- från rift till kollision –

Orogenes

- från rift till kollision –

kap. 3, 4, 6, 9, 11, 13

Orogeneser genom tiderna

Orogeneser vid kontinenternas kanter (plattgränser), runt stabila sköldområden.

Sköld: prekambriska områden omgivna av yngre sedimentära bergarter (plattformssediment)

Oros = berg, genesis = ursprung

Wilson-cykeln

- från rift till kontinentkollision -

1

2

3 4

5 6

Passiva kontinentalkanter - oceanbottentopografi -

Kontinental

kant Kontinental

kant

Djuphav Mittoceanisk Djuphav

rygg

Atlanten

- passiva kontinentkanter och öbågar -

Var finns Atlantens öbågar?

.

Från rift till ocean

Aktiva kontinentala riftsystem:

Östafrikanska riften Rhendalen

Basin and Range

Östafrikanska riften och Rhendalen är smala (10-tals mil) pga kall tjock

jordskorpa.

Basin and Range är bred pga av att jordskorpan är het, tunn och

lättdeformerad (100-tals mil bred).

Från rift till ocean

En mantelplym orsakar uppdomning (1000 m) av jordskorpan som spricker i tre riftarmar (jmf

pepparkaka).

Branta normalförkastningar bildas.

Smältning av manteln genom tryckavlastning, ger flodbasalter. Även vulkaner kan bildas tex Kilimanjaro och Mt Kenya, ibland långt från spridningsaxeln.

Fortsatt rift leder till att den vid någon tidpunkt når kontinentkanten. Ett smalt, linjärt hav bildas, med branta kuster. Oceanisk skorpa börjar bildas.

Östafrikanska riften

Röda havet

Atlanten

Till slut bildas mittoceaniska ryggar.

Kontinentalkanterna normalförkastas och eroderar ner och blir flacka. Passiva kontinentkanter bildas.

Från rift till ocean - Atlanten bildas -

En mantelplym orsakar uppdomning (1000 m) av jordskorpan som spricker i tre riftarmar (jmf

pepparkaka).

Branta normalförkastningar bildas.

Smältning av manteln genom tryckavlastning, ger flodbasalter. Även vulkaner kan bildas, ibland långt från spridningsaxeln.

Fortsatt rift leder till att den vid någon tidpunkt når kontinentkanten. Ett smalt, linjärt hav bildas, med branta kuster. Oceanisk skorpa börjar bildas.

Till slut bildas mittoceaniska ryggar.

Kontinentalkanterna normalförkastas och eroderar ner och blir flacka. Passiva kontinentkanter bildas.

130 Ma

Mantelplym

Kontinentalkanter

- passiva -

Kust Kontinentalkant Djuphav

Passiv kontinental kant

Vad kallas förkastningarna?

Kontinental sockel

Kontinentalkanter

- passiv -

Listriska förkastningar

Passiva kontinentalkanter - oceanbottentopografi -

Kontinental

kant Kontinental

kant

Djuphav Mittoceanisk Djuphav

rygg

Oceanskorpa - ofiolitkomplex -

Moho 7 km 10%

1-2 km

5 km

<1 km Mycket uppspräckt

Oceanryggar

snabb, medel, långsam spridning

Oceanryggar

snabb, medel, långsam spridning

Långsam, 1-5 cm/år

Väl utvecklade och djupa riftdalar Taggig topografi med branta kanter tex Mittatlantiska ryggen

Snabb, > 9 cm/år

Mycket lavaproduktion Höjd med flacka sidor Saknar riftdalar

tex East Pacific Rise Medelsnabb, 5-9 cm/år Grunda riftdalar

tex Galapagosryggen

Svarta rökare

Metallsulfider tex CuFeS

, (Zn,Fe)S

Rökarna kan bli skyskrapshöga

Hydrotermala malmer och direktmagmatiska Koppar i kuddlava (cyperntyp)

Krom i lagrad gabbro (kristallisationsfraktionering)

