Foreland havzası - Foreland basin
Bir ön bölge havzası , bir dağ kuşağına bitişik ve paralel olarak gelişen yapısal bir havzadır . Foreland havzaları , bir dağ kuşağının evrimi ile ilişkili kabuk kalınlaşmasının yarattığı muazzam kütlenin , litosferik bükülme olarak bilinen bir süreçle litosferin bükülmesine neden olması nedeniyle oluşur . Önülke havzasının genişliği ve derinliği , alttaki litosferin bükülme sertliği ve dağ kuşağının özellikleri ile belirlenir. Önülke havzası , bitişik dağ kuşağından aşınmış tortuları alır ve dağ kuşağından uzaklaşan kalın tortul istiflerle doldurulur. Foreland havzaları, son üye havza tipini temsil eder, diğeri rift havzalarıdır . Sedimentler için alan (konaklama alanı), barınma alanının litosferik genişleme ile oluşturulduğu yarık havzalarının aksine, ön bölge havzalarını oluşturmak için yükleme ve aşağı eğilme ile sağlanır.
Ön bölge havzası türleri
Foreland havzaları iki kategoriye ayrılabilir:
-
Plaka çarpışması sırasında (yani orojenin dış yayı) dalan veya alttan itilen plaka üzerinde meydana gelen
çevresel (Pro) ön bölge havzaları
- Örnekler arasında Avrupa'nın Kuzey Alp Foreland Havzası veya Asya'nın Ganj Havzası sayılabilir.
-
Retroarc (Retro) ön bölge havzaları , plaka yakınsaması veya çarpışması sırasında geçersiz olan plaka üzerinde meydana gelir (yani okyanus litosferinin yitimiyle bağlantılı magmatik yayın arkasında yer alır)
- Örnekler arasında And havzaları veya Kuzey Amerika'nın Geç Mesozoyik ila Senozoyik Kayalık Dağ Havzaları sayılabilir.
Foreland havza sistemi
DeCelles & Giles (1996), önülke havzası sisteminin kapsamlı bir tanımını sunar. Foreland havza sistemleri üç karakteristik özelliği içerir:
- Büzülme orojenik kuşak ve bitişik kraton arasında kıtasal kabuk üzerinde, esas olarak yitim ile ilgili jeodinamik süreçlere ve sonuçta ortaya çıkan çevresel veya yay geriye doğru kıvrım-itme kuşağına tepki olarak oluşan, potansiyel tortu yerleşiminin uzun bir bölgesi;
- Kama üstü , ön derin , ön çıkıntı ve arka çıkıntı depozonları (birikim bölgeleri) olarak adlandırılan dört ayrı depozondan oluşur - bu depozonlardan hangisinin bir tortu parçacığının kapladığı, nihai konumundan ziyade biriktirme sırasındaki konumuna bağlıdır. itme kayışı ile geometrik ilişki;
- Önülke havza sisteminin boylamsal boyutu, kabaca kıvrımlı itme kuşağının uzunluğuna eşittir ve kalan okyanus havzalarına veya kıta yarıklarına (impactojenler) dökülen tortuları içermez.
Foreland havza sistemleri: depozonlar
Kama üst hareketli itme levhalar üzerine oturur ve aktif yapısal itme takozundan şarj bütün tortu ihtiva eder. Sırt üstü havzaların oluştuğu yer burasıdır .
Ön derin en kalın tortul bölgedir ve orojene doğru kalınlaşır. Sedimanlar, uzak akarsu, gölsel, deltaik ve deniz çökelme sistemleri yoluyla biriktirilir.
Ön çıkıntı ve arka çıkıntı en ince ve en distal bölgelerdir ve her zaman mevcut değildir. Mevcut olduklarında, bölgesel uyumsuzlukların yanı sıra rüzgar ve sığ deniz çökelleri ile tanımlanırlar.
Sedimantasyon, hareketli itme levhasının yakınında en hızlıdır. Baş dipte sediman taşınımı genellikle bindirme fayının ve havza ekseninin doğrultusuna paraleldir.
Plaka hareketi ve sismisite
Önülke havzasının bitişik plakalarının hareketi, bağlı olduğu aktif deformasyon bölgesi incelenerek belirlenebilir. Bugün GPS ölçümleri, bir plakanın diğerine göre hareket etme hızını sağlar. Günümüz kinematiğinin deformasyonun başladığı andaki ile aynı olma ihtimalinin düşük olduğunu düşünmek de önemlidir. Bu nedenle, kıtasal çarpışmaların uzun vadeli evrimini ve bitişik önülke havzalarının geliştirilmesine nasıl yardımcı olduğunu belirlemek için GPS olmayan modelleri dikkate almak çok önemlidir.
