzia (geológia)

Vznik stavby striedania vyzdvihnutých a poklesnutých blokov, typický prejav rozťahovania kôry (na obrázku znázornený smer rozťahovania červenými šípkami).

Extenzná tektonika skrátene 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 halfgrabenmi 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 grabenové 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 halfgrabenov.^[6] Vznik riftov spôsobuje obvykle 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 graben), 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

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 tiaž veľkého objemu hornín v nadloží pôsobí na preťažené a nepevné podložie. Dochádza k takzvanému gravitačnému kolapsu, často za vzniku veľkých extenzných zlomov, napr. metamorfný kôrový komplex. 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 uvoľňuje horizontálne napätie dochádza na mieste vzďaľovania blokov v miestach uvoľňujúceho 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 nedostatočne 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). Archivované 2011-07-19 na Wayback Machine 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.

Portál vied o Zemi

[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). Archivované 2011-07-19 na Wayback Machine 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]