Intraplate tectonics in stable Europe as related to plate tectonics in the Alpine system

Zusammenfassung

Westeuropa ist von einem Schwärm känozoischer Gräben durchzogen. Die Stadien der Grabenbildung ereigneten sich gleichzeitig mit den Episoden verstärkter Faltung in den Alpen. Das Aufrei\en des Rheingrabens wurde durch einen Manteldiapirismus ausgelöst, die alpine Orogenèse dagegen durch Subduktion von Lithosphäre. Es wird angenommen, da\ der Subduktionsvorgang im Alpenbereich den Mantelaufstieg im Vorland bedingt hat.

Die mitteleozäne bis oligozäne Zerrungstektonik des Rheingrabens setzt eine Kompression parallel zur Grabenachse in ca. 20‡-Richtung voraus. Im selben Gebiet beträgt die rezente Richtung maximaler Kompressionsspannung ca 320‡ (NW), wie in situ stress-Messungen, Herdflächenlösungen von Erdbeben sowie rezente Krustenbewegungen erkennen lassen. Die sinistrale Rotation des Beanspruchungsplans relativ zur Kruste des stabilen Europa hat sich im Anschlu\ an eine entsprechende Rotation von Mikroplatten im Mittelmeerraum vollzogen. Diese Rotationen werden alternierenden Scherbewegungen zugeschrieben, welche sich zwischen dem stabilen Europa und den Afro-Arabischen Platten im Laufe des Känozoikums ereignet haben. Hierdurch wurden die zwischengelagerten Mikroplatten einem Kugellager-Effekt ausgesetzt. Die postulierten Scherbewegungen entsprechen der alternierenden Geschwindigkeitsverteilung des ocean floor spreading beiderseits der afrikanischen Platte. Die Stadien alpiner Plattenkollision hatten entsprechende Umorientierungen des intraplate stress-Feldes in den kratonisierten Bereichen des mitteleuropäischen Vorlandes im Gefolge.

Abstract

Western Europe is traversed by the Rhinegraben rift system. The stages of graben formation evolved coincidentally with the culminations of compressional folding in the Alps. Rhinegraben rifting has been controlled by mantle diapirism, but the Alpine orogeny by subduction of lithosphere. Presumably, Alpine subduction forced compensating mantle uplift in the foreland.

The Middle Eocene to Oligocene crustal spreading of the Rhinegraben implies a state of stress with a maximum horizontal component parallel to the graben axis (about 20‡). In the same area, the Recent average direction of maximum compressive stress is of about 320‡ (NW), as calculated by in-situ stress measurements, fault-plane solutions of earthquakes and Recent crustal movements. The rotation of the stress components relative to the crust of stable Europe evolved subsequent to counterclockwise rotations of microplates in the Mediterranean. A model is proposed which ascribes these rotations to alterating shear motions of the Afro-Arabian macroplates relative to stable Europe exerting a ball-bearing effect to the intervenient microplates. The postulated motions are in accord with the patterns of inhomogeneous ocean floor spreading east and west of the African plate. The stages of Alpine plate collision had induced a significant readjustment of intraplate stress conditions, and deformation in the cratonic foreland of stable Europe.

Résumé

L'Europe occidentale est traversée par un système de graben cénozoÏques. Les différents stades de la formation des fossés se sont déroulés au moment mÊme des épisodes de plissement plus accusé dans les Alpes. Le déclanchement du fossé rhénan s'est résolu dans le diapirisme du manteau, alors que l'orogenèse alpine était la conséquence d'une subduction. Il est admis que la subduction alpine a causé la montée du manteau dans l'avant-pays.

La tectonique d'extension du fossé rhénan pendant l'Eocène moyen et l'Oligocène peut Être considérée comme le résultat d'une compression dirigée parallèlement à l'axe du fossé (ca. 20‡). Dans la mÊme région la compression maximum récente est dirigée vers le nord-ouest (ca. 320‡) comme l'ont montré les mesures des tensions in situ, les résolutions aux surfaces des hypocentres et les mouvements récents de la croûte. La rotation sinistrale du champ des tensions relative à la croûte de l'Europe stable s'est accomplie en liaison avec la rotation, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, des microplaques dans la Méditerranée. Ces rotations sont attribuées à des décrochements alternants entre l'Europe stable et les plaques afro-arabique au cours du CénozoÏque. C'est ainsi que les microplaques interposées furent affectées d'un effet de roulement à billes. Les décrochements postulés sont en accord avec la répartition alternante des vitesses du sea floor spreading de chaque cÔté de la plaque africaine. Les stades de la collision des plaques alpines produisaient des rotations correspondantes du champ des tensions dans l'avant-pays cratonisé de l'Europe centrale.

кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕ

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