Hem modern GPS (Sella et al. 2002) hem de GPS olmayan modellerin karşılaştırılması, deformasyon oranlarının hesaplanmasını sağlar. Bu sayıları jeolojik rejimle karşılaştırmak, olası modellerin sayısının yanı sıra belirli bir bölgede hangi modelin jeolojik olarak daha doğru olduğunu sınırlamaya yardımcı olur.
Sismisite, sismik aktivitenin aktif bölgelerinin nerede meydana geldiğini belirlemenin yanı sıra toplam fay yer değiştirmelerini ve deformasyonun başlama zamanlamasını da ölçer (Allen ve diğerleri 2004).
Havzaların oluşumu
Foreland havzaları, dağ kuşağı büyüdükçe, Yerkabuğunun aşağı doğru bükülmesine veya bükülmesine neden olan önemli bir kütle uyguladığı için oluşur. Bu, dağ kuşağının ağırlığının , ön çıkıntının yukarı fleksiyonunda izostasi ile telafi edilebilmesi için gerçekleşir.
Plaka tektoniği bir periferik kıtaönü havzasının evrimi üç genel aşamayı kapsar. Birincisi, yakınsamanın erken evreleri sırasında önceden gerilmiş kıta kenarının orojenik yüklemesi ile pasif kenar aşaması. İkincisi, "derin su koşulları tarafından tanımlanan erken yakınsama aşaması" ve son olarak "bir denizaltı kamasının karasal veya sığ deniz önülkeleri ile çevrili olduğu daha sonraki bir yakınsaklık aşaması " (Allen & Allen 2005).
Orojenin altındaki sıcaklık çok daha yüksektir ve litosferi zayıflatır. Böylece itme kuşağı hareketlidir ve önülke havza sistemi zamanla deforme olur. Sentektonik uyumsuzluklar eşzamanlı çökme ve tektonik aktivite gösterir.
Önülke havzaları, bitişik dağ kuşağından aşınan tortularla doludur. Erken evrelerde, ön bölge havzasının yetersiz doldurulduğu söylenmektedir . Bu aşamada, derin su ve genellikle fliş olarak bilinen deniz çökelleri biriktirilir. Sonunda, havza tamamen doldurulur. Bu noktada havza aşırı dolum aşamasına girer ve karasal kırıntılı çökellerin birikmesi meydana gelir. Bunlar melas olarak bilinir . Ön derindeki tortu dolgusu, kıtasal litosfer üzerinde ek bir yük görevi görür.
Litosferik davranış
Litosferin zamanla gevşeme derecesi hala tartışmalı olsa da, çoğu işçi (Allen & Allen 2005, Flemings & Jordan 1989) önülke havzasının litosferik deformasyonunu tanımlamak için elastik veya viskoelastik reolojiyi kabul eder . Allen ve Allen (2005), sapmanın yük sisteminden önce ön bölge plakası boyunca bir dalga olarak hareket ettiği hareketli bir yük sistemini tanımlamaktadır. Sapma şekli, yaygın olarak, ön bölge boyunca yüke yakın asimetrik bir alçak ve ön çıkıntı boyunca daha geniş bir yukarı kaldırılmış sapma olarak tanımlanır. Taşınma hızı veya erozyon akışı ve ayrıca sedimantasyon, topografik rahatlamanın bir işlevidir.
Yükleme modeli için, litosfer başlangıçta sert, havza geniş ve sığdır. Litosferin gevşemesi, itme yakınında çökmeye, havzanın daralmasına, itme yönünde ön çıkıntıya izin verir. İtme zamanlarında litosfer sertleşir ve ön çıkıntı genişler. İtme deformasyonunun zamanlaması, litosferin gevşemesinin tersidir. Litosferin orojenik yük altında bükülmesi, önülke havzasının drenaj modelini kontrol eder. Havzanın eğilme eğilmesi ve orojenden sediman beslemesi.
