Cuenca sedimentaria
Una cuenca sedimentaria es un área que se profundiza en la parte más alta de la litosfera como resultado de los movimientos de hundimiento de la corteza terrestre y que se llena de sedimentos durante períodos de tiempo geológicos .
geología
Aparición
El hundimiento local o regional de la corteza terrestre por debajo del nivel de la base de erosión local o regional es decisivo para la formación de cuencas sedimentarias . Las cuencas sedimentarias que actualmente experimentan hundimientos y absorben sedimentos se denominan cuencas sedimentarias activas . Aquellas que recientemente ya no experimentan hundimientos y en las que no se deposita nada o cuyo relleno incluso se erosiona se denominan cuencas sedimentarias fósiles .
El hundimiento a escala regional a menudo es causado por la expansión tectónica de la corteza terrestre, por lo que se pueden distinguir diferentes tipos de cuencas de expansión en diferentes escenarios de placas tectónicas, entre otros. Cuencas de arco trasero ( subducción ), cuencas superpuestas ( colisión ), cuencas separables (varias) y grietas (divergencia). Además, se discuten otras causas y mecanismos de hundimiento (a gran escala), que incluyen
-
subsidiaria isostática
- a través de déficits de masa en el subsuelo de la corteza continental engrosada, por ejemplo, como resultado del desprendimiento de la corteza oceánica subducida debajo de un orógeno ("ruptura de la losa") o como resultado de la "erosión térmica" por una pluma ascendente *
- por metamorfosis térmica con aumento de densidad en la parte inferior de la corteza terrestre relativamente gruesa, también causado por una anomalía térmica en el manto terrestre debajo *
- Subsidencia térmica : se lleva a cabo por enfriamiento y la consiguiente contracción y aumento de la densidad de la corteza terrestre anteriormente calentada y es la causa de la formación de cuencas sedimentarias o la subsidencia continua en regiones intracontinentales tectónicamente tranquilas y márgenes pasivos vistos.
- carga tectónica de áreas de la corteza muy engrosadas: se considera que es la causa de la formación de cuencas de antepaís (cf., entre otras, cuenca de Molasse )
- Carga sedimentaria : se considera un factor de apoyo para el hundimiento de cuencas sedimentarias ya activas.
La migración de la roca salada desde el subsuelo en el curso de la halocinesis da como resultado la formación de depresiones de escala relativamente pequeña. Las cuencas sedimentarias con una huella muy pequeña también pueden ser el resultado de la actividad volcánica o la meteorización . Los Eoceno sedimentos de la Messel Pit, conocido por sus fósiles de mamíferos, se depositan en un lago maar , y las formas huecas en el que las capas geológicamente algo más jóvenes de Oberleichtersbach y Sieblos en el Rhön se depositaron se interpretan como dolinas de colapso .
caracteristicas
Una cuenca sedimentaria se divide estructuralmente aproximadamente en el relleno que consiste en sedimentos y rocas sedimentarias , pero también en no pequeña extensión pueden incluir efusión volcánica y diques y sedimentos piroclásticos , y en el lecho rocoso rebajado o miembro de base que rodea el subsuelo el relleno y en los márgenes . El diseño de una cuenca sedimentaria depende del mecanismo de su formación. La expansión tectónica simple generalmente crea estructuras alargadas, cuencas separables y cuencas que se crean por hundimiento térmico también pueden tener formas más redondeadas. También los márgenes continentales se denominan cuencas sedimentarias, aunque solo están delimitados en un lado por un área alta.
La cantidad de hundimiento del sótano por unidad de tiempo ( tasa de hundimiento ), que suele ser del orden de milímetros por año, generalmente aumenta desde el borde hasta el centro de una cuenca sedimentaria. Debido a que las áreas de mayor hundimiento pueden absorber más sedimentos que aquellas con menor hundimiento, el espesor del relleno de la cuenca generalmente disminuye desde el centro de la cuenca hasta los bordes. Las cuencas de origen tectónico se caracterizan por las llamadas fallas de borde de cuenca (ver falla ), donde, especialmente en cuencas sedimentarias fósiles, parcialmente erosionadas, el relleno está delimitado de manera relativamente marcada desde el basamento en el borde. Pero aún más en la pelvis, el interior del lecho rocoso a menudo está sujeto a interferencias y pueden tener regiones de hundimiento más fuerte y menos severo, de lo cual resulta una estructura morfológica interna (paleo) en umbrales y valles o subcuencas (lo mismo se aplica a las regiones que son en gran medida por Halokinese se caracterizan, por ejemplo, la cuenca del norte de Alemania y Polonia). Las subcuencas, es decir , las áreas de mayor hundimiento, que en consecuencia tienen el relleno de sedimentos más grueso , también se denominan depocentros (Sing. Depocenters ). En el curso de la historia geológica de una cuenca sedimentaria, sus depocentros pueden cambiar, lo que se nota en espesores fluctuantes de diferentes intervalos de estratificación por edades en diferentes regiones de la cuenca. El grado de subsidencia que se manifiesta morfológicamente en una cuenca sedimentaria activa depende de la cantidad de sedimento suministrado por unidad de tiempo (velocidad de sedimentación). Si la tasa de sedimentación compensa completamente o excede la tasa de hundimiento, las áreas morfológicamente más altas de la cuenca están al menos al mismo nivel que la base de erosión, en los bordes de la cuenca también por encima de ella, de lo contrario, están por debajo.
