Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự bào mòn nhanh chóng của dãy Himalaya Cao trong thời kỳ Pleistocen muộn, bằng chứng từ nhiệt địa chất OSL
Tóm tắt
Quá trình phát quang kích thích quang học (Optically Stimulated Luminescence - OSL) của thạch anh, với nhiệt độ đóng kín từ 30–35°C, kết hợp với Truy vết phân hạch Apatite (AFT; nhiệt độ đóng kín khoảng 120°C) và phương pháp 40Ar-39Ar (nhiệt độ đóng kín biotite khoảng 350°C), đã được sử dụng để xác định tuổi làm mát từ các đá tinh thể cao thuộc dãy Himalaya Tây Arunachal (WAH). Dữ liệu tuổi làm mát dựa trên OSL, AFT và khảo sát nhiệt địa chất Ar-Ar cung cấp thông tin về lịch sử khai thác — xói mòn trong ba khoảng thời gian khác nhau trên quy mô hàng triệu đến hàng nghìn năm. Tốc độ khai thác ổn định khoảng ∼0.5 mm/năm đã được quan sát trong thời kỳ Miocen (>7.2 Ma) đến đầu Pleistocen (1.8 Ma). Sự khởi đầu của các điều kiện băng hà/giữa băng hà từ khoảng ∼1.8 Ma đã hình thành các thung lũng băng giá và xói mòn nhanh chóng với các con sông cắt sâu vào thung lũng dọc theo dòng chảy của chúng. Sự xói mòn cho phép các melt phần giữa lớp vỏ di chuyển dưới vùng yếu trong thung lũng và gây ra một sự nâng lên kiến tạo do xói mòn. Điều này dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng trong tỷ lệ khai thác. Kết quả nhiệt địa chất OSL cho thấy sự gia tăng xói mòn trong khoảng thời gian ∼21 ka từ Pleistocen muộn (2.5 mm/năm) đến Holocen sớm (5.5 mm/năm) và điều này cần được đối chiếu với tỷ lệ xói mòn trước 1.8 Ma là 0.5 mm/năm. Sự xói mòn gia tăng trong giai đoạn sau trùng với các khoảng thời gian tan băng trong các giai đoạn đồng vị biển (Marine Isotope Stages - MIS) 1 và 2. Kết quả của nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng trong bối cảnh hiện tại, nhiệt địa chất OSL cung cấp thông tin về tác động khí hậu ngắn hạn lên sự tiến hóa của cảnh quan và các kỹ thuật như AFT và 40Ar-39Ar cho thấy lịch sử khai thác dài hạn hơn.
Từ khóa
#bào mòn #Himalaya Cao #nhiệt địa chất OSL #Địa chất học #PleistocenTài liệu tham khảo
Brandon M, Roden-Tice M and Garver J, 1998. Late Cenozoic exhumation of the Cascadia accretionary wedge in the Olympic Mountains, northwest Washington state. Geological Society of America Bulletin 110(8): 985–1009, DOI 10.1130/0016-7606(1998)110〈0985:LCEOTC〉2.3.CO;2.
Burbank DW, 2002. Rates of erosion and their implications for exhumation. Mineralogical Magazine 66(1): 25–52, DOI 10.1180/0026461026610014.
De Sarkar S, Chauhan N, Mathew G, Pande K, and Singhvi AK, 2012. Late Pleistocene rapid denudation, million to thousand year scale. 3rd Asia Pacific Conference on Luminescence and Electron Spin Resonance Dating, Japan. Advances in ESR Applications 29: 22.
Dodson MH, 1973. Closure temperature in cooling geochronological and petrological systems. Contribution to Mineralogy and Petrology 40(3): 259–274, DOI 10.1007/BF00373790.
Ehlers TA, 2005. Crustal thermal processes and the interpretation of thermochronometer data, in Low-Temperature Thermochronology: Techniques, Interpretations, and Applications. In: Reiners PW and Ehlers TA, eds., Low-Temperature Thermochronology: Techniques, Interpretations, Applications. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 58: 315–350, DOI 10.2138/rmg.2005.58.12.
Ehlers TA, Chaudhri T, Kumar S, Fuller CW, Willett SD, Ketcham RA, Bradon MT, Belton DX, Kohn BP, Gleadow AJW, Dunai TJ and Fu FQ, 2005. Computational tools for low-temperature thermochronometer interpretations. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 58: 589–622, DOI 10.2138/rmg.2005.58.22.
Gansser A, 1974. Himalaya. In: Spenser AM, ed., Mesozoic Cenozoic Orogenic Belts: Data for Orogenic Studies. Geological Society of London Special Publication 4: 267–278.
Gansser A, 1983. Geology of the Bhutan Himalaya: Boston, Birkhauser Verlag, 181 p.
Herman F and Braun J, 2006. Fluvial response to horizontal shortening and glaciations: a study in the Southern Alps of New Zealand. Journal of Geophysical Research 111, F01008, DOI 10.1029/2004JF000248.
Herman F, Rhodes EJ, Braun J and Heiniger L, 2010. Uniform erosion rates and relief amplitude during glacial cycles in the Southern Alps of New Zealand, as revealed from OSL-thermochronology. Earth Planetary Science Letters 297(1–2): 183–189, DOI 10.1016/j.epsl.2010.06.019.
Hodges KV, 2000. Tectonics of the Himalaya and Southern Tibet from two perspectives. Geological Society of America Bulletin 112(3): 324–350, DOI 10.1130/0016-7606(2000)112〈324:TOTHAS〉2.0.CO;2.
