Avance de la investigación sobre los cinturones orogénicos
La simple clasificación cinemática del pasado es insuficiente para explicar la complejidad de los cinturones orogénicos. La nueva clasificación combina la deformación litosférica con el movimiento de las placas, describe en profundidad y detalle las características dinámicas de los cinturones orogénicos y establece el tipo de cinturones orogénicos desde su origen. Por ejemplo, Coral Sengol hizo una clasificación sistemática y completa de los cinturones orogénicos. Los dividió en cuatro categorías principales y 20 tipos basándose en el proceso de convergencia.
2) Estudio detallado del proceso de subducción y colisión de placas antiguas y deformación de los márgenes continentales antiguos.
Se sabe que la dirección y la velocidad del movimiento relativo de las placas controlan claramente el comportamiento de deformación de la zona límite de las placas convergentes; las colisiones entre bloques de diferentes tamaños y propiedades conducen a cinturones orogénicos con diferentes estilos estructurales e intensidad de deformación. ; A menudo las uniones entre bloques son desiguales y se ensamblan al mismo tiempo. La convergencia oblicua es en realidad una forma común de acoplamiento de bloques, que a menudo conduce a una rotación relativa entre bloques adyacentes, formando productos estructurales de empuje divergente y deslizamiento de rumbo en cinturones orogénicos de colisión, desde el cinturón central metamórfico interno hasta la deformación y migración del pliegue externo; Los cinturones de empuje continuarán durante decenas de millones de años; estructuralmente, los orógenos están compuestos de fragmentos desplazados. Estos bloques delimitados por fallas pueden considerarse de dos tipos básicos: uno es un cuerpo geológico que no ha sido subducido, como arcos de islas, microcontinentes y grandes complejos de acreción, que normalmente chocan y se acrecientan hacia el núcleo continental para formar componentes orogénicos originales; Durante y después de este proceso de acreción, los componentes orogénicos originales se dividieron por separado o conjuntamente en estructuras duales de napa y deslizamiento y desplazamiento extensional, formando el segundo tipo de componentes caóticos orogénicos.
3) Investigación sobre el proceso de engrosamiento y erosión de la corteza terrestre en cinturones orogénicos.
Los procesos de engrosamiento y stripping de la corteza terrestre en los cinturones orogénicos son los principales procesos físicos tectónicos en la formación de la corteza orogénica. Según la teoría de la tectónica de placas temprana, este proceso se engrosó mediante el plegamiento y el empuje de las cuencas del antepaís y el afloramiento de láminas de ofiolita, y luego la roca quedó expuesta a la superficie a través de la denudación, formando los accidentes geográficos orogénicos actuales. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que el proceso de engrosamiento de los cinturones orogénicos puede completarse mediante la subducción de placas continentales rígidas y la subducción de la pared colgante durante la convergencia de las placas, mientras que las rocas profundas se extienden fuera de la superficie al mismo tiempo o después. la corteza se espesa.
Durante la orogenia compresiva, la subducción de placas continentales rígidas a lo largo de márgenes continentales pasivos hace que la mayor parte de la roca migre hacia abajo para formar raíces de árboles, en lugar de hacia arriba para formar tierras altas. Sólo después de que cesó la compresión y se eliminó el soporte de las raíces flotantes, la extensión posterior provocó el levantamiento del orógeno.
El acortamiento de la corteza dominado por el empuje en la pared colgante sigue siendo el factor principal en el engrosamiento de la corteza, que puede preceder a la subducción en el tiempo.
Rocas metamórficas de alta presión están expuestas en la superficie de muchos cinturones orogénicos. Las investigaciones de los últimos años han demostrado que estas rocas alguna vez estuvieron a una profundidad de decenas a cientos de kilómetros y que no había un segmento continuo de la corteza media entre ellas y las rocas circundantes, lo que muestra contacto tectónico. Actualmente se cree que estas rocas se formaron por exfoliación provocada por la acción bajo la placa y levantamiento durante la extensión del cinturón orogénico.
La trayectoria p-T-t de las rocas metamórficas registra el proceso de engrosamiento y despojo del cinturón orogénico. Las trayectorias p-T-t de diferentes rocas metamórficas en el mismo cinturón orogénico pueden ser diferentes, reflejando sus diferentes historias de entierro y exfoliación. Una consideración exhaustiva de las trayectorias de movimiento de estos bloques puede revelar los mecanismos de engrosamiento y desprendimiento del cinturón orogénico.
4) Las manifestaciones y relaciones de las diferentes deformaciones en la evolución de los cinturones orogénicos.
Además de las estructuras de empuje-napa formadas por compresión, también existen estructuras de deformación causadas por deslizamiento y tensión en correas orogénicas. En los últimos años, ha aumentado la conciencia sobre la importancia del deslizamiento y la extensión en la formación del cinturón orogénico.
El deslizamiento no solo ocurre a lo largo de todas las etapas de la evolución del cinturón orogénico, sino que también crea algunos cinturones orogénicos de deslizamiento. El deslizamiento y la compresión a menudo se combinan para formar orógenos compresionales, que se caracterizan por sistemas de desprendimiento de escala media de la corteza compuestos por capas inferidas lateralmente y cinturones de empuje. Sobre la base del estudio de los estilos estructurales de deslizamiento, se estudiaron estructuras en forma de flores, cuerpos gemelos de deslizamiento y cuencas separables. En los últimos años se han propuesto aún más los conceptos de estructuras de compresión y escape estructural, enriqueciendo y desarrollando la investigación estructural sobre cinturones orogénicos.
