2016-А
Завантажити pdf
Зона зіткнення Середньої Азії: чисельне моделювання сучасної літосферної та кінематичної структури
У Середній Азії переважають два основні орогени - ороген Загросу та система Гімалаїв-Тибету, що є результатом зіткнення Аравійської та Індійської плит з південним краєм Євразійської плити.
Ця дисертація зосереджена на: 1) характеристиці літосферної мантії за допомогою інтегрованого методу геофізико-петрологічного моделювання та 2) вивченні впливу літосферної структури та реології на неотектонічну деформацію, пов’язану з конвергенцією Аравії та від Індії до Євразії. з використанням методології, заснованої на тонкоаркушному підході.
У випадку з орогеном Загроса результати показують, що літосферна мантія розріджується під Центральним Іраном, Альборзом і частково під гірським хребтом Загрос. У випадку з системою Гімалаї-Тибет результати показують потовщену літосферу в західному секторі, нижче Гімалаїв, Тибетського плато, Куньлунь-Шань і Тянь-Шань, і витончення під басейнами Таріма і Юнггара. У східному секторі результати підтверджують, що плато Тибету підтримується тоншою та теплішою літосферою на півночі, ніж на півдні. Необхідно було ввести бічні варіації складу мантії, пов'язані з процесами верхньої літосферної мантії, у всіх модельованих профілях, що свідчить про наявність різних літосферних доменів.
Дослідження неотектонічної деформації виявило ключову роль реології у відтворенні поля напруги та швидкостей руху в Центральній Азії, припускаючи менш жорстку літосферу на Тибетському плато, ніж на Іранському плато. Загалом деформація відбувається швидше в зоні зіткнення Індія-Євразія, ніж у зоні зіткнення Аравія-Євразія. Нарешті, наявність розрідженої мантії на північному сході Тибету і, як наслідок, зменшення в'язкості внаслідок підвищення температури пояснювало б наявність розломних розломів на Тибетському плато і узгоджувало б модель з даними про високий тепловий потік і низькі швидкості. події в регіоні.
Ця дипломна робота фінансується проектом ATIZA (CGL2009-09662-BTE) та відповідним грантом FPI.
Структура літосфери відіграє важливу роль у контролі деформації поверхні та її розповсюдженні до внутрішніх частин континенту. Неоднорідності складу та міцності в межах літосфери безпосередньо впливають на тектонічну поведінку регіону, а отже, і на еволюцію орогенних систем. Ця дисертація зосереджена на характеристиці сучасної літосферної структури загросів та гімалайсько-тибетських орогенів та ролі літосферної структури та реології в адаптації деформації, пов'язаної з наближенням Аравії та Індії до Євразії.
Завдяки поєднанню геофізичної та петрологічної інформації, кора та верхня мантія Загросу та Гімалаєво-Тибетських орогенів були охарактеризовані з теплової, композиційної та сейсмологічної точок зору. Чотири 2-D літосферні профілі (два, що перетинають ороген Загросу, а інші два, що перетинають ороген Гімалаї-Тибет), змодельовані на глибину до 400 км, в результаті чого отримана структура кори та верхньої мантії обмежена наявними даними щодо висоти, аномалії Бугера, висота геоїду, поверхневий тепловий потік та сейсмічні дані, включаючи томографічні моделі. В орогені Загроса результати щодо товщини кори показують мінімальні значення під платформою Аравії та Центрального Ірану (42-43 км), а максимальні - під зоною Санандадж Сірджан (55-63 км), за погодженням з сейсмічні дані. Основні розбіжності в глибині Мохо із похідними, отриманими з сейсмічних даних, локально виявляються в зоні Санандадж-Сірджан (центральний Загрос) та горах Альборж, де моделюються більш помірні товщини кори. Результати щодо товщини літосфери вказують на те, що аравійська літосфера є такою
По обох профілях товщина 220 км, тоді як євразійська літосфера
На 90 км тонший, особливо під Центральним Іраном та горами Альборз. Межа літосфера-астеносфера (LAB) показує різні геометрії між двома трансектами. У північному профілі (північний Загрос) LAB різко піднімається нижче зони Санандай Сірджан у вузькій області
90 км, тоді як у південному профілі (центральний Загрос) підйом відбувається в більш широкому регіоні, від складчасто-тягового поясу Загроса до зони Санандай Сірджан. Найкраще відповідність сейсмічних швидкостей (Vp, Vs) та щільності вимагає бічних змін у складі літосферної мантії. Наші результати сумісні з протерозойськими композиціями перидотитових мантій під Аравійською платформою, Месопотамським басейном лісових масивів та акретованими рельєфами Євразійської плити, а також з більш виснаженою фанерозойською композицією мантії гарцбургетичного типу під Загросським складчасто-поясовим поясом та Імбрікованою зоною.
