Alpidy •Alpine-Himalayan orogenic belt and the Circum-Pacific orogenic belt are the sites of most recent geologic and orogenic activity Orogenic Belts 2561_1605 V Evropě můžeme rozlišit tři hlavní pásy alpid. 1) Pásmo dinaridy-helenidy-tauridy se vyznačuje počátkem orogeneze již v juře a orogeneze zde v externích částech probíhá ještě dnes 2) Alpsko-karpatské pásmo se začátkem orogeneze v křídě a jejím pokračování v paleogenu a neogénu. 3) Mladé pásmo Apeniny-Atlas (giblaltarský oblouk)-Betidy-Baleáry s orogenezí v paleogénu a neogénu Kromě toho se k hlavním pásmům dají připojit ještě dvě pásma. Na Karpaty se dá navázat balkánský oblouk a na Alpy SV Korsika. Zcela samostatný je pyrenejský bivergentní orogen. Alpinská orogeneze se neprojevovala jenom na okraji desek ale s menší intenzitou i na předpolí. Jako příklad může sloužit pohoří Jura, vokontský a provensalský řetěz. mapa79 Generelně evropské alpidy vynikaly kolizí afrického a severoevropského kontinentu. Jejich vznik byl však podstatně složitější než jednoduchá představa kolize 2 kontinentů. Ve středozemní oblasti můžeme vyčlenit minimálně 6 desek jejichž složitými pohyby a kolizemi docházelo k vrásnění jednotlivých alpinských pohoří. Od západu k východu to jsou blok iberský, alboranský, kabylský, korsicko-sardinský, adriatický, rodopský a anatolský. Mezi Afrikou a kabylským blokem se nacházela atlaská mobilní zóna, mezi alboranským a iberským blokem Betická mobilní zóna, mezi iberským blokem a evropskou platformou iberská mobilní zóna, mezi blokem korsicko-sar- dinským adriatickou deskou ligurská mobilní zóna a mezi adriatickou deskou A evropskou platformou peninská mobilní zóna. Paleogeografie (Vznik a zánik mobilních zón) Vznik alpinských pohoří v Evropě úzce souvisel s e vznikem Atlantského oceánu. Rozevírání Atlantiku v centrální části vedlo k sinistrálním strike-slipovým pohybům a oddělování Afriky od Evropy (extenzní etapa – jura až spodní křída). Rozevírání v jižní části Atlantiku potom k šikmé konvergenci mezi Afrikou a Evropou (svrchní křída-kenozoikum). 1) V první etapě došlo k otevření pouze v jižní části severního Atlantiku (centrální Atlantik) a tato etapa trvala od jury do spodní křídy. 2) Ve druhé etapě postoupil Atlantik dále na sever. Přitom oddělil Iberii od Grand Banks Noveho Foundlandu. Toto otevření spolu s rotací pyrenejského poloostrova proběhlo ve svrchní křídě. Oddělení Afriky a jižní Ameriky. 3) Ve třetí etapě se ve svrchni křídě - paleogenu po otevření Labradorského moře a Baffinova zálivu oddělilo Grónsko od Severní Ameriky. 4) Ve čtvrté etapě se oddělilo Grónsko od Evropy čímž byly v eocénu ukončeny pohyby třetí etapy. Toto oddělení vedlo k vytvoření nejsevernějšího Atlantiku, které spolu s pokračujícím otevíráním centrálního Atlantiku vedlo k dnešnímu obrazu Atlantiku. Trias Otevírání Atlantiku začalo vytvářením příkopů a halfgrabenů již v permu a triasu. Late_Jur V první etapě došlo k otevření pouze v jižní části severního Atlantiku (centrální Atlantik)a tato etapa trvala od jury do spodní křídy. Cret Maximální oddělení Afriky a Evropy ve spodní křídě Late_Cret Ve druhé etapě postoupil Atlantik dále na sever. Přitom oddělil Iberii od Grand Banks Nového Foundlandu. Toto otevření spolu s rotací pyrenejského poloostrova proběhlo ve svrchní křídě. Během svrchní křídy začalo rychlé oddělování Afriky od jižní Ameriky a její posun na SV. To vedlo k nástupu komprese v alpinském orogenu. Mio Ve třetí etapě se po otevření Labradorského moře a Baffinova zálivu oddělilo Grónsko od Severní Ameriky (ve svrchni