Titelaufnahme

Titel
Aspects of exhumation of rocks in extensional and compressional mountain belts : a comparative study / by Syed Ali Turab
Verfasser/ VerfasserinAli Turab, Syed
Begutachter / BegutachterinStüwe, Kurt
ErschienenGraz, November 2016
Umfangix, 89 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Große Randstufe / Nanga Parbat / Hebung <Geologie> / Datierung
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-108112 Persistent Identifier (URN)
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Aspects of exhumation of rocks in extensional and compressional mountain belts [4.68 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit präsentiere ich die Ergebnisse einer Studie zum Verständnis der Exhumierung von Gesteinen im nordwestlichen Himalaya und dem Great Escarpment im südwestlichen Saudi-Arabien. Um die Exhumierung zu quantifizieren, wurde eine Kombination mehrerer niedrig-Temperatur thermochronologischer Techniken, wie U-Pb, Fission Track und (U-Th-[Sm])/He in Apatite (AFT und AHe) und (U-Th)/He in Zirkon (ZHe), zusammen mit geomorphologischer Analyse, verwendet. Im nordwestlichen Himalaya wurde das Neelum Flusstal gewählt, eine Region in der thermochronologische Daten fehlen, die allerdings für das Verständnis der räumlichen Verteilung der Exhumierung um die Nanga Parbat Syntaxis entscheidend ist. Insgesamt wurden 13 Proben, mit verschiedenen Kombinationen der oben genannten thermochronologischen Methoden, datiert. Die gewonnenen U-Pb Daten werden benutzt um die Position der Main Central Thrust (MCT) einzuschränken. Die durchschnittlichen ZHe, AFT und mittleren AHe Alter sind allgemein 9 16 Ma, 3 7 Ma und 3 6 Ma, und weisen somit auf Exhumierungsraten von 1 mm/Jahr bis 0.3 mm/Jahr hin. Modellierung der thermischen Geschichte bestätigt die Main Boundary Thrust (MBT) Überschiebung um 10 Ma und ebenfalls die Inaktivität entlang der MCT seit zumindest 11 10 Ma. Stream Power Analyse zeigt ein starkes geomorphisches Ungleichgewicht, welches durch die kürzliche Aktivität entlang der MBT/MCT verursacht wurde, und Knickpunkte, welche entlang der Flussprofile identifiziert wurden, weisen auf eine, flussaufwärts propagierende Erosion hin, welche das Resultat eines Base-level Abfalls vor 5 3 Ma sein könnte. In Kombination mit publizierten AFT Altern, erlauben unsere Daten eine gut definierte Konturierung der Exhumationsalter um die gesamte Region der westlichen Syntaxis. Die Alterskontierungen verlaufen parallel zu den, im regionalen Maßstab, Überschiebungen, was darauf hinweist, das Exhumierung in den nordwestlichen Himalayas wahrscheinlicher durch Überschiebungen im Krusten Maßstab als fluviale Erosion kontrolliert ist.Im südwestlichen Saudi-Arabiens wurde eine Region ausgewählt, in der das Escarpment am besten entwickelt ist - ein 500 km langer Abschnitt um Saudi-Arabiens höchsten Gipfel. Insgesamt wurden 22 Proben mit AFT- und AHe-Methoden datiert. AFT und Einzelkorn AHe Altersgruppen variieren von 13.2 bis 352.1 Ma beziehungsweise 2.8 bis 264.5 Ma. Diese Alter zeigen, dass es nicht genug (einheitlichen) Aufstieg und Erosion im gesamten Studienbereich gab, um die Alter aller Proben zurückzusetzen. Diese Interpretation wird auch mit den geomorphologische Analysen der Region unterstützt. Jedoch zeigen die zurückgesetzten AFT-Alter in der Nähe der Küstenebenen ungefähr 4.5 Kilometer der Exhumierung an, die zwar früher begonnen haben könnten (frühes Miozän), aber das meiste fand nach 13.2 Ma statt. Die Basis des Paläo-PAZ wird auf 200 m heutiger Höhe geschätzt. Die Exhumierung nimmt von Süden nach Norden zu. Die Verteilung der AFT und AHe Alter zeigt, dass sich die Steilküste durch die Senkung eines erhöhten Plateaus entwickelte. Geologische Beweise deuten darauf hin, dass das Rote Meer Rifting nicht den vorgeschlagenen Sequenzen von Ereignissen für entweder aktive oder passive Rifting Modelle folgte. Eher kann es aus der komplexen Wechselwirkung dieser Modelle resultieren. Die Daten helfen auch, ein asymmetrisches Rifting Modell für das Rote Meer zu unterstützen.Zusammenfassend kann man sagen, dass die Exhumierung von Gesteinen in den beiden ausgewählten Beispielen für Dehnungs- und Kompressionsgebirge durch ungleiche Prozesse kontrolliert wird. Die Tektonik spielt die wichtigste Rolle bei der Exhumierung von Gesteinen im nordwestlichen Himalaja, wogegen die Erosion an der Steilküste des Roten Meers im südwestlichen Saudi-Arabien ein dominanter Faktor ist. Somit könnten die Ergebnisse dieser Forschung globale Auswirkungen auf andere an

Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis, I present the results of a study carried out to constrain the amount and understand the processes of rock exhumation at northwest Himalayas and Great Escarpment of southwest Saudi Arabia along the Red Sea margin. A combination of several low temperature thermochronologic techniques such as U-Pb, fission track and (U-Th-[Sm])/He on apatite (AFT and AHe) and (U-Th)/He on zircon (ZHe) along with the geomorphic analysis was used to quantify the rock exhumation. In northwest Himalayas, I selected the Neelum river valley, which is a region missing thermochronological data, but is critical to understand the spatial distribution of exhumation around the Nanga Parbat syntaxis. A total of 13 samples were dated using different combinations of the aforementioned thermochronologic methods. Indeed, the obtained apatite U-Pb data helps constrain the position of the MCT that has remained a topic of controversy. MCT location was also confirmed in the field with the presence of a mylonite zone mapped by earlier researchers. Average ZHe, AFT and average AHe ages are generally 9 16 Ma, 3 - 7 Ma and 3 6 Ma, respectively, thus indicating exhumation rates of 1 mm/year to 0.3 mm/year. Thermal history modelling confirms the MBT thrusting around 10 Ma and also the MCT inactivity since at-least 11-10 Ma as both the hanging wall and footwall samples show no difference in post 11-10 Ma thermal histories when modelled together as well as separate blocks. Stream power analysis show strong geomorphic disequilibrium caused by recent activity along the MBT/MCT and Knick points identified on long profiles indicate a wave of erosion propagating upstream that may have started as a result of base-level fall at 5-3 Ma. In combination with published AFT ages, our data allow well defined contouring of exhumation ages around the entire western syntaxis region. The age contours trend parallel to the regional-scale thrust faults indicating that exhumation in northwest Himalayas is likely to be controlled by the crustal-scale thrusts rather than fluvial erosion.In southwest Saudi Arabia, a region was chosen where the escarpment is best developed a 500 km long section of the escarpment around Saudi Arabias highest peak. A total of 22 samples were dated using AFT and AHe methods. AFT and single grain AHe ages range from 13.2 to 352.1 Ma and 2.8 to 264.5 Ma respectively. These ages indicate that there has not been enough (uniform) uplift and erosion throughout the study area to reset all samples. This interpretation is also supported by stream power analysis of the region. However, the reset AFT ages near the coastal plains indicate about 4.5 km of exhumation which although may have started earlier (early Miocene) but most of it took place after 13.2 Ma. Base of the paleo-PAZ, present at the onset of Red Sea rifting and subsequent uplifting, is interpreted to be at 200 m present day elevation. Amount of exhumation increases from south towards north and is controlled by erosion in latter and probably by tectonics in former. The distribution of AFT and AHe ages shows that the escarpment evolved by the downwearing of an elevated plateau. Geological evidences suggest that Red Sea rifting did not follow the suggested sequences of events for either active or passive rifting models. Rather, it may have resulted from the complex interaction of these models. The data also help to support an asymmetric rifting model for the Red Sea rift.In summary, the exhumation of rocks in the two chosen examples for extensional and compressional mountain belts is controlled by dissimilar processes. Tectonics plays the major role in exhuming rocks in northwest Himalayas whereas at the Red Sea escarpment of southwest Saudi Arabia, erosion seems to be a dominant factor, thus implying that results of this study might have global implications to other analogous mountain belts.