Litosferik mukavemet zarfları
Mukavemet zarfları, ön arazinin ve orojenin altındaki litosferin reolojik yapısının çok farklı olduğunu gösterir. Önülke havzası tipik olarak, üç sünek tabakanın üzerinde üç kırılgan tabaka ile yarıklı bir kıta kenarına benzer bir termal ve reolojik yapı gösterir. Orojenin altındaki sıcaklık çok daha yüksektir ve bu nedenle litosferi büyük ölçüde zayıflatır. Zhou et al. (2003), "sıkıştırma baskısı altında, dağ silsilesinin altındaki litosfer, yüzeye yakın ince (merkezde yaklaşık 6 km) kırılgan bir tabaka ve belki de en üst mantoda ince bir kırılgan tabaka dışında neredeyse tamamen sünek hale gelir." Orojenik kuşağın altındaki bu litosferik zayıflama, kısmen bölgesel litosferik bükülme davranışına neden olabilir.
termal geçmiş
Foreland havzaları, düşük jeotermal gradyan ve ısı akışına sahip hipotermal havzalar (normalden daha soğuk) olarak kabul edilir . Isı akış değerleri ortalama 1 ile 2 HFU arasında (40–90 mWm -2 (Allen & Allen 2005) Bu düşük değerlerden hızlı çökme sorumlu olabilir.
Zamanla tortul tabakalar gömülür ve gözenekliliğini kaybeder. Bunun nedeni tortu sıkışması veya basınç veya sementasyon gibi fiziksel veya kimyasal değişiklikler olabilir . Sedimentlerin termal olgunlaşması bir sıcaklık ve zaman faktörüdür ve göç eden tuzlu suların geçmişteki ısı yeniden dağılımı nedeniyle daha sığ derinliklerde meydana gelir.
Organik maddenin tipik olarak zamanın bir fonksiyonu olarak üstel evrimini gösteren vitrinit yansıması, termal olgunlaşma için en iyi organik göstergedir. Çalışmalar, günümüzdeki ısı akışı ve jeotermal gradyanların termal ölçümlerinin, bir rejimin tektonik kökenine ve gelişimine ve ayrıca litosfer mekaniğine yakından karşılık geldiğini göstermiştir (Allen & Allen 2005).
sıvı göçü
Göç eden akışkanlar, önülke havzasının çökellerinden kaynaklanır ve deformasyona tepki olarak göç eder. Sonuç olarak, tuzlu su çok uzak mesafelere göç edebilir. Uzun menzilli göçün kanıtları şunları içerir: 1) Petrolün uzak kaynak kayalarla korelasyonu 2) Metal içeren tuzlu sulardan biriken cevher kütleleri, 3) Sığ tortular için anormal termal geçmişler, 4) Bölgesel potasyum metasomatizmi, 5) Cevher içindeki epigenetik dolomit çimentoları gövdeler ve derin akiferler (Bethke & Marshak 1990).
sıvı kaynağı
Isı, mineral ve petrol taşıyan akışkanlar, önülke havzasındaki tektonik rejim üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Deformasyondan önce tortu tabakaları gözeneklidir ve su ve hidratlı mineraller gibi sıvılarla doludur. Bu tortular gömüldükten ve sıkıştırıldıktan sonra, gözenekler küçülür ve sıvıların bir kısmı, yaklaşık 1/3'ü gözeneklerden ayrılır. Bu sıvının bir yere gitmesi gerekiyor. Ön bölge havzasında, bu sıvılar potansiyel olarak malzemeleri ısıtabilir ve mineralize edebilir ve ayrıca yerel hidrostatik kafa ile karışabilir.
Akışkan göçü için ana itici güç
Orojen topografisi, sıvı göçünün ana itici gücüdür. Alt kabuktan gelen ısı, iletim ve yeraltı suyu adveksiyonu yoluyla hareket eder . Derin sıvı akışı çok hızlı hareket ettiğinde yerel hidrotermal alanlar oluşur. Bu aynı zamanda sığ derinliklerdeki çok yüksek sıcaklıkları da açıklayabilir.
Diğer küçük kısıtlamalar arasında tektonik sıkıştırma, bindirme ve tortu sıkışması yer alır. Bunlar yapısal deformasyon, yavaş oranları ile sınırlıdır, çünkü minör kabul edilir litolojinin 0-10 cm yr mertebesinde, ve çökelme oranları -1 daha çok yakın 1 ya da daha az, 1 cm yaş altındaki, ama -1 . Aşırı basınçlı bölgeler, 1 milyon yılda 1 kilometre veya daha fazla şeyl çökelti biriktiğinde daha hızlı göçe izin verebilir (Bethke & Marshak 1990).
