Algoritmo de parámetros y división de etapas del movimiento de contracción de la Tierra
De la teoría de la expansión de la tierra, a la teoría de la contracción de la tierra, a la teoría de la pulsación de la tierra, a la teoría de la expansión y contracción periódica de la tierra, el proceso de comprensión humana de la esencia de la tierra El movimiento ha experimentado una evolución del razonamiento inductivo al razonamiento deductivo y a la comprensión integral, esta transformación de la comprensión ha completado el proceso filosófico desde una hipótesis inicialmente basada en la esencia del fenómeno hasta conectar la teoría con la práctica.
En la sección anterior, discutimos el tema del proceso de expansión de la tierra. Decimos que la expansión de la tierra incluye dos aspectos: uno se refiere a la tendencia de expansión de todo el movimiento de expansión y contracción de la tierra; al ciclo de la Tierra, por lo tanto, cuando se analiza la división de las etapas de expansión de la Tierra, las etapas de contracción de la Tierra se enumeran específicamente por separado. El argumento principal de esta sección se centra en el movimiento de contracción de la Tierra.
La contracción de la Tierra es uno de los primeros movimientos tectónicos de la corteza terrestre que el hombre reconoció. Esta sección propondrá un modelo de movimiento de la napa en el centro de las masas terrestres de la Tierra basado en el resumen de la evidencia del movimiento de contracción de la Tierra. Establezca fórmulas de cálculo teórico para el cambio de circunferencia (△L), cambio de radio (△R), cambio de volumen (△V), etc. causado por la contracción de la Tierra, y calcule los valores de los parámetros relevantes en la fórmula. . Proporcionar las instrucciones correspondientes. El proceso del movimiento de contracción de la Tierra bajo la acción de la fuerza de contracción se divide en cuatro etapas, a saber: la etapa inicial de reducción de volumen; la etapa de reducción de la circunferencia y el área de superficie; Disminución continua de la fuerza de contracción.
Teóricamente se divide la convergencia y colisión de placas que se producen durante la contracción de la tierra. Se cree que el efecto de compresión entre placas se puede dividir en seis tipos, a saber: levantamiento, hundimiento, intrusión y envolvente. Tipo integrado, tipo pila de empuje, tipo gancho remachador, etc.
1. Obtención de los parámetros de contracción
1.1 El cambio de circunferencia (△L) provocado por la contracción de la tierra
Supongamos la circunferencia de la tierra después expansión y antes de la contracción La longitud es LA, y la circunferencia después de la contracción de la tierra antes de la expansión es LB, entonces el cambio en la circunferencia causado por la contracción de la tierra
Dinámica y movimiento de la Tierra
En la fórmula, la unidad del parámetro puede ser mo km, pero se debe prestar atención a la unidad de las unidades antes y después del cálculo.
En el trabajo real, el cambio en la circunferencia de la Tierra se puede obtener mediante la siguiente fórmula:
Dinámica y movimiento de la Tierra
Supongamos: i=1, L1 es El acortamiento de la corteza oceánica (km);
i=2, L2 es el acortamiento de la montaña (km);
i=3, L3 es el acortamiento de la fosa oceánica (km);
p>
i=4, L4 es el acortamiento de la napa del borde de la placa (km);
i=5, L5 es la napa acortamiento de la placa interior (km);
i=6, L6 es la cantidad de acortamiento de la superposición de falla inversa (km);
i=7, L7 es la cantidad de acortamiento de pliegues estratigráficos (km);
k es el acortamiento del elemento faltante Cantidad (km).
De esta manera, la ecuación (4-14) se simplifica a:
Dinámica y movimiento de la Tierra
Al usar la ecuación (4-15), dos puntos son ciertos Nota: Primero, el cálculo debe realizarse a la misma altitud, especialmente para problemas de datos globales. Si no hay una altitud unificada, usa la línea de altitud 0 y él usa la línea de altitud de 10 m, o usa un valor de altitud aquí y. otro valor de altitud allí, si hay un valor de altura, entonces el resultado tendrá errores y deberá corregirse en función del nivel global del mar; en segundo lugar, el cálculo debe realizarse en el mismo círculo tangencial que pasa por el centro de la esfera terrestre; , los resultados estadísticos se ampliarán fácilmente.
