Mountain Building Mountain building has occurred in the recent geologic past at several locations around the world (Figure 10.16). Young mountain belts include the American Cordillera, which runs along the western margin or the Americas from Cape Horn at the tip of South America to Alaska and includes the Andes and Rocky Mountains; the Alpine-Himalaya chain, that extends along the margin of the Mediterranean, through Iran to northern India, and into Indochina; and the mountainous terrains of the western Pacific, which include volcanic island arcs that comprise Japan, the Philippines, and Sumatra. Most of these young mountain belts have come into existence within the last 100 million years. Some, including the Himalayas, began their growth as recently as 50 million years ago. In addition to these young mountain belts, there are several chains of Paleozoic-age mountains found on Earth. Although these older structures are deeply eroded and topographically less prominent, they exhibit the same structural features found in younger mountains. The Appalachians in the eastern United States and the Urals in Russia are classic examples of this group of older and well-worn mountain belts.
The term for the processes that collectively produce a mountain belt is orogenesis. Most major mountain belts display striking visual evidence of great horizontal forces that have shortened and thickened the crust. These compressional mountains contain large quantities of preexisting sedimentary and crystalline rocks that have been faulted and contorted into a series of folds.
Although folding and thrust faulting are often the most conspicuous signs of orogenesis, varying degrees of metamorphism and igneous activity are always present.
How do mountain belts form? As early as the ancient Greeks, this question has intrigued some of the greatest philosophers and scientists. One early proposal suggested that mountains are simply wrinkles in Earth's crust, produced as the planet cooled from its original semimolten state. According to this idea, Earth contracted and shrank as it lost heat, which caused the crust to deform in a manner similar to how an orange peel wrinkles as the fruit dries out. However, neither this nor any other early hypothesis withstood scientific scrutiny.
Mountain Building at Subduction Zones
With the development of the theory of plate tectonics, a model for orogenesis with excellent explanatory power has emerged. According to this model, most mountain building occurs at convergent plate boundaries. Here, the subduction of oceanic lithosphere triggers partial melting of mantle rock, providing a source of magma that intrudes the crustal rocks that form the margin of the overlying plate. In addition, colliding plates provide the tectonic forces that fold, fault, and metamorphose the thick accumulations of sediments that have been deposited along the flanks of landmasses. Together, these processes thicken and shorten the continental crust, thereby elevating rocks that may have formed near the ocean floor to lofty heights.
To unravel the events that produce mountains, researchers examine ancient mountain structures as well as sites where orogenesis is currently active. Of particular interest are active subduction zones, where lithospheric plates are converging. Here the subduction of oceanic lithosphere generates Earth's strongest earthquakes and most explosive volcanic eruptions, as well as playing a pivotal role in generating many of Earth's mountain belts.
The subduction of oceanic lithosphere gives rise to two different types of tectonic structures.
Where oceanic lithosphere subducts beneath an oceanic plate, a volcanic island arc and related tectonic features develop. Subduction beneath a continental block, on the other hand, results in the formation of a volcanic arc along the margin of a continent. Plate boundaries that generate continental volcanic arcs are referred to as Andean-type plate margins.
Volcanic Island Arcs
Island arcs result from the steady subduction of oceanic lithosphere, which may last for 200 million years or more (Figure 10.17). Periodic volcanic activity, the emplacement of igneous Plutons at depth, and the accumulation of sediment that is scraped from the subducting plate gradually increase the volume of crustal material capping the upper plate. Some large volcanic island such as Japan, owe their size to having been built upon a preexisting fragment of continental crust.
The continued growth of a volcanic island arc can result in the formation of mountainous topography consisting of belts of igneous and metamorphic rocks. This activity, however, is viewed as just one phase in the development of a major mountain belt. As you will see later, some volcanic arcs are carried by a subducting plate to the margin of a large continental block, where they become involved in a large-scale mountain building episode.
