Late Cenozoic Tectonic Uplift Producing Mountain Building in Comparison with Mantle Structure in the Alpine-Himalayan Belt

Abstract

Tectonic uplift producing recent mountain systems has spanned in the Alpine-Himalayan Belt the time interval from Oligocene to Recent (the last 30-35 Ma), being divided into two stages. During the first stage, local uplands, usually not higher than middle-elevated mountains, rose and their total area increased. During the second stage (the last 5-2 Ma) this process was accompanied by a total uplift of the greater part of the belt. As a result, the rate of vertical movements increased, the recent mountain systems were formed, and the coarse molasses accumulated in the adjacent basins. Uplift of the land surface resulting in formation of mountain topography is an isostatic reaction to decompaction of the upper spheres of the Solid Earth. Three factors of the decompaction are discussed in the paper. These are: I, collisional compression, resulting in deformational thickening of the Earth's crust (folding, thrusting, etc.); II, partial replacing of the lithosphere mantle by the lower-dense asthenosphere material and, as a result, decompaction of the uppermost mantle; and III, retrograde metamorphism of high-metamorphosed rocks within the lower crust and near the crust-mantle boundary and, as a result, decompaction of these rocks. These processes were initiated or facilitated by the lateral asthenosphere flows. According to the seismic tomography data, the flows spread from the stationary developed zone of the rise of deep mantle material that is expressed in the recent structure as the Ethiopian-Afar super-plume. Reworking the 400-700-km deep transition layer of the mantle, the sub-lithosphere flows could be enriched in sources of aqueous fluids. The flows and their fluids initiated factors II and III of the tectonic uplift and caused softening and detachment of the lithosphere, facilitating deformational thickening of the Earth's crust, i.e., the factor I. The latter produced uplands during the entire Oligocene-Quaternary development of the orogenic belt, while the factors II and III manifested themselves only during the second stage of mountain building. The detailed studies in the Central Tien Shan and

On using the factor analysis to study the geodynamic processes of formation of the Greater Caucasus

“…Упомянутые выше, в разделе 4 работы В.Г. Трифонова [Trifonov, 2012;Trifonov, Sokolov, 2014], предполагающие дополнительные изменения плотности пород в пределах Большого Кавказа в процессе укорочения структуры и ее неотектонического поднятия, очевидным образом ставят под сомнение корректность таких простых моделей с действием единственного механизма.…”

“…Первая работа, частично направленная на изучение этих эффектов, была выполнена В.Г. Трифоновым [Trifonov, 2012;Trifonov, Sokolov, 2014]. Для Большого Кавказа в рамках идеи сохранения изостатического равновесия структуры им была проведена оценка следующих параметров для некоторых частей региона: а) строения земной коры и осадочного чехла перед сокращением и складчатостью: плотности и мощности слоев коры, б) величин сокращения (по литературным данным) и, в соответствии с ней, расчетных новых мощностей слоев коры и величин результирующего поднятия, в) характера дополнительных преобразований пород коры и мантии (уплотнения или разуплотнения) для приведения в соответствие друг другу расчетных и природных амплитуд поднятия.…”

“…Для нас эта информация важна как свидетельство нахождения поверхности структуры около уровня моря на момент начала осадконакопления. Это означает, что начальную структуру коры на всем пространстве Большого Кавказа можно принять как континентальную кристаллическую кору с плотностью ρ= =2.83 г/см 3 (эта и другие плотности даются по [Trifonov, Sokolov, 2014]) и с мощностью 40 км (рис. 3, а), а плотность нижележащей мантии составляет 3.30 г/см 3 .…”

The First Experience in Diagnosing the Geodynamic Mechanisms of Folding by the Factor Analysis of Folded Structure Parameters (Greater Caucasus)

“…На основании имеющихся угловых несогласий и перерывов в осадконакоплении многие исследователи [Milanovsky, Khain, 1963;Saintot et al, 2006, Trifonov, Sokolov, 2014и др. ] традиционно считают, что основная альпийская складчатость началась после эоцена и закончилась перед сарматом (средний миоцен).…”

“…Шолпо [Sholpo, 1978], напротив, объяснял морфологию и историю формирования складчатости альпийского Большо-го Кавказа с позиций гипотезы «метаморфогенной адвекции» без использования сокращения. Общее число других моделей Кавказа, описывающих его строение и развитие или касающихся проблем ге-незиса, превышает полтора десятка [Giorgobiani, Zakaraya, 1989;Timoshkina et al, 2010;Sholpo et al, 1993;Mosar et al, 2010;Trifonov, Sokolov, 2014;и др.]. Заметим, что совокупность основных умозритель-ных моделей Большого Кавказа существует в почти неизменном виде в течение последних 30-40 лет.…”