У гімалайсько-тибетському орогені результати показують глибину Мохо
40 км під західним Гімалайським улоговинним басейном, поступово поглиблюючись на північний схід до
90 км нижче Куньлунь-Шану. Басейн Тарім і Тянь-Шань демонструють майже рівну межу земної кори на глибині 50-65 км. Межа літосфера-астеносфера лежить на глибині 260-290 км нижче західних Гімалаїв і Тибетського плато, Тянь-Шаню і Алтаю, і вона мілководдя до
Глибиною 230 км нижче південного басейну Тариму і до
170 км нижче району Юнггар. Північно-східне Тибетське плато підкреслено тоншою літосферою (глибина LAB в
120 км) по відношенню до його південного сектору (глибина LAB в
280 км), що підтверджує результати попередніх 2D-геофізичних інтегрованих моделей, проведених у цьому регіоні. Модельована літосферна мантійна композиція, як правило, сумісна з лірзолітовим мантійним типом, дещо змінюючись на більш невиснажену композицію в глибокій літосфері під басейном Таріма через метасоматизм. Однак мантія під Тянь-Шанем, область Юнггар та хребет Алтай характеризується багатим FeO-MgO складом, імовірно пов'язаним із рідинами, що походять від субдукційних плит, а північно-східне Тибетське плато сильно виснажується MgO і збагачується FeO, Al2O3 та CaO, отримані за зразками ксеноліту. Наші результати геофізико-петрологічного дослідження, нарешті, дозволяють припустити, що гімалайсько-тибетський ороген підтримується товстою плавучою літосферною мантією в західному профілі та літосферною мантією, що проріджується в північно-східному секторі Тибетського плато вздовж східного профілю.
Поєднання сучасної літосферної структури Загросу та Гімалаїв-Тибетських орогенів з кінематикою плит, геодезичними спостереженнями та даними напружень дозволило дослідити неотектонічну деформацію, пов’язану зі зіткненням Аравійської та Індійської плит проти Євразії. Для цього було використано методику геодинамічного моделювання, засновану на наближенні тонких листів. Розглядаючи структуру земної кори та літосфери Середньої Азії, топографію, поверхневий тепловий потік та реологічну поведінку кори та верхньої мантії залежно від температури, цей метод дозволив зробити висновок про поле швидкості поверхні, напрямки напружень, тектонічний режим та розподіл деформацій шляхом накладання умов швидкості на межі моделі.
Результати дозволяють отримати апроксимацію першого порядку поля швидкості та напрямків напружень у всій Центральній Азії, відтворюючи обертання Аравії та Ірану проти годинникової стрілки, втечу Анатолії на захід та екструзію північного Тибетського плато на схід лише нав'язуючи зближення Аравійської та Індійської плит щодо Росії
виправити Євразію. Моделювання спостережуваної тектоніки розширення на Тибетському плато вимагає, натомість, слабшої літосфери, яка може бути забезпечена i) зміною реологічних параметрів або ii) за рахунок зменшення товщини літосфери в Північно-Східному Тибеті. Крім того, підвищення температури, викликане розрідженням літосфери в Північно-Східному Тибеті, дозволить узгодити модель із високими значеннями теплового потоку та низькими мантійними сейсмічними швидкостями, що спостерігаються в цій області.