Mountain Building along Andean-Type
Margins
The first stage in the development of an Andean-type mountain belt occurs along a passive continental margin prior to the formation of the subduction zone. The East Coast of the United States provides a modern example of a passive continental margin where sedimentation has produced a thick platform of shallow-water sandstones, limestones, and shales (Figure to 18A). At some point, the forces that drive plate motions change and a subduction zone develops along the margin of the continent. It is along these active continental margins that the structural elements of a developing mountain belt gradually take form.
A good place to examine an active continental margin is the west coast of South America. Here the Nazca plate is being subducted beneath the South American plate along the Peru—Chile trench. This subduction zone probably formed prior to the breakup of the supercontinent of Pangaea.
In an idealized Andean-type subduction, convergence of the continental block and the subducting oceanic plate leads to deformation and metamorphism of the continental margin. Once the oceanic plate descends to about 100 kilometers (60 miles), partial melting of mantle rock above the subducting slab generates magma that migrates upward (Figure man).
Thick continental crust greatly impedes the ascent of magma. Consequently, a high percentage of the magma that intrudes the crust never reaches the surface. Instead, it crystallizes at depth to form plutons. Eventually, uplifting and erosion exhume these igneous bodies and associated metamorphic rocks. Once they are exposed at the surface, these massive structures are called batholiths (Figure 2018C). Composed of numerous plutons, batholiths form the core of the Sierra Nevada in California and are prevalent in the Peruvian Andes.
During the development of this continental volcanic arc, sediment derived from the land and scraped from the subducting plate is plastered against the landward side of the trench like piles of dirt in from of a bulldozer.
This chaotic accumulation of sedimentary and metamorphic rocks with occasional scraps of ocean crust is called an accretionary wedge (Figure 10.18B). Prolonged subductions can huild an accretiunary wedge that is large enough to stand above sea level (Figure 10.18C).
Andean-type mountain belts are composed of two roughly parallel zones. The volcanic arc develops on the continental block. It consists of volcanoes and large intrusive bodies intermixed with high-temperature metamorphic rocks. The seaward segment is me accretionary wedge, It consists of folded and faulted sedimentary and metamorphic rocks (Figure l0.l8C).
Sierra Nevada and Coast Ranges One of the best examples of an inactive Andean-type orogenic belt is found in the western United States. It includes the Sierra Nevada and the Coast Ranges in California. These parallel mountain belts were produced by the subduction of a portion of the Pacific Basin under the western edge of the North American plate. The Sierra Nevada batholith is a remnant of a portion of the continental volcanic arc that was produced by several surges of magma over tens of millions of years. Subsequent uplifting and erosion have removed most of the evidence of past volcanic activity and exposed a core of crystalline, igneous, and associated metamorphic rocks.
In the trench region, sediments scraped from the subducting plate, plus those provided by the eroding continental volcanic arc, were intensely folded and faulted into an accretionary wedge. This chaotic mixture of rocks presently constitutes the Franciscan Formation of California's Coast Ranges. Uplifting of the Coast Ranges took place only recently, as evidenced by the young unconsolidated sediments that still mantle portions of these highlands.
In summary, the growth of mountain belts at subduction zones is a response to crustal thickening caused by the addition of mantle-derived igneous rocks and sediments scraped from the descending oceanic slab.
Collisional Mountain Belts
Most major mountain belts are generated when one or more buoyant crustal fragments collide with a continental margin as a result of subduction. Oceanic lithosphere, which is relatively dense, readily subducts. Continental lithosphere, which contains significant amounts of low-density crustal rocks, is too buoyant to undergo subduction. Consequently, the arrival of a crustal fragment at a trench results in a collision with the margin ofthe adjacent continental block and an end to subduction.
Terranes and Mountain Building
The process of collision and accretion (joining together) of comparatively small crustal fragments to a continental margin has generated many of the mountainous regions that rim the Pacific. Geologists refer to these accreted crustal blocks as terranes. Terrane refers to any crustal fragment that has a geologic history distinct from that of the adjoining terranes.