En cálculos reales, cada término de la ecuación (4-15) es una fórmula de suma acumulativa:
Dinámica y movimiento de la Tierra
Cambios en i Representa la diferencia de elementos estadísticos, y el cambio de j representa la diferencia de áreas estadísticas. De esta manera, la ecuación (4-15) se puede reescribir en la siguiente forma completa:
Dinámica y movimiento de la Tierra
La mayoría de los métodos de cálculo están disponibles, como el equilibrio método de perfil, método de análisis paleomagnético, etc.
El uso del método del perfil de equilibrio para calcular L2, L4, L5, L6 y L7 ha sido ampliamente reportado. Por ejemplo, Zeng Rongsheng et al calcularon el proceso de colisión continental de las montañas Himalaya-Qilian. y concluyó que el subcontinente indio de 50 Ma y Qiang Las longitudes de intrusión del bloque Tang en la corteza de los bloques Tethys Himalaya y Lhasa son 508 km y 429 km respectivamente, etc.
El método de análisis paleomagnético es un método más aceptable para calcular L1. Aunque el error puede ser mayor, actualmente es más realista. Pasos para utilizar datos paleomagnéticos para calcular la cantidad de corteza oceánica perdida entre placas: Primero, seleccione las condiciones de contorno.
Descubra que la línea en la que está a punto de trabajar debe pertenecer a la línea que cuenta la circunferencia de la tierra, seleccione la capa objetivo correspondiente a la superficie de altitud y encuentre las uniones entre las placas. En segundo lugar, analice los datos paleomagnéticos. Los datos de magnetización de varias rocas de diferentes edades se obtuvieron de diferentes placas a ambos lados de la zona de sutura, se determinó la latitud paleomagnética y se realizó un mapa de latitud paleomagnética de cada roca cuando estaba magnetizada. En tercer lugar, calcule la cantidad de corteza oceánica perdida. Compare las posiciones relativas entre las dos placas, delinee el período de tiempo geohistórico para el cálculo y calcule la duración de la desaparición de la corteza oceánica.
Dado que las fosas oceánicas siempre han sido consideradas como el lugar de muerte de la corteza oceánica y no han sido consideradas como uno de los productos de la contracción de la Tierra, casi nadie ha calculado la cuestión del acortamiento de la corteza terrestre causada por las fosas oceánicas. El cálculo de la reducción de la zanja también se puede realizar según el método anterior. Si quieres evitar la trinchera, puedes buscar un tramo que no pase la trinchera.
Para calcular el acortamiento de la circunferencia de la corteza oceánica se debe considerar si la circunferencia del tramo seleccionado incluye los factores de la ecuación (4-17). Los problemas, etc. se pueden clasificar antes del cálculo.
La Figura 4-16 trata sobre la recuperación de los cambios tectónicos en el cinturón orogénico de Kalping en el borde noroeste de la cuenca del Tarim. Se puede ver que el volumen de empuje de la línea I en la dirección este-oeste cercana. es de 80 km, y el volumen de empuje de la línea II es de 68 km, el acortamiento calculado de la línea BB′ casi norte-sur (Figura 4-16B) sin eliminar la influencia de la nappe este-oeste alcanza el 50%, mientras que el acortamiento de la línea II es de 68 km. Línea CC′ (Figura 4-16C) De esta manera, durante la orogenia del Himalaya, solo el área de Kalping completó al menos 1564 km2 de contracción de la superficie de la corteza terrestre (Cai Dongsheng et al., 1996).
1.2 El cambio de radio (△R) causado por la contracción de la tierra
Después de obtener el cambio de circunferencia, encuentre el cambio de radio, que se puede calcular de la siguiente manera:
Dinámica y movimientos de la Tierra
Figura 4-16 Recuperación estructural del Kalping Orógeno en el margen noroeste de la cuenca del Tarim (según Cai Dongsheng et al., 1996)
Recuperación de la falla del plano A-Este-Oeste; perfil de equilibrio B-BB′; perfil de equilibrio C-CC′
1.3 El cambio de volumen (△V) causado por la contracción de la tierra.
El cambio de volumen de la Tierra se calcula mediante la siguiente fórmula:
Dinámica y movimiento de la Tierra
RA o RB en la ecuación (4-19) pueden ser medido por métodos geofísicos modernos, y el otro se puede encontrar.