Petrología sedimentaria
La introducción de sedimentos en la cuenca se produce desde las zonas altas circundantes , que están expuestas a la erosión , casi siempre por corrientes de agua, es decir, por ríos y arroyos, así como por corrientes oceánicas. En ciertas áreas de una cuenca sedimentaria que se caracterizan por un relieve relativamente empinado, los movimientos de masa como los flujos de suspensión o de escombros son importantes para el transporte o la entrada de sedimentos.
Cuando las tasas de hundimiento son altas, el nivel de la cuenca a menudo cae por debajo del nivel del mar, y el mar suele penetrar en la región correspondiente, especialmente en los márgenes continentales. Por lo tanto, las cuencas sedimentarias son a menudo cuencas marinas (ver plataforma ) con sedimentación marina . Con tasas de hundimiento más bajas o una posición muy alejada de la costa, la sedimentación tiende a ocurrir en lagos y llanuras aluviales . En períodos de tiempo geológico, a menudo no hay un límite definido entre una llanura aluvial o costera y la cuenca marina adyacente, pero esto cambia con el aumento o la caída del nivel del mar relativo o absoluto (ver transgresión y regresión ).
En marino o cuenca del lago en climas tropicales también a menudo hace in situ -Aus precipitación de carbonato de calcio ( "cal") o sales relativamente fácilmente solubles ( evaporitas ) un papel significativo para la sedimentación.
Las primeras capas depositadas en una cuenca sedimentaria caen con hundimiento continuo en una profundidad cada vez mayor, son el peso de las capas depositadas posteriormente comprimidas ( compactación ) y a largo plazo en rocas sedimentarias como areniscas o lutitas transformadas ( diagénesis ). En las cuencas sedimentarias continentales que contienen las capas más jóvenes (superiores) de grava a menudo y otros materiales sueltos reservorio significativo de agua potable subterránea utilizable .
En las formaciones montañosas , las áreas de la corteza extendidas, en las que se han formado cuencas sedimentarias con una historia a menudo compleja, se comprimen (invierten) y los sedimentos depositados se pliegan y / o apilan , a veces junto con el basamento subyacente , a veces también hundidos profundamente en la tierra corteza y bajo alta presión y altas temperaturas convertido ( metamorfosis ). No es raro que grandes partes de una cadena montañosa consistan en el relleno deformado de cuencas sedimentarias, por ejemplo, los Alpes y el Himalaya , cuyas rocas provienen en gran parte de los depósitos en los bordes del océano Tetis . De la observación de que hoy en día se encuentran sedimentos marinos en las altas montañas, surgió la teoría geosinclinal , hoy desactualizada .
Depósitos
En el curso del hundimiento gradual, miles de millones de toneladas de restos de plantas muertas (incluidas las algas ) se acumulan en el área de hundimiento y se cubren gradualmente con grava, arena y capas de arcilla . Cuando esto se hace en ausencia de aire , los residuos orgánicos pueden formar carbón , petróleo crudo y gas natural . La carbonización o maduración térmica de los restos es promovida por el mayor hundimiento de la cuenca sedimentaria, la deposición continua y el aumento de la temperatura del subsuelo .
Aparición de cuencas sedimentarias
Ejemplos de cuencas sedimentarias en Europa Central son
- la cuenca del norte de Alemania. Se extiende desde el área del Ruhr hasta la llanura del norte de Alemania . El espesor del relleno de la cuenca aumenta hacia el norte
- El Ruhr, su continuación hacia el este de la cuenca de carbón de la Alta Silesia, así como la continuación hacia el oeste sobre el área de Aquisgrán , el brasero de Namur y el cinturón de carbón del sur de Inglaterra tomaron varios miles de metros de detritus de las montañas de Variscan en
- el Alto Rin Graben es un valle del rift y está lleno de más de 10 km de sedimentos. Hoy se presenta como una amplia llanura entre los Vosgos y el Bosque del Palatinado en el oeste y el Bosque Negro y Odenwald en el este.