křídě-paleogenu). Ve čtvrté etapě (paleogen) se oddělilo Grónsko od Evropy. Toto oddělení vedlo k vytvoření nejsevernějšího Atlantiku, které spolu s pokračujícím otevíráním centrálního Atlantiku vedlo k dnešnímu obrazu Atlantiku Otevírání Atlantiku se samozřejmě projevovalo i dále na východ. Pohyby první etapy vedly k oddělení Afriky od Pangei v prodloužení giblaltarsko-azorského hřbetu až do Tethydy. Předpokládá se, že od Atlantiku do Tethydy se vytvořily 2 úzké oceánické větve. Zbytky severní starší oceanické větve jsou dnes dokumentovány ofiolity severních Apenin a Alp, dinarid a hellenid. Za zbytek mladší jižní oceanické větve je považováno východní středomoří. mapa79 HIGH15~1 84_NEW HIGH05~1 065_NEW ALPY FIG2_1 Základní členění Západní Alpy (Centrální Alpy) Východní Alpy Jižní Alpy Severní vergence Jižní vergence Západní a centrální Alpy – hlavně jednotku peninika a helvetika, vzácně austridy Východní Alpy – hlavně austridy, ve 3 tektonických oknech peninikum helvetikum vzácně pří severním okraji Jižní Alpy jsou charakterizovány jižně vergentními vrásami a násuny, jejich jižní konec je pod rovinou Pád. V podloží je adriatická deska, jejíž 10-15 km mocná část, tvořená mesozoickým pokryvem a basementem byla odtržena tak, že horizont odlepení je ve svrchní granitické kůře. Hlavní stavební jednotky Alp Molasová zóna Flyšová zóna (Předalpy) Helvetikum Peninikum Austridy Alpsko-dinarská jizva, periadriatický lineament atp. EVROPSKÁ DESKA ADRIATICKÁ DESKA Jižní Alpy Jižní vergence Severní vergence 73a West_Med_s fig1_small The Central Alps (between the Great St. Bernard and Brenner passes) ZÁPADNÍ A CENTRÁLNÍ ALPY EGT_MAP 73a Příkrovy helvetika byly odlepeny od svého původního krystalinického basementu. Jednotky ještě přichycené k evropské litosféře jsou tvořeny vnějšími krystalinickými masivy (napr. Mont Blanc) a jejich pokryvem, mírně odlepené od spodní kůry během miocenu, kdy deforamce začala migrovat do předpolí nakonec vytlačujíce od seravalu (12Ma) molasovou pánev a pohoří Jura téměř až 30 km. Jižní část rýnského prolomu reprezentuje eooligocenní kontinentální rift, kinematicky spjatý s příkopem Bresse situovaným na západ od pohoří Jura. alps18_big Jednotky peninika mají extremně heterogenní paleogeografický původ v němž jsou zastoupeny zbytky oceanické litosféry, brianconský kontinentální fragment i basement epivariské evropské desky. Byly deformovány polyfázově a většina jednotek je postižena metamorfózou. Májí složitou příkrovovou stavbu a často se jedná o tzv. příkrovy fundamentu, které obsahují i krystalinikum vnitřních krystalinických masívů Alp. Dělí se na 3 subzóny - valaiskou, brianconskou a piedmontskou. Briansonský práh odděloval valaiskou sedimentační pánev od oceanické pánve piedmontské. alps03 Příkrovy austroalpinu mají stejnou paleogeografickou provenienci jako jižní Alpy a jsou tvořeny naprosto bezkořennými šupinami basementu a jeho pokryvu, které byly odlepeny (delaminovány) od podložní litosféry již během křídy. V západních Alpách je jednotkou austroalpinu pouze jednotka Sesia-Dent Blanche, má však popněkud odlišný tektonometamorfní vývoj než jižní Alpy a austridy ve východních Alpách, které zde tvoří nejvíce rozšířenou jednotku. ALPEN EGT_MAP intsection intmap The Swiss Molasse basin (Fig. 3) has long been recognized as the 'detritus washed down from the rising Alps' and deposited in a peripheral depression related to the Tertiary orogeny alps18_big VÝCHODNÍ ALPY 73a Příkrovy austroalpinu mají stejnou paleogeografickou provenienci jako jižní Alpy a jsou