Bethke ve Marshak (1990), “yüksek rakımda yeniden şarj olan yeraltı suyunun, yüksek potansiyel enerjisine yanıt olarak yeraltı su tablasının daha düşük olduğu alanlara doğru göç ettiğini” belirtmektedir.
hidrokarbon göçü
Bethke ve Marshak (1990), petrolün yalnızca yeraltı suyu akışını yönlendiren hidrodinamik kuvvetlere değil, aynı zamanda mikroskobik gözenekler boyunca hareket eden petrolün kaldırma kuvveti ve kılcal etkilerine tepki olarak göç ettiğini açıklar. Göç kalıpları orojenik kuşaktan kratonik iç kısma doğru akar. Sıklıkla, doğal gaz orojene daha yakın bulunur ve petrol daha uzakta bulunur (Oliver 1986).
Modern (Senozoik) ön bölge havza sistemleri
Avrupa
-
Kuzey Alp Havzası (Molas Havzası)
- Avusturya, İsviçre, Almanya ve Fransa'da Alplerin kuzeyindeki periferik ön bölge havzası
- Avrasya ve Afrika'nın Cenozoik çarpışması sırasında oluştu
- Ren Grabeninin oluşumunda komplikasyonlar ortaya çıkıyor
-
Karpat Burnu
- Kuzey Alp Melas Havzasının Karpatlara Devam Edilmesi
-
Po Havzası
- Kuzey İtalya'da Alpler'in güneyindeki Retro-ön bölge havzası
-
Ebro Havzası
- Kuzey İspanya'da Pireneler'in güneyindeki periferik ön bölge havzası
- Önülke havzasının önemli deformasyonu, batı Katalan eyaletindeki önülke kıvrım-bindirme kuşağı tarafından örneklendirilerek kuzeyde meydana gelmiştir . Havza, havzanın kendine özgü drenaj evrimine bağlı olarak, tektonik ve tektonik sonrası tortul tabakalarının muhteşem maruziyetleri ile ünlüdür.
-
Guadalquivir Havzası
- Betic Cordillera'nın (güney İspanya) kuzeyindeki Neojen sırasında Hersiniyen bir bodrumda oluşmuştur .
-
Akitanya Havzası
- Güney Fransa'da Pireneler'in kuzeyindeki Retro-ön bölge havzası
Asya
-
Ganj Havzası
- Kuzey Hindistan ve Pakistan'da , Himalaya'nın güneyindeki ön bölge
- 65 milyon yıl önce Hindistan ve Avrasya'nın çarpışması sırasında oluşmaya başladı.
- 12 km'den daha kalın tortul bir istifle dolu
-
Kuzey Tarım Havzası
- Tien Shan'ın güneyindeki ön bölge
- İlk olarak Geç Paleozoyik'te , Karbonifer ve Devoniyen'de oluşmuştur.
- Sırasında gençleşmek Senozoik Hindistan-Avrasya çarpışması ile ilişkili uzak alan stresin bir sonucu ve Tien Shan yenilenen yükselme olarak
- En kalın tortul bölüm, Senozoik tortunun 10.000 metreden daha kalın olduğu Kaşgar'ın altındadır.
-
Güney Junggar Havzası
- Tien Shan'ın kuzeyindeki retro ön bölge
- Başlangıçta Geç Paleozoyik'te oluşmuş ve Senozoyik'te gençleşmiştir.
- En kalın tortul bölüm batı olan Urumçi , Mezozoik sediman kalın 8.000'den fazla metredir
Orta Doğu
-
Basra Körfezi
- Foreland Zagros dağlarının batısında
- Doldurulmamış sahne
- Havzanın karasal kısmı Irak ve Kuveyt bölgelerini kapsıyor.
