Basen osadowy

Tarim sedymentacyjny z pustyni Taklamakan, basenu drainless intermontane. U dołu, po prawej, wyżyny Tybetu

Sedymentacyjny jest obszar, który pogłębia się w najwyższej części litosfery w wyniku ruchów osiadanie skorupy ziemskiej i która jest wypełniona z osadów ponad geologicznych okresach .

geologia

Powstanie

Przekrój przez północno-zachodnią krawędź dorzecza Molasy w Hegau . Piwnica, pokazana tutaj tylko przez swoją najwyższą jednostkę skalną, Białą Jurę , zapada się na południowy wschód, obciążona zagęszczoną skorupą w rejonie Alp, a grubość melasy (USM, OMM, OSM) odpowiednio wzrasta na południowy wschód.

Lokalny lub regionalny osiadanie w skorupie ziemskiej poniżej poziomu lokalnego lub regionalnego podstawy erozji ma decydujące znaczenie dla powstawania basenów sedymentacyjnych . Baseny osadowe, które obecnie ulegają osiadaniu i absorbują osady, nazywane są aktywnymi basenami osadowymi . Te, które od niedawna już nie zapadają się i w których nic nie jest osadzone lub których wypełnienie uległo nawet erozji, nazywane są kopalnymi basenami osadowymi .

Osiadanie w skali regionalnej jest często spowodowane ekspansją tektoniczną skorupy ziemskiej, w wyniku której można wyróżnić różne typy basenów ekspansyjnych, między innymi w różnych scenariuszach tektonicznych płyt. Baseny łukowe ( subdukcja ), baseny typu piggyback ( kolizja ), baseny rozłączne (różne) i szczeliny (dywergencja). Ponadto omówiono dalsze przyczyny i mechanizmy osiadania (na dużą skalę), w tym

  • izostatyczna jednostka zależna
    • z deficytem masowych w górotworze zagęszczonej skorupy kontynentalnej, na przykład w wyniku odrywania pogrążone oceanicznej skorupy poniżej powierzchni górotworu ( „płyty BREAKwył”) lub w wyniku erozji „termicznej” przez wznoszącego słupa *
    • przez metamorfozę termiczną ze wzrostem gęstości w dolnej części stosunkowo grubej skorupy ziemskiej, również spowodowaną anomalią termiczną w płaszczu ziemskim poniżej *
  • osiadanie termiczne - następuje poprzez ochłodzenie, a co za tym idzie kurczenie się i wzrost gęstości podgrzanej dawniej skorupy ziemskiej i jest przyczyną powstawania basenów osadowych lub ciągłego osiadania w cichych tektonicznie regionach wewnątrz kontynentu i obserwowanych pasywnych marginesów
  • obciążenie tektoniczne silnie zagęszczonych obszarów skorupy ziemskiej - uważane jest za przyczynę powstawania basenów przedpola (por. m.in. basen Molasy )
  • ładunek osadowy - jest uważany za czynnik wspierający osiadanie już czynnych basenów osadowych
* jeżeli ogrzewanie skorupy przez anomalię termiczną jest niewystarczające, aby zniwelować efekt spowodowany erozją termiczną lub metamorfozą, a nawet spowodować wypiętrzenie netto skorupy ziemskiej

Migracja skał solnych z podpowierzchni w trakcie halokinezy powoduje powstawanie stosunkowo niewielkich zagłębień. Baseny osadowe o bardzo małej powierzchni mogą również być wynikiem aktywności wulkanicznej lub wietrzenia . Osady eocenu w jamie Messel, znane ze skamieniałości ssaków, zostały zdeponowane w jeziorze maar , a wydrążone formy, w których zdeponowano nieco młodsze geologicznie warstwy Oberleichtersbach i Sieblos w Rhön , są interpretowane jako doliny zawaleniowe .

funkcje

Sedymentacyjny jest podzielona strukturalnie przybliżeniu w nadzieniem składająca się z osadu i osadowych jest, ale również w nie małym stopniu wulkanicznego wysięku i grobli i piroklastyczne osady mogą zawierać, w obniżonej podłoże skalne lub człon podstawy otaczającej underlain napełniania i na marginesie . Układ basenu sedymentacyjnego zależy od mechanizmu jego powstawania. Prosta ekspansja tektoniczna zwykle tworzy podłużne struktury, rozsuwane baseny i baseny, które powstają w wyniku osiadania termicznego, mogą również mieć bardziej zaokrąglone kształty. Również marginesy kontynentalne nazywane są basenami sedymentacyjnymi, chociaż są ograniczone tylko z jednej strony przez wysoki obszar.