Частина I: Вступ та геологічна база 1
Глава 1: Загальний вступ 3
1.1 Передумови та мотивація 3
1.2 Цілі 6
Розділ 2: Геологічні установки 9
2.1 Середня Азія 9
2.2 Зона зіткнення Аравія-Євразія 10
2.3 Зона зіткнення Індія-Євразія 14
2.4 Зона взаємодії Аравії та Індії 17
Частина II: Сучасна літосферна структура 21
Розділ 3: Метод: Комплексне геофізико-петрологічне моделювання 24
3.1 Розподіл температури мантії 25
3.2 Теплопровідність мантії 26
3.3 Щільність 28
3.4 Потенційні поля 29
3.5 Маятникові сейсмічні швидкості 30
3.6 Висота 30
3.7 Сублітосферні аномалії 31
3.8 Характеристика мантії 31
Розділ 4: Зарос-ороген 38
4.1.1 Регіональні геофізичні дані 40
4.1.2 Будова кори та глибина Moho 42
4.1.3 Глибина межі літосфера-астеносфера 44
4.1.4 Мансійна сейсмічна швидкість 44
4.1.5 Склад літосферної мантії 46
4.2.1 Будова кори 48
4.2.2 Будова літосферної мантії 49
4.2.1 Зміна складу літосферної мантії 58
4.3 Обговорення 60
4.3.1 Геофізико-петрологічний та чистотермічний підходи 60
4.3.2 Геометрія земної кори 61
4.2.1 Геометрія LAB та сумісність із моделями томографії 62
4.4 Підсумкові зауваження 63
Розділ 5: Гімалайсько-тибетський ороген 65
5.1.1 Регіональні геофізичні дані 67
5.1.2 Попередні дослідження структури земної кори та літосфери 69
5.1.3 Томографія P-хвилі верхньої мантії 73
5.2 Результати та обговорення 74
5.2.1 Будова кори 74
5.2.2 Будова літосферної мантії 78
5.2.3 Мантія сейсмічних швидкостей 81
5.2.4 Зміни будови літосфери вздовж удару
Гімалайсько-тибетський ороген 83
5.3 Підсумкові зауваження 89
Частина III: Неотектонічне моделювання Середньої Азії 91
Глава 6: Спосіб і побудова моделі 96
6.1 Модельний домен і несправності 97
6.2 Вхідні дані моделі. Літосфера і теплова структура 100
6.3 Рух пластини та граничні умови 102
6.4 Модельні обмеження 104
Розділ 7: Результати 109
7.1 Довідкова модель 109
7.2 Зміна реологічних параметрів 115
7.3 Зміна товщини літосферної мантії в Східному Тибеті 119
7.4 Зміна швидкісних умов на південно-східній межі 123
Глава 8: Обговорення та заключні зауваження 129
8.1 Обговорення 129
8.2 Підсумкові зауваження 133
Частина IV: Загальні висновки 135
Розділ 9: Загальні висновки 137
Список малюнків і таблиць 143
Вузька область на 90 км, тоді як у південному профілі (центральний Загрос) проріджування є більш плавним і зачіпає ширший регіон, від складчасто-тягового поясу Загросу до Центрального Ірану. Перехід від аравійського до євразійського літосферного домену розташований нижче ареалу Загроса, що відзначається зміною аномалії швидкості мантії та складу мантії літосфери.
- Дивовижне відкриття нового виду людини в Центральній Азії
- Жінки "Ролан Гаррос" - (Віталія Діатченко проти Люсі Сафарової) - Корт центру
- Rovi запускає; Мисимба, перша ф; rmaco que акт; а на ожиріння та центральну нервову систему
- Тайфуни на Філіппінах та в Азії, або як страждати від ураганного життя
- Блискавка в Азії, грім в Америці