Jain M and Ankjaergaard C, 2011. Towards a non-fading signal in feldspar: insight into charge transport and tunnelling from time-resolved optically stimulated luminescence. Radiation Measurements 46(3): 292–309, DOI 10.1016/j.radmeas.2010.12.004.
Jain M and Singhvi AK, 2001. Limits to depletion of green light stimulated luminescence in feldspars: implication for Quartz dating, Radiation Measurements 33(6): 883–892, DOI 10.1016/S1350-4487(01)00104-4.
Jain M, Choi JH and Thomas PJ, 2008. The ultrafast OSL component in quartz: Origin and implications. Radiation Measurments 43(2–6): 709–714, DOI 10.1016/j.radmeas.2008.01.005.
Li B and Li SH, 2012. Determining the cooling age using luminescence thermochronology. Tectonophysics 580: 242–248, DOI 10.1016/j.tecto.2012.09.023.
Mancktelow NS and Grasemann B, 1997. Time-dependent effects of heat advection and topography on cooling histories during erosion. Tectonophysics 270(3–4): 167–195, DOI 10.1016/S0040-1951(96)00279-X.
Madhav MK, 2008. Component Specific Luminescence of Natural Mineral and their application to the dosimetry of Natural Radiation Environment. Unpubl. Ph.D thesis, ML Sukhadia University, Udaipur, India, 129p.
Mathew G, De Sarkar S, Pande K, Jonckheere R, Ratshbacher L and Phukon P, 2013. Late Miocene — Pleistocene enhanced exhumation in the Eastern Himalaya, India (In preparation)
Murray AS and Wintle AG, 2000. Luminescence dating of quartz using an improved single-aliquot regenerative-dose protocol. Radiation Measurements 32(1): 57–73, DOI 10.1016/S1350-4487(99)00253-X.
Murray AS and Wintle AG, 2003. The single aliquot regenerative dose protocol: potential for improvements in reliability. Radiation Measurements 37(4–5): 377–381, DOI 10.1016/S1350-4487(03)00053-2.
Plachy AL, 1980. An imporved determination of the internal beta ray dose rate in granite rocks and its effect on thermoluminescence dates. Unpubl. PhD thesis, Washinton University, St. Louis, USA.331p.
Ray L, Bhattacharya A and Roy S, 2007. Thermal conductivity of higher Himalayan crystallines from Garhwal Himalaya, India. Tectonophysics 434(1–4): 71–79, DOI 10.1016/j.tecto.2007.02.003.
Reiners PW and Brandon Mark T, 2006. Using thermochronology to understand orogenic erosion. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 34: 419–466, DOI 10.1146/annurev.earth.34.031405.125202.
Reiners PW, Ehlers TA and Zeitler PK, 2005. Past, present, and future of thermochronology. In: Reiners PW and Ehlers TA, eds., Low-Temperature Thermochronology: Techniques, Interpretations and Applications. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 58: 1–18, DOI 10.2138/rmg.2005.58.1.
Rhodes EJ, 1990. Optical dating of quartz from sediments. Ph.D. thesis. Oxford.
Roberts HM, 2007. Assessing the effectiveness of the double-SAR protocol in isolating a luminescence signal dominated by quartz. Radiation Measurements 42(10): 1627–1636, DOI 10.1016/j.radmeas.2007.09.010.
Shuster DL, Ehlers TA, Rusmore ME and Farley KA, 2005. Rapid glacial erosion at 1.8 Ma revealed by 4He/3He thermochronometry. Science 310: 1668–1670, DOI 10.1126/science.1118519.
Singarayer J and Bailey RM, 2003. Further investigations of the quartz optically stimulated luminescence components using linear modulation. Radiation Measurements 37(4–5): 451–458, DOI 10.1016/S1350-4487(03)00062-3.
Singhvi AK, Bluszcz A, Bateman M and Someshwararao M, 2001. Luminescence dating of Loess-Paleosol sequences-Methodological Aspects and Paleoclimatic implications Earth-Science Reviews. 54(1–3): 193–221, DOI 10.1016/S0012-8252(01)00048-4.
Stüwe K, White L and Brown R, 1994. The influence of eroding topography on steady-state isotherms: Application to fission track analysis. Earth and Planetary Science Letters 124(1–4): 63–74, DOI 10.1016/0012-821X(94)00068-9.
Valla PG, Shuster DL and van der Beek PA, 2011. Significant increase in relief of the European Alps during mid-Pleistocene glaciations. Nature Geoscience 4(10): 688–692, DOI 10.1038/ngeo1242.
Whipp Jr. DM, Ehlers TA, Blythe AE, Huntington KW, Hodges KV and Burbank DW, 2007. Plio-Quaternary exhumation history of the central Nepalese Himalaya: 2. Thermokinematic and thermochronometer age prediction model. Tectonics 26(3): TC3003, DOI 10.1029/2006TC001991.
Whipple KX, 2009. The influence of climate on the tectonic evolution of mountain belts. Nature Geoscience 2(2): 97–105, DOI 10.1038/ngeo413.
Willett SD and Brandon MT, 2002. On steady states in mountain belts. Geology 30(2): 175–178, DOI 10.1130/0091-7613(2002)030〈0175:OSSIMB〉2.0.CO;2.
Yin A, Dubey CS, Kelty TK, Gehrels GE, Chou CY, Grove M and Lovera O, 2006. Structural evolution of the Arunachal Himalaya and implications for asymmetric development of the Himalayan orogen. Current Science 90(2): 195–206.