La extensión recorre también la evolución de todo el cinturón orogénico. Hay tres tipos de separación por estiramiento: corte puro, corte simple y desprendimiento.
El desprendimiento se subdivide a su vez en cinco tipos: cuña litosférica, desprendimiento en capas, desprendimiento de corte puro (incluido el desprendimiento lateral grande y pequeño) y desprendimiento de corte puro en capas de la corteza inferior. La escala de la separación puede arrancar o no la corteza oceánica, por lo que la extensión temprana tuvo un gran impacto en la evolución posterior del orógeno. Durante el proceso de convergencia, en algunas áreas se desarrollaron zonas de extensión curvadas de la corteza superior paralelas a la zona de convergencia. Las fuerzas físicas generadas por el equilibrio que compensa la elevación requerida para el engrosamiento de la corteza terrestre y las fuerzas físicas generadas por el retroceso de las zonas de subducción pueden impulsar la extensión de la litosfera, produciendo estructuras extensionales paralelas o perpendiculares a los orógenos. Conceptos como fallas de arado, fallas de desprendimiento, complejos de núcleos metamórficos y complejos de núcleos magmáticos han enriquecido y desarrollado aún más el estudio de las estructuras extensionales. En particular, los resultados de la investigación sobre la estructura, el proceso de formación y el mecanismo dinámico de los complejos centrales metamórficos pueden reflejar mejor el estado de la investigación y el progreso de las estructuras extensionales.
5) Estructura profunda de los cinturones orogénicos
Investigaciones recientes han revelado la estructura profunda de los cinturones orogénicos, que suele tomar la forma de ventiladores estructurales de subducción bidireccional y sus variantes, mientras que en los cinturones orogénicos La corteza y la subcorteza de la litosfera son surcos complejos y dedos entrelazados. Por lo general, hay estructuras de desprendimiento a gran escala en la corteza superior, con estructuras dobles y estructuras de cocodrilo en la parte media, mientras que algunas cortezas inferiores tienen fuertes reflejos sísmicos oblicuos y algunas son reflejos sísmicos planos y algunas superficies de Moho son onduladas con raíces de montaña; y algunos son relativamente planos sin ellos.
6) La estructura reológica de la litosfera orogénica y su significado dinámico.
Las propiedades reológicas de la litosfera del cinturón orogénico son la base para discutir la dinámica del cinturón orogénico. La estratificación reológica de la litosfera continental y la reología de la corteza inferior han atraído considerable atención en la última década.
La estratificación reológica de diferentes unidades estructurales es diferente, lo que depende principalmente de la estratificación de la composición del material, la estructura térmica y las características del fluido en la litosfera profunda. Los dos perfiles de estratificación reológica más típicos obtenidos en cinturones orogénicos son los siguientes:
(1) Estructura tipo sándwich, donde la corteza inferior dúctil se intercala entre la corteza superior frágil y el manto superior;
(2) Una estructura de "cuatro capas" en la que dos zonas dúctiles (una de 20-30 km y la otra de 40-60 km) separan dos capas de corteza frágil y una capa de manto frágil.
La reología de la corteza inferior ha atraído considerable atención en los últimos años, principalmente porque afecta fuertemente la naturaleza y evolución de muchas estructuras de la corteza primaria. Muchos procesos dinámicos en los cinturones orogénicos están relacionados con él, tales como:
(1) Acción de subplaca y diapirismo del manto del magma máfico y ultramáfico;
(2) Refusión;
(3) Deformación estructural asociada con engrosamiento o adelgazamiento.
Estos efectos influyen en la reología de la corteza inferior al cambiar el flujo de calor y los gradientes geotérmicos, las trayectorias de presión-temperatura y los entornos geoquímicos locales.
7) Ciclos corteza-manto en cinturones orogénicos
Desde la perspectiva del proceso orogénico, existe un fuerte intercambio de material corteza-manto durante la etapa de subducción, y los resultados son registrados en los cinturones orogénicos. La colisión resultó en un intenso intercambio corteza-manto y reciclaje de la litosfera orogénica. El desprendimiento y el ajuste del equilibrio del manto superior intensificaron la subducción basáltica y el metamorfismo de la fase granulita en el límite corteza-manto. El derrocamiento y la subducción hacen que las rocas y los fluidos de la superficie se inserten en el suelo, se vuelvan a fundir en magma de granito y luego invadan. Todos estos efectos conducen a la diferenciación, migración y reciclaje de componentes orogénicos. La circulación corteza-manto en esta etapa es el contenido y característica principal del estudio de la circulación corteza-manto en los cinturones orogénicos. Además, en algunas secciones de la corteza se encontró que parte de la corteza inferior es más joven que la corteza superior, lo que sugiere que ocurrieron eventos importantes debajo de las placas de basalto.
8) La evolución del metamorfismo durante el período orogénico.
En los últimos años, el foco de la investigación sobre el metamorfismo del cinturón orogénico se ha desplazado del metamorfismo en la etapa de subducción a la historia de la evolución metamórfica del proceso de engrosamiento-despojamiento en la etapa de colisión.
La deformación, levantamiento y desprendimiento de los cinturones orogénicos tienen un impacto importante en la distribución de las rocas metamórficas. La distribución de estas rocas metamórficas puede indicar los procesos de levantamiento y exfoliación de las rocas metamórficas.
En las diferentes etapas de la orogenia, las manifestaciones del metamorfismo son diferentes. En términos generales, desde la subducción hasta la elevación, la temperatura metamórfica disminuye de mayor a menor.