Se puede determinar que debido a la diferencia en el tiempo de acción y el valor absoluto de la fuerza de expansión y contracción de la Tierra, la fuerza de expansión de la Tierra, aunque el tiempo de acción es corto, la fuerza absoluta es grande, por lo que la expansión de la Tierra resultante Los valores absolutos del cambio de volumen, el cambio de radio, el cambio de área de superficie y el cambio de circunferencia serán mayores que los valores absolutos de las cantidades correspondientes de la contracción de la Tierra. Es decir, el tamaño de la Tierra será cada vez mayor cada vez que orbite el núcleo galáctico.
2. El modo de contracción de la Tierra
Todo el período en el que la fuerza de contracción actúa sobre la Tierra sin duda hará que la Tierra se reduzca en volumen. Para la conveniencia de analizar el problema, el. La Tierra ahora está en la fuerza de contracción. El proceso del movimiento de contracción bajo acción se divide en cuatro etapas, a saber: la etapa inicial de reducción de volumen, la etapa de reducción del perímetro y el área de superficie, la etapa de aumento continuo de la fuerza contráctil y la etapa de reducción del perímetro y del área de superficie. Etapa de disminución continua de la fuerza contráctil.
2.1 La etapa inicial de contracción
La etapa inicial de contracción de la tierra se refiere a la etapa desde que la tierra es afectada por la fuerza de contracción hasta antes de que la corteza se acorte. un escenario ideal. En realidad, es imposible saberlo.
Incluso si no se considera la influencia de la temperatura y el estado físico sobre el efecto de compresión del objeto, ya que el espesor absoluto de la corteza terrestre es mucho menor que el espesor de otras capas de la tierra, bajo el Acción del mismo campo de fuerza de contracción, igual tiempo Dentro, el acortamiento de la corteza es mucho menor que el acortamiento acumulativo de otras capas. Luego, en la etapa inicial de la contracción de la Tierra (suponiendo que no haya fractura o deformación de la corteza), se formará una capa de cavidad entre la litosfera y la astenosfera (ver Figura 4-17). y Cuando se inscribe la capa esférica exterior, aparecerá un gran vacío en el lado correspondiente del punto inscrito, lo que provocará que la litosfera exterior quede en estado suspendido, creando así un entorno para la contracción de la corteza terrestre.
Figura 4-17 Diagrama esquemático de la etapa inicial de la contracción de la Tierra
(a) Cuando la Tierra se contrae, cada capa se encogerá. La contracción de la litosfera es la contracción de. otras capas unas pocas milésimas de; (b) Estas reducciones se concentran en un lado, formando un gran número de cavidades (la línea continua representa antes de la contracción, la línea de puntos representa después de la contracción)
2.2 Reducción de Etapa de perímetro y área de superficie
La etapa de reducción de perímetro y área de superficie se refiere a la etapa desde que la corteza comienza a sufrir fracturas por presión a gran escala hasta que la corteza deja de experimentar fracturas por presión a gran escala. Esta etapa incluye esencialmente las dos etapas que se discutirán más adelante.
Cualquier fragmentación se produce en las partes más frágiles de la corteza terrestre. La unión de las placas de la corteza terrestre es sin duda la parte más vulnerable (Figura 4-18). Cuando la tierra se contrae, se crea una cavidad de volumen debajo. la litosfera, bajo la acción de su propia gravedad, la corteza terrestre transmite presión a los alrededores de la capa esférica. Cuando la presión encuentra un lugar frágil bajo tensión, se formará una fuerza de compresión horizontal (ampliada en el cuadro de puntos en). la figura). Los efectos de compresión entre la placa 1 y la placa 2 se pueden dividir en seis tipos (ver Figura 4-19).
Figura 4-18: La unión de las placas de la corteza terrestre es el punto prioritario para la contracción de la corteza terrestre, y la gravedad se puede convertir en presión horizontal
Figura 4-19 : El método de compresión entre las placas cuando la tierra se contrae Diagrama esquemático
(a) Tipo levantamiento (montañas imponentes); (b) Tipo hundimiento (zanja); (c) Tipo cubierto (d) Tipo empotrado; (e) tipo de empuje; (f) tipo gancho de remache; A: la unión de las placas originales
Los distintos tipos enumerados en la Figura 4-19 no incluyen todas las formas de acortamiento de la corteza. pero sólo se enumeran varios tipos que ocurren entre placas. Los métodos a gran escala para acortar la corteza, como los enumerados en la Figura 4-20, no se consideran las pequeñas fallas inversas que ocurren dentro de las placas.