i wyświetl informacje o obrazie

Otwarty kontakt między wypełnieniem osadowym a piwnicą na krawędzi basenu Fundy: czerwone, łukowate piaskowce formacji Wolfville (w tradycyjnym sensie; środkowy lub dolny górny trias, supergrupa Newark ) zachodzą na siebie mniej więcej od środka obrazu, do po lewej stronie narastającej miąższości, kanciastej dysharmonii stromej, częściowo wyraźnie widocznej pofałdowanej przemienności szarawej i czarnawej gliny , mułu i piaskowców formacji Horton Bluff ( niższy węgiel ); Rainy Cove, południowe wybrzeże basenu Minas, Bay of Fundy , Nowa Szkocja , Kanada.
Uproszczona reprezentacja basenu osadowego, tutaj w postaci półkopu, na schemacie blokowym. Piwnica jest pokazana na szaro, osady delta są żółte, wachlarze gruzu są zielone, a inne osady są brązowe.

Stopień osiadania piwnicy na jednostkę czasu ( wskaźnik osiadania ), który zwykle jest rzędu milimetrów rocznie, na ogół rośnie od krawędzi do środka basenu osadowego. Ponieważ obszary o wyższym osiadaniu mogą wchłonąć więcej osadów niż obszary o niższym osiadaniu, grubość wypełnienia basenu zwykle zmniejsza się od środka basenu do krawędzi. Baseny wywołane tektonicznie charakteryzują się tak zwanymi uskokami krawędzi basenu (patrz uskok ), gdzie, zwłaszcza w kopalnych, częściowo erodowanych basenach osadowych, wypełnienie jest stosunkowo ostro odgraniczone od piwnicy na krawędzi. Ale nawet dalej w miednicy, wewnątrz podłoża skalnego, jest często narażony na zakłócenia i mogą mieć regiony silniejszego i mniej dotkliwego osiadania, z których wynika wewnętrzna (paleo) morfologiczna struktura progów i dolin lub zlewni (to samo dotyczy regionów, w których są silnie scharakteryzowane przez halokińskie , na przykład basen północno-niemiecko-polski). Zlewnie, czyli obszary o największym osiadaniu, które w konsekwencji mają najgrubsze wypełnienie osadowe, nazywane są również depocentrami (Sing. Depocenters ). W trakcie historii geologicznej basenu sedymentacyjnego jego depocentry mogą się zmieniać, co uwidacznia się w zmieniających się miąższościach w różnych przedziałach wiekowych stratyfikacji w różnych rejonach basenu. To, w jakim stopniu osiadanie przejawia się morfologicznie w czynnym basenie osadowym, zależy od ilości osadu dostarczanego w jednostce czasu (szybkość sedymentacji). Jeżeli tempo sedymentacji całkowicie kompensuje lub przekracza tempo osiadania, morfologicznie najwyższe obszary zlewni znajdują się co najmniej na tym samym poziomie co podstawa erozji, na krawędziach basenu również powyżej niej, w przeciwnym razie znajdują się poniżej.

Petrologia osadowa

Wprowadzanie osadów do zlewni następuje z otaczających je terenów wysokich , które są narażone na erozję , prawie zawsze przez wodę płynącą, tj. Przez rzeki i strumienie oraz przez prądy oceaniczne. W niektórych obszarach basenu sedymentacyjnego, które charakteryzują się stosunkowo stromym reliefem, ruchy masowe, takie jak zawiesina lub przepływy osadów, są ważne dla transportu osadów lub ich wprowadzania.

Kiedy wskaźniki osiadania są wysokie, poziom basenu często spada poniżej poziomu morza, a następnie morze zwykle przenika do odpowiedniego regionu, zwłaszcza na obrzeżach kontynentalnych. W związku z tym baseny sedymentacyjne są często basenami morskimi (patrz szelf ) z sedymentacją morską . Przy niższych wskaźnikach osiadania lub położeniu bardzo daleko od wybrzeża sedymentacja występuje zwykle w jeziorach i nizinach aluwialnych . W okresach geologicznych często nie ma ostrej granicy między aluwialną lub przybrzeżną równiną a przyległym basenem morskim, ale zmienia się to wraz ze wzrostem lub spadkiem względnego lub bezwzględnego poziomu morza (zob. Transgresja i regresja ).

W wodzie morskiej lub jeziora basenu w klimacie tropikalnym często powoduje in situ -Aus wytrącanie z węglanem wapnia (wapno „”) lub soli stosunkowo łatwo rozpuszczalne w wodzie ( ewaporaty ) istotną rolę dla sedymentacji.