Cr Cr

Cu

Wilson cykeln

- från rift till kontinentkollision -

1

2

3 4

5 6

4. Aktiva kontinentkanter

- subduktionszoner -

Aktiva kontinentkanter och öbågar

- konvergerande plattkanter, subduktionszoner -

Brant subduktion

Nästan vertikal,

Gammal, tung oceanisk litosfär,

Subduktionszon långt från spridningszon, Lite sediment i djuphavsgraven (accretions- prisma i trenchen),

Djuphavsgraven 7-8 km.

t ex västra Stilla Havet

Flack subduktion

Kan vara bara 10-15°, Ung, lätt oceanisk litosfär, Nära spridningszon,

I regel mycket sediment och ”avskrap” i djup- havsgraven (accretionsprisma i trenchen), Djuphavsgraven 2-3 km,

Kraftiga jordbävningar.

t ex Chile-Peru

Konvergerande plattkanter

- subduktionszoner -

Består av 4 komponenter:

1. Djuphavsgrav 2. Fore-arc bassäng

3. Magmatisk båge (volcanic /magmatic arc). I detta fall en aktiv kontinental kant.

4. Back-arc bassäng

1 2 3

4

Konvergerande plattkanter

- subduktionszoner -

Består av 4 komponenter:

1. Djuphavsgrav 2. Fore-arc bassäng

3. Magmatisk båge (volcanic /magmatic arc). I detta fall en öbåge.

4. Back-arc bassäng

1 2 3 4

Öbågar

Indonesien

Foto: B. Dahrén

Konvergerande plattkanter

- öbåge -

Äldre, tyngre oceanisk platta subducerar under en yngre, lättare.

Den subducerande plattan sjunker, drar sig tillbaka (hinge roll-back).

Den övre plattan dras mot djuphavsgraven genom dragkrafter i astenosfären. Ger extension i back- arc området.

Oceanskropa bildas i back-arc området: En spridningszon.

Ex Marianer- och Tongaöbågarna.

Öbågar

Bergarter:

• Vulkaniska bergarter bildas i bågen

• Sediment från den eroderade vulkanen i både fore-arc och back-arc områdena

• Avskrapat sediment och oceanskorpa (delar av ofiolitkomplex) i djuphavsgraven Metamorfos:

• Högt tryck-låg temperatur i den sub- ducerande plattan

• Hög temperatur-lågt tryck i vulkanbågen Orogenes

• Endast vid långvarig subduktion.

• Om utvecklat kan accretionsprismats sediment veckas och överskjutas, bildar berg.

• Kan mogna till mikrokontinenter.

• Finns ofta som komponent i

kontinent-kontinentkollisionszoner.

Anderna

Andean-typ av orogenes

- vid aktiv kontinentalkant -

Accretions- prisma

Välutvecklat accretionsprisma,

Sedimentbassäng på kontinentkanten (fore-arc bassäng),

Magmatism i kontinentkanten, intrusiv och extrusiv. Magmatisk båge i detta fall.

Anderna är typexemplet

Backarc basin

Andean-typ av orogenes

- vid aktiv kontinentalkant -

Passiv, nereroderad kontinentalkant men tjocka packar sediment på kontinental sockeln som övergår till ….

… aktiv kontinentalkant (subduktion).

Partiell uppsmältning av astenosfären

på c 100 km djup, pga av tillförsel av fluider och viss tryckavlastning.

Genom fraktionering och assimilering bildas intermediära och felsiska magmatiska bergarter.

Subduktionen kan upphöra om den oceaniska plattans rörelse ändras eller om spridningszonen subduceras (jmf Kalifornien).

Andean-typ av orogenes

- vid aktiv kontinentalkant -

Bergarter:

• Vulkaniska och intrusiva bergarter bildas i bågen

• Sediment från den eroderade vulkanen och avskrapat sediment och oceanskorpa (delar av ofiolitkomplex) i accretions- prismat.

• Eventuellt fragment av kontinentkanten

• Ofta kan öbågar ingå som kolliderat med kontinentkanten.