Figura 4-20 Diagrama esquemático del proceso de colisión entre India y Eurasia
(1) Levantamiento: este es un método de colisión entre continentes. Generalmente, dado que los continentes y los continentes tienen espesores iguales o similares en la unión, las áreas que soportan presión horizontal son iguales, formando un "punto muerto" en la unión. Además, la forma esférica de la Tierra mantiene las masas de tierra a ambos lados de la superficie de unión en un estado convexo hacia arriba. Por lo tanto, bajo la acción continua de la presión, las masas de tierra siguen primero la dirección en la que sobresalen de la esfera. es, hacia arriba. La deformación por levantamiento describe solo la deformación preliminar de continentes y continentes debido a la contracción de la tierra. A esto le sigue el aplastamiento de la roca, la fractura y el deslizamiento de las capas de roca a lo largo de la superficie de la fractura, lo que fácilmente puede conducir al final del levantamiento. .
(2) Hundimiento: También es un tipo de colisión entre continentes. Si el tipo hundimiento ocurre en la etapa de aumento continuo de la fuerza de contracción, entonces el tipo hundimiento es la continuación del tipo de elevación. Si el tipo hundimiento ocurre en la etapa de disminución continua de la fuerza de contracción, el resultado del tipo hundimiento puede ser. una especie de fosa oceánica.
Cuando el tipo que se hunde es una continuación del tipo que se eleva, el mecanismo de formación es el siguiente: cuando las capas de roca a ambos lados de A se levantan, la fuerza sobre la capa de roca excede la carga máxima de la roca y se rompe, provocando que la tercera corteza terrestre se rompa. Una vez acortada, la cantidad de acortamiento es la longitud del segmento roto. Bajo la acción continua de la fuerza de contracción, los segmentos principales continuarán acercándose y, en teoría, se producirá un segundo levantamiento hacia arriba. Sin embargo, debido a que el resultado final del primer levantamiento hacia arriba es la formación de una acumulación de roca fracturada, la presión de la gravedad. cambios generados Las condiciones de contorno iniciales en A causaron que las zonas de unión de placas a ambos lados de A fueran cóncavas, lo que condujo al hundimiento de los bloques continentales.
El proceso de colisión de la placa India-Eurasia que llama la atención en realidad incluye el proceso de desarrollo de levantamiento y hundimiento. Aunque puede haber habido otras formas de colisiones entre placas antes, ya no es la placa continental y. la placa euroasiática. Colisión entre masas terrestres (ver Figura 4-20).
(3) Tipo sumergido: Esta es la forma más común de colisión entre la placa gruesa 1 y la placa delgada 2. En la superficie de la articulación, la superficie que soporta la presión de la capa delgada es más pequeña que la de la capa gruesa. Por lo tanto, la tensión de compresión de la capa delgada es mayor que la de la capa gruesa (Figura 4-21). Al presionar, la cáscara delgada se vuelve como Un cuchillo afilado puede insertar o cortar fácilmente la cáscara gruesa y finalmente formar un patrón de acortamiento de la corteza "intrusivo" en el que la cáscara delgada se sumerge y la cáscara gruesa la recubre. Generalmente, la corteza oceánica es más delgada que la corteza continental, por lo que durante las colisiones de placas, la corteza oceánica siempre aparece debajo de la corteza continental.
Figura 4-21 Análisis de presión cuando una placa de capa delgada y una placa de capa gruesa chocan
(a) Una capa gruesa tiene una gran superficie que soporta presión, por lo que la presión por unidad de área La cantidad es menor (b) La capa delgada tiene una superficie de soporte de presión pequeña, por lo que la cantidad de soporte de presión por unidad de área es grande
(4) Tipo integrado: también es un placa gruesa 1 y una delgada La forma en que choca la placa 2 es diferente del tipo de intrusión en que la capa delgada no corta la capa gruesa, ni se sumerge debajo de la capa gruesa, sino que se incrusta en la capa gruesa, dividiendo la capa gruesa. placa en las partes superior e inferior, formando una capa gruesa. Un patrón de acortamiento de la corteza incrustado en el que la capa rodea la capa delgada y la capa delgada está incrustada en la capa gruesa. Su análisis de presión es el mismo que el del tipo cubierto.