The Nature of Terranes What is the nature of these crustal fragments, and where did they origina
ภูเขาภูเขาอาคารอาคารเกิดในอดีตธรณีวิทยาล่าสุดในหลายสถานที่ทั่วโลก (รูปที่ 10.16) หนุ่มเท่เข็มขัดรวม Cordillera อเมริกัน ที่ทำงานตามแนวขอบด้านตะวันตกหรือทวีปอเมริกาจากแหลมฮอร์นที่คำแนะนำของอเมริกาใต้ไปอลาสก้า และอังเดสและเทือกเขาร็อกกี โซ่อัลไพน์หิมาลัย ที่ขยายไปตามขอบของเมดิเตอร์เรเนียน ผ่านอิหร่านอินเดียเหนือ และ ใน อินโดจีน และ terrains ภูเขาของ Pacific ตะวันตก ซึ่งมีเส้นโค้งของเกาะภูเขาไฟที่ประกอบด้วยญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ และเกาะสุมาตรา เข็มขัดเขาหนุ่มสาวเหล่านี้ส่วนใหญ่ได้มาดำรงอยู่ภายใน 100 ล้านปี บางคน รวมถึงเทือกเขาหิมาลัย เริ่มเจริญเติบโตของพวกเขาเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่ 50 ล้านปีที่ผ่านมา นอกจากนี้หนุ่มเท่เข็มขัด มีโซ่หลายภูเขายุคพาลีโอโซอิกที่พบบนโลก ถึงแม้ว่าโครงสร้างเก่าเหล่านี้จะกัดเซาะลึก และโดดเด่นน้อย topographically พวกเขาแสดงลักษณะโครงสร้างเดียวกันพบในอายุน้อยกว่า Appalachians ในสหรัฐอเมริกาตะวันออกและ Urals ในรัสเซียเป็นตัวอย่างที่คลาสสิกของกลุ่มนี้สายพานเก่า และสวมใส่แห่งภูเขาระยะเวลาสำหรับกระบวนการผลิตในแถบภูเขาเรียกเป็น orogenesis ส่วนใหญ่ภูเขาใหญ่เข็มขัดแสดงหลักฐานภาพที่โดดเด่นของกองกำลังแนวดีที่ตัดให้สั้นลง และ thickened เปลือก ภูเขาเหล่านี้ compressional ประกอบด้วยจำนวนมากของอิงตะกอน และผลึกหินที่เกิดความผิดพร่อง และ contorted เป็นชุดพับแม้ว่าจะพับและกระตุก faulting มักอาการเด่นที่สุดของ orogenesis ภาการแปรสภาพและกิจกรรม igneous อยู่เสมอวิธีทำเข็มขัดเท่แบบฟอร์มหรือไม่ ช่วงที่กรีกโบราณ คำถามนี้ได้ประหลาดใจบางอย่างของนักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ยิ่งใหญ่ที่สุด ข้อเสนอช่วงหนึ่งแนะนำว่า ภูเขาเป็นเพียงแค่ริ้วรอยในเปลือกโลก เป็นโลกที่ระบายความร้อนด้วยจาก semimolten มาผลิต ตามความคิดนี้ โลกสัญญา และ shrank เป็นมันแพ้ความร้อน ซึ่งเกิดจากเปลือกจะเบี้ยวในลักษณะคล้ายกับวิธีเปลือกส้มมีริ้วรอยเป็นผลไม้แห้งออก อย่างไรก็ตาม ใช่นี้หรือสมมติฐานต้นอื่นอย่างนั้น scientific scrutinyอาคารภูเขาที่ Subduction โซน แบบจำลองสำหรับ orogenesis มีอำนาจอธิบายดีมีปรากฏขึ้นกับการพัฒนาของทฤษฎีของแผ่นเปลือกโลก ตามแบบจำลองนี้ อาคารภูเขาส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ขอบจาน convergent ที่นี่ subduction ของมหาสมุทรธรณีภาคทริกเกอร์การหลอมละลายบางส่วนของหิ้งร็อค ให้แหล่งที่มาของหินหนืดที่ intrudes หิน crustal ฟอร์มที่ขอบของแผ่นเหล่านั้น นอกจากนี้ แผ่นชนให้กองทัพเคลื่อนที่พับ ข้อบกพร่อง และ metamorphose accumulations หนาของตะกอนที่ได้รับฝากไว้ตาม flanks ของ landmasses กัน กระบวนการเหล่านี้ thicken และย่นเปลือกยุโรป จึงยกก้อนหินที่อาจมีขึ้นใกล้พื้นมหาสมุทรให้สูงส่งสูง เพื่อคลี่คลายเหตุการณ์ที่ภูเขา นักวิจัยตรวจสอบโครงสร้างภูเขาโบราณตลอดจนเว็บไซต์ที่ orogenesis อยู่ในปัจจุบัน สนใจโดยเฉพาะมีงาน subduction โซน ที่มีการบรรจบ lithospheric แผ่น นี่ subduction ของมหาสมุทรธรณีภาคสร้างโลกเกิดแผ่นดินไหวที่แข็งแกร่ง และปะทุภูเขาไฟระเบิดมากที่สุด รวมทั้งเล่น pivotal role ในการสร้างดินภูเขาเข็มขัดมากมายก่อให้ subduction ของมหาสมุทรธรณีภาคจะแตกต่างกันสองโครงสร้างธรณี