Metamorfos:

• Högt tryck-låg temperatur i den sub- ducerande plattan

• Högt tryck-hög temperatur vid området med partiell uppsmältning.

• Varierande temperatur-lågt tryck bågen Orogenes:

• Kan vara mycket långlivade

• Veck och överskjutningar i accretionsprismat,

• Består av olika plattektoniska enheter,

• Skorpan förtjockas genom magmatiska bergarter och avskrapade sediment.

Andean-typ av orogenes

accretionsprisma sediment, Kreta

Nordamerikanska Cordillieran - Kaskaderna och Sierra Nevada -

Enheter:

1. Öbågar

2. Marina sediment

3. Ofiolitkomplex (oceanskorpa) 4. Fragment från kontinentkanten

Terränger (terranes)

Terräng (terrane): tektonisk enhet som inte är relaterad till den befintliga

kontinentkanten.

Subduktion och kollision har pågått i 200 miljoner år.

Ingen kontinentkollision i sikte

Andean-typ orogenes

öbåge

öbåge

öbåge

Subduktion under kontinental litosfär.

Kollision av öbåge

subduktionen fortsätter bakom den accreterade öbågen.

De marina sedimenten och öbågen utgör av olika terränger på kontinenten.

Wilson cykeln

- från rift till kontinentkollision -

1

2

3 4

5 6

Kontinent-kontinent kollision

- bälten med veck och överskjutningar -

Passiv kontinentalkant Aktiv kontinentalkant

med Andean-typ orogenes

Det börjar med att ett hav sluts genom subduktion vid en aktiv kontinental kant

Dent de Morcles

Schweiziska Alperna

Kontinent-kontinent kollision

- bälten med veck och överskjutningar -

Äldre kontinental skorpa + extrusiva och intrusiva

magmatiska bergarter + marina sediment och ev. accreterade öbågar.

Slamsa av oceanisk skorpa i gränsen, suturen, mellan de båda kontinenterna.

Sediment från den passiva kontinentkanten + äldre kontinentala bergarter.

Förkortningen sker genom överskjutningar och veck. Skorpan förtjockas.

Ex. Himalaya, Alperna, Kaledoniderna, Pyrenéerna

Kontinent-kontinent kollision

- bälten med veck och överskjutningar -

Typ av metamorfos?

En eller flera?

Varför är den nybildade magmatiska bergarten granit?

Metamorft komplex, orogena kilen, med granit och migmatit

Kontinent-kontinent kollision

- bälten med veck och överskjutningar -

Granit och migmatit i orogena kilen Överskjutningar och stökigare veck Veck och överskjutningar

i plattformssediment

Kontinent-kontinent kollision

- bälten med veck och överskjutningar -

Veck och överskjutningar i plattformssediment

Kontinent-kontinent kollision

- Himalaya-

Kontinent-kontinent kollision

- Himalaya-

Kontinent-kontinent kollision

- Himalaya-

Kontinent-kontinent kollision

- branta skjuvzoner Himalaya-

Laurentia

- resultat av flera orogeneser -

Laurentiska = Nordamerika + Grönland

Ett antal orogeneser i kanterna av och som mobila bälten mellan äldre kontinental skorpa.

Fennoskandiska skölden - en ekvivalent -

> 2,5 Ga: Arkäiska kratoner N Finland och Sverige – Slave, Hearne Rae/Wyoming, Superior 2,0-1,8 Ga: Svekofennium – Wopmay/Thelon, Trans-Hudson, Baffin

1,2-1,0 Ga: Svekonorvegium – Grenville 0,5-0,4 Ga Kaledoniderna – Appalacherna

Superkontinenter

Rekonstruktion av

Pangaea (500-200 Ma) vid 200 Ma Kaledoniska orogenesen

Appalacherna

Rekonstruktion av

Rodinia (1200-800 Ma) vid 800 Ma

Sveconorwegiska orogenesen Grenville

tex Rodinia tex Pangea