(5) Tipo empujar y apilar: cuando las propiedades físicas de las placas en ambos lados de A son muy diferentes, la colisión de las placas producirá una deformación en la que un lado es más susceptible a fracturarse que el otro. el otro lado, formando así un modo de acortamiento de la corteza del tipo empujar y apilar. Este es uno de los patrones más desarrollados en la naturaleza.
(6) Tipo gancho remache: Es un modo de colisión de placas producido durante la etapa de reducción continua de la fuerza de contracción, es producto de una hipoplasia de tipo push-over. Cuando la fuerza de contracción hace que la corteza se deforme debido a la colisión, la fuerza de contracción continua se vuelve cada vez más pequeña y la presión generada en el futuro se libera lentamente, de modo que la roca ya no se puede cambiar, formando una forma de gancho de remache.
2.3 La etapa donde el cambio en la circunferencia de la Tierra continúa aumentando
La etapa donde el cambio en la circunferencia de la Tierra continúa aumentando se refiere al período en el que comienzan a aparecer las fracturas por tensión de presión a gran escala en la corteza terrestre y siguen apareciendo estratos antiguos. Etapa en la que las masas de tierra se mueven rápida y continuamente sobre nuevos estratos. Debido a la acción continua de la fuerza de contracción, la cantidad de material dentro de la corteza terrestre se reduce cada vez más, y el volumen de la "cavidad" formada por unidad de tiempo se vuelve cada vez mayor, lo que resulta en un aumento de la presión sobre la superficie sólida de la corteza terrestre. la tierra y la intensidad de la deformación de la corteza terrestre, es decir, se hace cada vez más grande después de los primeros modos de contacto y colisión entre las placas, para adaptarse a la creciente cantidad de acortamiento de la corteza, es decir, Se produce una fuerte y rápida deformación, el cuerpo principal de la corteza continúa sucediéndose, provocando la fragmentación original. Los bloques de falla continúan escapando hacia el exterior, formando sucesivas exposiciones de viejos estratos, picos voladores, etc. Esta etapa es el período dorado del acortamiento de la corteza terrestre. Durante este período, el movimiento relativo de aquellas placas que han completado colisiones intrusivas refleja el rápido declive de la corteza oceánica y el rápido aumento de la velocidad de migración de los bloques continentales si está cerrada o cerrada. tiene una salida estrecha El océano formará una ilusión de transgresión en este momento. La duración de esta ilusión es tan larga como el período de contracción de la mitad de la tierra hasta el período de contracción de toda la tierra. Esta ilusión solo desaparecerá después de la próxima expansión. movimiento de la tierra, pero también provocará una nueva ilusión.
2.4 La etapa donde los cambios en la circunferencia de la Tierra continúan disminuyendo
La etapa donde los cambios en la circunferencia de la Tierra continúan disminuyendo significa que los estratos antiguos ya no cubren los nuevos estratos y la velocidad de migración de las placas ya no es rápida hasta el punto en que dejan de producirse fracturas por compresión a gran escala en la corteza terrestre.
En esta etapa, la deformación por flexión de la corteza terrestre cambia de fuerte a débil y desaparece lentamente. La característica reflejada en el relieve montañoso es que desde el borde de la falla de la napa o falla de cabalgamiento grande hasta el borde de la cuenca, hay una zona de anticlinal que gradualmente se vuelve más pequeña en amplitud, y las dos alas del anticlinal final no son uniformes. roto. Por ejemplo, el cinturón plegado de piedemonte en el borde sur de la cuenca de Junggar y el cinturón plegado de piedemonte en el borde norte de las montañas Kunlun son productos de esta etapa.