มหาสมุทรธรณีภาค subducts ใต้จานมีมหาสมุทร โค้งเกาะภูเขาไฟและธรณีคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องพัฒนาขึ้น บนมืออื่น ๆ subduction ใต้บล็อกคอนติเนนตัล ผลในการก่อตัวของส่วนโค้งภูเขาไฟตามแนวขอบของทวีป ขอบจานที่สร้างส่วนโค้งภูเขาไฟยุโรปอย่างเป็นขอบจาน Andean ชนิดส่วนเกาะภูเขาไฟ ส่วนเกาะผลจาก subduction steady ของธรณีภาคมหาสมุทร ซึ่งอาจสุดท้าย 200 ล้านปีหรือมากกว่า (รูปที่ 10.17) กิจกรรมภูเขาไฟเป็นครั้งคราว emplacement ของ Plutons igneous ที่ลึก และการสะสมของตะกอนที่ถูกขูดจากจาน subducting ค่อย ๆ เพิ่มปริมาณของวัสดุ crustal capping จานด้านบน บางเกาะภูเขาไฟที่ใหญ่เช่นญี่ปุ่น ค้างชำระขนาดมีการสร้างขึ้นส่วนอิงของเปลือกโลกยุโรปการเติบโตอย่างต่อเนื่องของโค้งเกาะภูเขาไฟอาจส่งผลในการก่อตัวของภูเขาภูมิประเทศประกอบด้วยเข็มขัดหิน metamorphic และ igneous กิจกรรมนี้ อย่างไร ตามดูเป็นระยะหนึ่งในการพัฒนาของดาวเขาใหญ่ คุณจะเห็นในภายหลัง ส่วนโค้งภูเขาไฟบางดำเนิน โดยจาน subducting กับระยะขอบของคอนติเนนทัลบล็อกขนาดใหญ่ ที่พวกเขาเข้ามาเกี่ยวข้องในอาคารตอนเขาใหญ่อาคารภูเขาตามชนิด Andeanระยะขอบระยะ first ในการพัฒนาในแถบภูเขา Andean ชนิดเกิดขึ้นตามขอบคอนติเนนทัลยังแฝงก่อนการก่อตัวของโซน subduction ฝั่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกาให้เป็นตัวอย่างที่ทันสมัยของขอบคอนติเนนทัลแฝงที่ตกตะกอนได้ผลิตแพลตฟอร์มหนา sandstones น้ำตื้น พึง และ shales (ตัวเลขเป็น 18A) ในบางจุด กองทัพที่ขับจานเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงและโซน subduction พัฒนาตามแนวขอบของทวีป มันเป็นตามขอบยุโรปเหล่านี้ใช้งานอยู่ที่องค์ประกอบโครงสร้างของสายพานเขาพัฒนาฟอร์มค่อย ๆ ใช้เวลาต้องตรวจสอบขอบยุโรปใช้งานอยู่เป็นฝั่งตะวันตกของอเมริกาใต้ นี่จาน Nazca จะถูก subducted ใต้จานตามเปรูอเมริกาใต้เช่นชิลีร่องลึก โซนนี้ subduction อาจเกิดก่อนการแบ่งของมหาทวีปของมหาทวีปแพนเจียIn an idealized Andean-type subduction, convergence of the continental block and the subducting oceanic plate leads to deformation and metamorphism of the continental margin. Once the oceanic plate descends to about 100 kilometers (60 miles), partial melting of mantle rock above the subducting slab generates magma that migrates upward (Figure man).Thick continental crust greatly impedes the ascent of magma. Consequently, a high percentage of the magma that intrudes the crust never reaches the surface. Instead, it crystallizes at depth to form plutons. Eventually, uplifting and erosion exhume these igneous bodies and associated metamorphic rocks. Once they are exposed at the surface, these massive structures are called batholiths (Figure 2018C). Composed of numerous plutons, batholiths form the core of the Sierra Nevada in California and are prevalent in the Peruvian Andes.During the development of this continental volcanic arc, sediment derived from the land and scraped from the subducting plate is plastered against the landward side of the trench like piles of dirt in from of a bulldozer. This chaotic accumulation of sedimentary and metamorphic rocks with occasional scraps of ocean crust is