- la cuenca de Viena tiene un contorno en forma de huso y tiene 5-8 km de profundidad entre los Alpes y los Cárpatos colapsados
- la llanura de Panonia se encuentra en el interior de las montañas de los Cárpatos y tiene una profundidad de hasta 8,5 km. En el este de Hungría, cerca de Kecskemét, hay docenas de volcanes justo debajo de la superficie. Se hundieron lentamente en las profundidades hace unos 30-10 millones de años y se cubrieron con sedimentos más jóvenes.
- la Cuenca de París es un área de depresión en forma de cuenco en el noreste de Francia. Los sedimentos del Jura y el Cretácico han cubierto el sótano que emerge en los bordes de la cuenca en las Montañas de Pizarra Renana , en Bretaña y en el Macizo Central .
- La cuenca de Aquitania es la segunda cuenca sedimentaria mesozoica y cenozoica más grande de Francia después de la cuenca de París . La cuenca de aproximadamente 66.000 kilómetros cuadrados se encuentra sobre el sótano varisco , que se erosionó durante el Pérmico y comenzó a hundirse gradualmente desde el Triásico .
- En la Cuenca de Parentis y la Cuenca del Subpirineo , el basamento está oculto en su punto más profundo bajo una carga de sedimentos de 11.000 metros.
Ejemplos de cuencas sedimentarias fuera de Europa Central son
- las cuencas sedimentarias de China, tales como Jungar Cuenca, Cuenca Songliao, la cuenca de Tarim , cuenca de Ordos , Shaan Cuenca Ning Gan, Cuenca del Norte de China
- la cuenca de enlatado en el noroeste de Australia
- la cuenca del Amazonas en América del Sur
- la Cuenca de América Central del Norte (ver Geografía de los Estados Unidos ) y la Provincia de Cuenca y Cordillera al este de las Montañas Rocosas
- los braseros antárticos
- la cuenca del Congo en el Congo Craton , principalmente en el territorio de la República Democrática del Congo
- la cuenca de Owambo en el Congo Craton , en las áreas del norte de Namibia y el sur de Angola
- la cuenca de Nama-foreland en el Kalahari - Kraton , en el área del sur de Namibia
Importancia económica y cultural de las cuencas sedimentarias
Las grandes llanuras, una gran parte de las cuales surgieron de cuencas que se hunden, no solo son un buen suelo para el asentamiento , la agricultura y la industria , sino que también tienen muchos recursos naturales para mostrar. Dado que una gran parte de la humanidad también vive en las zonas planas y montañosas de los paisajes de las cuencas y numerosos recursos minerales, sobre todo petróleo, gas y carbón, se pueden encontrar en las cuencas sedimentarias, estos han sido cuidadosamente examinados y utilizados durante siglos. Incluso hoy en día, las cuencas sedimentarias, especialmente fuera de Europa y América del Norte, son el objetivo de una exploración comercial intensiva, en parte porque los recursos minerales de las cuencas sedimentarias en los países industrializados han estado sujetos a degradación durante mucho tiempo.
Los recursos minerales típicos de las cuencas sedimentarias son
- Hidrocarburos como petróleo o gas
- Agua subterránea
- Rocas sueltas como grava , grava y escombros , arena , arcilla
- sal
literatura
- Andreas Schäfer: Sedimentos clásticos y estratigrafía secuencial. Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg, Berlín 2004, ISBN 978-3827413512
- Gary Nichols: sedimentología y estratigrafía. Wiley-Blackwell, Chichester 2009, ISBN 978-1-4051-3592-4
Evidencia individual
- ↑ Heinz-Jürgen Brink: Plumas del manto y el metamorfismo de la corteza inferior y su influencia en la evolución de la cuenca. Geología marina y petrolera. Vol. 26, No. 4, 2009, págs. 606–614, doi: 10.1016 / j.marpetgeo.2009.02.002 ( acceso alternativo al texto completo: ResearchGate )
- ↑ Erlend Martini (Ed.): Comunidades fósiles del sumidero Oberleichtersbach (Oligoceno). Courier Forschungsinstitut Senckenberg, volumen 260, Swisserbart, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-510-61389-2 .
- ↑ Erlend Martini, Peter Rothe: Sieblos en Wasserkuppe: Perforación de investigación en un antiguo lago terciario. En: Erlend Martini, Peter Rothe (ed.): El antiguo depósito terciario de fósiles Sieblos en Wasserkuppe / Rhön. Geologische Abhandlungen Hessen, volumen 104. Hessisches Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden 1998, ISBN 3-89531-806-X , págs. 7-27.