En resumen, si se selecciona una sección y se determinan los estratos de edad a calcular en esta sección, y se cumplen los requisitos previos de cálculo, se puede analizar que la contracción cortical de esta sección incluye la parte ascendente Los pliegues de fórmula, hundimiento, empuje, gancho de remache e intraplaca y fallas inversas son varias formas de acortamiento de la corteza. Mediante cálculo, las cantidades de acortamiento de la corteza de varias maneras se obtuvieron como △L1, △L2, △L3, △L4, △L5 (consulte la Figura 4-22). de la corteza terrestre antes de que se pueda encontrar la contracción.
Figura 4-22 Diagrama esquemático del método de contracción de la circunferencia de la Tierra
L—la circunferencia de la Tierra antes de la contracción; L′—la circunferencia de la Tierra después de la contracción; △L—la de la Tierra; circunferencia Cantidad de contracción
3. Respecto a la formación de valles de rift locales durante la contracción de la Tierra
Si se utiliza 2,5 × 108a como el período de la Tierra alrededor del núcleo galáctico, La Tierra se encuentra actualmente en un estado en el que la fuerza de contracción continúa disminuyendo. La etapa de acción pequeña es el nivel de confianza. Entonces, el tiempo que tarda la Tierra en contraerse es de aproximadamente 1,269 × 108a. En este período de tiempo, la Tierra girará alrededor del Sol más de 126,9 millones de veces. La probabilidad de que la fuerza de marea entre el núcleo galáctico y el Sol forme la línea Tierra-Sol-núcleo galáctico es de 254 millones de veces. Si la probabilidad de interferencia de las mareas es de 1 en 100 millones, entonces durante el período de contracción de la Tierra, la amplitud de la marea del manto se fortalecerá debido a la interferencia. El número de veces que se produce la expansión local es de 2 a 3 veces. Enriquecimiento local de los materiales del manto, lo que da lugar a fisuras locales que se producen durante la contracción de la Tierra.
Figura 4-23: Un ejemplo de graben de tipo compresión (según Wise, 1963: citado de Wang Xiepei et al., 1992)
La formación de valles de rift y grabens durante la contracción de la Tierra. El fenómeno se informa comúnmente, como se muestra en la Figura 4-23.
También se suelen estudiar los patrones tectónicos de los graben montañosos causados por la extensión después de la compresión, como el graben de Europa occidental y el graben de los Andes occidentales en Perú (como se muestra en la imagen) 4-24), etc.
Figura 4-24 Sección transversal esquemática de los Andes (Perú) (según M Matoe, 1982)
La extensión ocurre en el oeste de la sección y la compresión ocurre en el este
Figura 4-23 Este tipo de estructura de tracción acompañada de extrusión es el resultado de la conversión de tensión. La fuerza principal y la fuerza secundaria tienen la misma fuente de fuerza. Ambas están formadas por fuerza de extrusión, extrusión y tensión. Construido en el mismo lugar. Figura 2-24 Este tipo de estructura de tracción formada durante el período de compresión tiene un fondo de compresión y una estructura de tensión local. Las fuentes de fuerza son diferentes. La fuerza de compresión es la gran fuerza de fondo durante el período de contracción de la tierra y la fuerza de tracción. es la fuerza de marea de la tierra. Es causada por la formación de picos locales. Las dos funciones están en una relación secuencial y las estructuras formadas pueden no estar en el mismo lugar.
4. Sobre la transgresión local durante la contracción de la Tierra
Cuando la Tierra se contrae, la fuerza de contracción continúa aumentando y la circunferencia de la corteza disminuirá rápidamente, provocando la relativa. Las posiciones de las placas cambian rápidamente. Si hay un océano cerrado o un océano con una pequeña abertura entre dos masas de tierra relativamente rápidas, entonces se producirá una transgresión del mar (o un aumento del nivel del mar) entre las dos masas de tierra.
5. Resumen
La expansión y contracción de la tierra son las dos grandes unidades que provocan los cambios geológicos debido al movimiento de la tierra. Son movimientos irresistibles. la tierra pertenece a la esfera. Una parte del movimiento de la partícula está incluida en ella, y esto se puede ver claramente en los distintos factores de cálculo. En el estudio y exploración de minerales, siempre están involucradas varias fallas y pliegues. Creemos firmemente que la división de la etapa de expansión y la etapa de contracción de la Tierra y el establecimiento de varios modelos afectarán en gran medida la división de los campos de exploración de petróleo y gas y las unidades estructurales. , etc. Generar ayuda.