Kuzey Amerika
-
Batı Kanada Tortul Havzası
- Foreland, Rocky Dağları'nın doğusunda, Alberta
Güney Amerika
Antik ön bölge havza sistemleri
Avrupa
-
Windermere Süper Grubu
- Yitimini kaynaklanan foreland havza Iapetus okyanusun altında Avalonia
- Yaş olarak Ordovisiyen ila Silüriyen
- İngiltere'nin çoğunun altında
Asya
- Longmen Shan Havzası
-
Urallar Foreland
- Ural Dağları'nın batısında, Rusya'da Foreland
- Paleozoik dönemde oluşmuş
Kuzey Amerika
-
Batı İç Havzası
- Sevier orojenik kuşağının doğusunda Foreland
- Batı ve orta Kuzeybatı Topraklarının çoğunu kapsıyordu ; batı ve orta Alberta ; orta ve doğu Montana ; Wyoming ; orta ve doğu Utah ; Kolorado ; orta ve doğu New Mexico ; batı Teksas ; doğu Chihuahua ; Coahuila ; doğu Durango ; kuzey Zacatecas ; Aguascalientes ; doğu ve orta Guanajuato ; batı San Luis Potosi ; Querétaro ; ve Michoacán'ın batı ucu hariç hepsi
- Kretase döneminde evrimleşmiş
- Mancos Shale ile doldurulmuş havzanın en derin kısımları
- Bighorn Havzasının çoğu Thermopolis Shale ile dolu
-
Appalachian Havzası
- Doğu Amerika Birleşik Devletleri'nde Appalachian dağlarının batısındaki Foreland
- Bend Arch – Fort Worth Havzası
Güney Amerika
- Orta Andes orojenik kuşağının doğusundaki Foreland - Kuzey Arjantin'deki Güney Chaco Foreland Havzası
Ayrıca bakınız
Referanslar
- Allen, Philip A. ve Allen, John R. (2005) Havza Analizi: İlkeler ve Uygulamalar, 2. baskı, Blackwell Publishing, 549 s.
- Allen, M., Jackson, J. ve Walker, R. (2004) Arabistan-Avrasya çarpışmasının Geç Senozoyik yeniden düzenlenmesi ve kısa vadeli ve uzun vadeli deformasyon oranlarının karşılaştırılması. Tektonik, 23, TC2008, 16 s.
- Bethke, Craig M. ve Marshak, Stephen. (1990) Kuzey Amerika boyunca tuzlu su göçleri-yeraltı suyunun levha tektoniği. Annu. Rev. Dünya Gezegeni. Bilim, 18, s. 287-315.
- Catuneanu, Octavianus. (2004) Retroarc ön bölge sistemleri – zaman içinde evrim. J. African Earth Sci., 38, s. 225-242.
- DeCelles, Peter G.; Giles, Katherine A. (Haziran 1996). "Foreland havza sistemleri". Havza Araştırması . 8 (2): 105–123. doi : 10.1046/j.1365-2117.1996.01491.x .
- Flemings, Peter B. ve Jordan, Teresa E. (1989) Önülke havzası gelişiminin sentetik bir stratigrafik modeli. J. Geophys. Araş., 94, B4, s. 3853-3866.
- Garcia-Castellanos, D., J. Vergés, JM Gaspar-Escribano & S. Cloetingh, 2003. Ebro Havzasının (KD İberya) Senozoyik evrimi sırasında tektonik, iklim ve akarsu taşımacılığı arasındaki etkileşim. J. Geophys. Araş. 108 (B7), 2347. doi:10.1029/2002JB002073 [1]
- Oliver, Jack. (1986) Orojenik kuşaklardan tektonik olarak atılan sıvılar: hidrokarbon göçü ve diğer jeolojik olaylardaki rolleri. Jeoloji, 14, s. 99–102.
- Sella, Giovanni F., Dixon, Timothy H., Mao, Ailin. (2002) REVEL: uzay jeodezisinden mevcut plaka hızları için bir model. J. Geophys. Araş., 107, B4, 2081, 30 s.
- Zhou, Di, Yu, Ho-Shing, Xu, He-Hua, Shi, Xiao-Bin, Chou, Ying-Wei. (2003) Tayvan'ın ön bölge havzası ve dağ kuşağı altındaki litosferin termo-reolojik yapısının modellenmesi. Tektonofizik, 374, s. 115-134.
daha fazla okuma
- Bally, AW ve S. Snelson . 1980. Çökme krallıkları. Kanada Petrol Jeolojisi Derneği Anıları 6. 9-94.
- Kingston, ABD ; CP Dishroon ve PA Williams . 1983. Küresel Havza Sınıflandırma Sistemi . AAPG Bülteni 67. 2175–2193.
- Klemens, HD . 1980. Petrol Havzaları – Sınıflandırmalar ve Özellikleri . Petrol Jeolojisi Dergisi 3. 187-207.