Pierwsze osadzone w basenie osadowym warstwy opadają z postępującym osiadaniem na coraz większej głębokości, to ciężar warstw zdeponowanych, które są następnie kompresowane ( zagęszczanie ) i długotrwale w skałach osadowych, takich jak piaskowiec czy muł poddany transformacji ( diageneza ). Kontynentalnych osadowych zawierających basenów młodsze (górne) warstwy żwiru często i innych materiałów sypkich znacznym zbiorniku z wodą pitną użytkowej gruntowej .

W formacjach górskich rozciągnięte obszary skorupy ziemskiej, na których utworzyły się baseny osadowe o często złożonej historii, są kompresowane (odwracane), a zdeponowane osady są fałdowane i / lub układane w stosy , czasem razem z leżącą poniżej podstawą , czasem również zatopione głęboko w ziemi. skorupa i pod wpływem wysokiego ciśnienia i wysokich temperatur przekształciła się ( metamorfoza ). Nierzadko zdarza się, że duże części pasma górskiego składają się ze zdeformowanego wypełnienia basenów osadowych, na przykład Alp i Himalajów , których skały w dużej mierze pochodzą ze złóż na obrzeżach Oceanu Tetydy . Z obserwacji, że osady morskie znajdują się obecnie w wysokich górach, powstała teoria geosynklinalna , która jest dziś przestarzała .

Depozyty

W trakcie stopniowego osiadania w strefie osiadania gromadzą się miliardy ton szczątków martwych roślin (w tym glonów ), które są stopniowo przysypywane żwirem, piaskiem i warstwami gliny . W przypadku braku powietrza pozostałości organiczne mogą tworzyć węgiel , ropę naftową i gaz ziemny . Uwęglenia albo dojrzewania termicznej pozostałości jest promowana przez dalsze zatonięcia zbiornika osadu, ciągłego osadzania i wzrostu temperatury w podłożu .

Występowanie basenów osadowych

Przykładami basenów osadowych w Europie Środkowej są

Przykładami basenów osadowych poza Europą Środkową są

Gospodarcze i kulturowe znaczenie basenów osadowych

Duże równiny - z których duża część powstała z tonących basenów - są nie tylko dobrą glebą dla osadnictwa , rolnictwa i przemysłu , ale także oferują wiele zasobów naturalnych . Ponieważ duża część ludzkości żyje również na płaskich i pagórkowatych obszarach krajobrazów dorzeczy, a liczne surowce mineralne - przede wszystkim ropa, gaz i węgiel - można znaleźć w basenach osadowych, są one dokładnie badane i wykorzystywane od wieków. Nawet dziś baseny osadowe, zwłaszcza poza Europą i Ameryką Północną, są przedmiotem intensywnych poszukiwań komercyjnych, częściowo dlatego, że zasoby mineralne basenów osadowych w krajach uprzemysłowionych od dawna podlegają degradacji.

Typowe zasoby mineralne basenów osadowych to

literatura

  • Andreas Schäfer: Clastic Sediments and Sequence Stratigraphy. Wydawnictwo Akademickie Spectrum, Heidelberg, Berlin 2004, ISBN 978-3827413512
  • Gary Nichols: Sedymentologia i stratygrafia. Wiley-Blackwell, Chichester 2009, ISBN 978-1-4051-3592-4

Indywidualne dowody

  1. ↑ Heinz-Jürgen Brink: pióropusze płaszcza i metamorfizm dolnej skorupy i ich wpływ na ewolucję basenu. Geologia morza i ropy naftowej. Vol. 26, Nr 4, 2009, s. 606–614, doi: 10.1016 / j.marpetgeo.2009.02.002 (alternatywny dostęp do pełnego tekstu: ResearchGate )
  2. ↑ Erlend Martini (red.): Skamieniałe zbiorowiska leja w Oberleichtersbach (oligocen). Courier Forschungsinstitut Senckenberg, tom 260, Swisserbart, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-510-61389-2 .
  3. ↑ Erlend Martini, Peter Rothe: Sieblos at the Wasserkuppe: wiercenia badawcze w jeziorze dawnego trzeciorzędu. W: Erlend Martini, Peter Rothe (red.): Starożytny trzeciorzędowy depozyt kopalny Sieblos na Wasserkuppe / Rhön. Geologische Abhandlungen Hessen, tom 104. Hessisches Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden 1998, ISBN 3-89531-806-X , str. 7-27.