called an accretionary wedge (Figure 10.18B). Prolonged subductions can huild an accretiunary wedge that is large enough to stand above sea level (Figure 10.18C).Andean-type mountain belts are composed of two roughly parallel zones. The volcanic arc develops on the continental block. It consists of volcanoes and large intrusive bodies intermixed with high-temperature metamorphic rocks. The seaward segment is me accretionary wedge, It consists of folded and faulted sedimentary and metamorphic rocks (Figure l0.l8C).
Sierra Nevada and Coast Ranges One of the best examples of an inactive Andean-type orogenic belt is found in the western United States. It includes the Sierra Nevada and the Coast Ranges in California. These parallel mountain belts were produced by the subduction of a portion of the Pacific Basin under the western edge of the North American plate. The Sierra Nevada batholith is a remnant of a portion of the continental volcanic arc that was produced by several surges of magma over tens of millions of years. Subsequent uplifting and erosion have removed most of the evidence of past volcanic activity and exposed a core of crystalline, igneous, and associated metamorphic rocks.
In the trench region, sediments scraped from the subducting plate, plus those provided by the eroding continental volcanic arc, were intensely folded and faulted into an accretionary wedge. This chaotic mixture of rocks presently constitutes the Franciscan Formation of California's Coast Ranges. Uplifting of the Coast Ranges took place only recently, as evidenced by the young unconsolidated sediments that still mantle portions of these highlands.
In summary, the growth of mountain belts at subduction zones is a response to crustal thickening caused by the addition of mantle-derived igneous rocks and sediments scraped from the descending oceanic slab.
Collisional Mountain Belts
Most major mountain belts are generated when one or more buoyant crustal fragments collide with a continental margin as a result of subduction. Oceanic lithosphere, which is relatively dense, readily subducts. Continental lithosphere, which contains significant amounts of low-density crustal rocks, is too buoyant to undergo subduction. Consequently, the arrival of a crustal fragment at a trench results in a collision with the margin ofthe adjacent continental block and an end to subduction.
Terranes and Mountain Building
The process of collision and accretion (joining together) of comparatively small crustal fragments to a continental margin has generated many of the mountainous regions that rim the Pacific. Geologists refer to these accreted crustal blocks as terranes. Terrane refers to any crustal fragment that has a geologic history distinct from that of the adjoining terranes.
The Nature of Terranes What is the nature of these crustal fragments, and where did they origina
การแปล กรุณารอสักครู่..