tvořeny naprosto bezkořennými šupinami basementu a jeho pokryvu, které byly odlepeny (delaminovány) od podložní litosféry již během křídy. Austridy jsou diferenciovány do 3 dílčích jednotek. Nejseverněji se ukládaly soubory Unterostalpinu,na jih od nich Mittelostalpinu a nejjižněji Oberostalpinu. Unterostalpin byl sunut na nejmenší vzdálenosti a je nasunut na penninikum. Na něj je nasunut Mittelostalpin, tvořený centrálněalpským krystalinikem a denudačními zbytky metamorfovaného mesozoika. Největší plošné rozšíření má Oberostalpin jehož sedimentační prostor sousedil původně se sedimentačním prostorem jižních Alp. Je to soustava superficiálních příkrovů, ve kterých jsou kromě převládajícího mesozoika zastoupeny i paleozoické sedimenty (Grauwackenzone, grazské a gurktalské paleozoikum). Hlavní výskyty jsou v severních vápencových Alpách. ALPEN EXTRUZE Alpy vznikly v důsledku subdukce tethydního oceánu pod Evropu, následovanou kolizi s Afrikou nebo africkými mikrokontinenty. Geologická stavba Alp vznikla ve dvou hlavních etapách. Ve střední křídě došlo ke kolizi a jednotky austrid byly přesunuty přes peninikum. Křídová orogeneze kromě příkrovů austrid postihla ještě piedmontskou jednotku peninika, další jednotky penninika však zůstaly nepostiženy (brianconská, valaiská). OROGENETICKÝ VÝVOJ Období extenze – jura až spodní křída Období komprese: Křídové fáze vrásnění Terciérní fáze vrásnění – tercierní kolize(paleogén) - postkolizní etapa oligocén- miocén) video Křídové fáze ALPEN Adriatická deska Evropská deska Austridy, jižní Alpy Austridy Penninikum Helvetikum Počátek subdukce brianconského teránu (zelená) Brianconský terán celý subdukoval a do subdukční zóny se dostává jižní okraj stabilní Evropy (příkrov Adula – červená) Subdukce jižního okraje Evropy (příkrov Adula) Tvorba příkrovů peninika – šedá. Odlepení (detachment) helvetika fig5ad_large Terciérní kolize Pod orogenetickou pokličkou příkrovů austrid se vytváří akreční klín Sunutí příkrovů v helvetiku. Deformace krystalinika evropské desky, odlepení od litosféry a vznik příkrovů fundamentu (vnější krystalin. masivy). fig5eg_large Další růst akrečního klínu vedl k tomu, že oddělila od subdukující části evropské kůry a byla sunuta zpětně přes insubrickou linii. Postkolizní stadium 1 – 35-20 Ma Postkolizní stadium 2 - 20 -7 Ma Další krustální ztluštění v centrální části alpského orogenu vedlo k rychlému postupu deformační fronty od insubrické linie k rovině Pádu (jižní Alpy) i k severnímu předpolí (sunutí v podloží masivu Aar a v jižní části molasové pánve) asi před 20Ma. V jižních Alpách deformace skončila před 7Ma. V severním předpolí během svrchního seravalu 12Ma deformace náhle postoupila do předpolí zahrnujíce i západní část molasové pánve a pohoří Jura do orogenního klínu. Hlavní stavební jednotky Alp a Západních Karpat Molasová zóna Flyšová zóna Helvetikum Peninikum Austridy EVROPSKÁ DESKA ADRIATICKÁ DESKA (ALCAPA) Karpatská předhlubeň Flyšové pásmo Bradlové pásmo Pásmo jaderných pohoří Veporské pásmo Jižní Alpy Gemerské pásmo Pásmo Bukku Příbradlové pásmo Alpy Západní Karpaty GEOLOGICKÉ ŘEZY fig3c_large fig3b_large CentralTrav fig3a_large West_Gravi Tomo_West Fig02 extmap The external zones of the Alps, shown as coloured on the adjacent map, lie to the west of a major tectonic break - called the Frontal Pennine Thrust. This carries the internal zones (now grey on the map). The coutryside of the external zones is highly variable - from the foothills of the subalpine chains (seen in the title slide above) to the highest parts of the Alps - the Mont Blanc massif. extsection extmap The Subalpine chains of the French Alps consist of stacked up Mesozoic and Cenozoic rocks. The general structure can be appreciated from the cross-section shown above - through the Chartreuse hills near Grenoble. Notice that the mollase sandstones are involved in the deformation, over-riden by wedges of older sediments. Although basement does not appear to be involved here - it is further to the east where it crops out in the high ranges of the Mont Blanc massif and elsewhere. CROSS_~1 EAST_C~1 EAST_L~1 WEST_C~1 ECORS_~1 ECORS_~2 WEST_L~2 MASS_BAL Západní Karpaty Generally speaking, the Carpathians have been divided into the Western, Eastern and Southern Carpathians There are marked differences between these parts. The Western Carpathians show a clearly marked zoning in geologic structure and relief forms, and the highest elevations occur in the central part of this province, in the Tatras and the Lower Tatras ranges. The boundary between the Western and the Eastern Carpathians occurs at the narrowest part of the mountain range, marked by the valley of the San River to the north and the Lupków Pass (2,100 feet) and the Laborec Valley to the south. There the Carpathians are only some 75-80 miles wide, while in the west they are 170 miles and in the east as much as 220-250 miles across. The Eastern Carpathians, running in a northwest-southeast direction, include the flysch band, which represents the continuation of the Outer Western Carpathians, and also an inner band of crystalline and volcanic rocks. In contrast, the Southern Carpathians, running east-northeast to west-southwest, consist, in the main, of metamorphic rocks. The Bihor Massif is also of metamorphic rock but is covered with younger sediments. The boundary between the Western and the Southeastern Carpathians occurs at the narrowest part of the mountain range, marked by the valley of the San River to the north and the Lupków Pass (2,100 feet) and the Laborec Valley to the south 75a 76 81 78 77a Image2 Image3 Image4 Image5 79a Hlavní stavební jednotky Alp a Západních Karpat Molasová zóna Flyšová zóna Helvetikum Peninikum Austridy EVROPSKÁ DESKA ADRIATICKÁ DESKA (ALCAPA) Karpatská předhlubeň Flyšové pásmo Bradlové pásmo Pásmo jaderných pohoří Veporské pásmo Jižní Alpy Gemerské pásmo Pásmo Bukku Příbradlové pásmo Alpy Západní Karpaty 01 tectonic units map Figure 1: Major tectonic units of the Alps, Carpathians and Dinarides (modified after Schmid and Fügenschuh, poster presented at PANCARDI-meeting 2000, Dubrovnik, Croatia, 1.-3. Oktober, 2000 outcrop map Figure 2: Map depicting the outcropping parts of the major tectonic units of the Alps, Carpathians and Dinarides, from Tomljenovic (2002). BalcTect3 BlockColPersp ProjectRouteBulgaria 045-030_Oli-Eoc EASTALPP EXTRUZE 02 • • Figure 3: Delamination model proposed for the Pliocene-recent evolution of the Eastern Carpathians (after Girbacea & Frisch, 1998, modified). This model suggests that, during the continental collision in Miocene times, break-off of the west-dipping subducting slab occurred at a depth of 70 km. Slab break-off propagated horizontally towards the east, inducing lithospheric delamination, counterclock-wise rotation of the delaminated lithospheric segment and movement of the Vrancea slab (seismically active due to ongoing pull of the oceanic lithosphere) into its present position. Location of Figure 4b is shown for a better understanding of the model. Click on figure for a larger version. CarpathiansFig3_700