Кіріспе

Еуропалық Альп тауларының қалыптасуы мен құрылымы Альпид белдеуі деп аталатын кенозойлық орогендік белдеудің бір бөлігін құрайды, ол Атлант мұхитынан Гималайға дейін Оңтүстік Еуропа мен Азия арқылы созылады. Бұл тау тізбегі белдеуі Альпілік орогенез кезінде пайда болды. Еуропаның орталық бөлігіндегі тау тізбектеріндегі саңылау Альп тауларын шығысқа қарай орналасқан Карпат тауларынан бөліп тұрады. Орогенез үздірілмей жүріп, тектоникалық шөгінділер аралықтағы саңылауларды қалыптастырды. Альп таулары Африка және Еуразия тектоникалық плиталарының соқтығысуы нәтижесінде пайда болды, осы соқтығысу кезінде бұрын осы екі құрлықтың арасында болған Альпілік Тетис теңізі жойылды. Альпілік Тетис алабының шөгінділеріне зор күш түсірілді, оның мезозой және ерте кайнозой қабаттары солтүстікке қарай жылжыған Африка құрлығының итерарлы Еуразия құрлықтарына қарсы итерілді. Бұл процестердің көп бөлігі олигоцен және миоцен дәуірлерінде жүрді. Қысым нәтижесінде үлкен жатып қалған бүктемелер, немесе напптар пайда болды, олар Альпілік Тетистің орнынан көтеріліп, солтүстікке қарай жылжыды, көбінесе сынды және бір-бірінің үстінен сырғып, алып жарылымдарды құрады. Жоғары орталық аймақтарда ашық жатқан кристаллдық негіздің тау жыныстары Монблан, Маттерхорн, Пеннин Альптері және Хоэ Тауэрн тауларының биік шыңдарын құрайды. Кейіннен Жерорта теңізінің қалыптасуы таулардың оңтүстігінде Африка плитасынан пайда болған аймақтарды жапты.

Геологиялық шекаралары

Альп таулары оңтүстік-шығыс алқабын, По өзенінің алқабын (дәлірек айтқанда, оңтүстік шын мәнінде олардың ішкі аймағы) айналдыра солтүстікке қарай дөңгелек доғаны құрайды. Бұл алқаптағы квартерлік және неогендік шөгінділер ең оңтүстік қабаттардың үстіне сәйкес келмейтін жатыр. Солтүстік-шығыста оңтүстікке қарай еңкейтін және ішкі қабаттарға итермелейтін Кенозойдың алқаптық шөгінділері (флиш және молас) кездеседі. Бавария мен Швейцарияның осы алқабы Молас алқабы деп аталады. Альп тауларының алқаптық қабаттарының итермелеу фронты оңтүстіктен алқапқа соқтығысады. Швейцарияда Молас алқабы солтүстік-батысында Юра тауларымен шектеледі, бұл сыртқы бүктелу және итермелеу белдеуі, геологиялық тұрғыдан Альп тауларының бір бөлігі ретінде қарастырылады. Молас алқабының батыс бөлігі Альп және Юра таулары арасындағы Миттелланд үстіртінің құрамына кіреді. Юра тауларының орналасқан жері әлі де талқылауда. Мүмкін тектоникалық фактор – солтүстіктегі Солтүстік Рейн грабенінің солтүстік-оңтүстік бағыттағы кеңеюі. Альп таулары келесі байланысты Альпі тауларына біркелкі жалғасады: оңтүстік-батыста Апеннин, оңтүстік-шығыста Динар таулары және солтүстік-шығыста Карпат таулары. Шығыс жағынан Альп таулары Вена алқабымен және Паннония алқабымен шектеледі, онда жер қыртысының шығыс-батысқа қарай созылуы жүзеге асырылады.

Геологиялық құрылымы

Альп тауларының геологиясы күрделі, бірақ жалпы құрылымы континенттердің соқтығысуынан пайда болған басқа тау жүйелерімен ұқсас.

Бөлімшелер

Альп таулары көбінесе Шығыс, Орталық және Батыс Альп тауларына бөлінеді, бірақ осы бөлімшелер арасындағы шекаралар шартты. Шығыс және Орталық Альп таулары арасындағы бөлініс шамамен Сент-Маргретен, Чур және Сондрио қалалары арқылы өтеді; ал Орталық және Батыс Альп таулары арасындағы бөлініс нақты емес. Альп тауларындағы негізгі тігіс (ірі серпіліс аймағы) Периадриаттық тігіс деп аталады және ол Альп таулары арқылы шығыстан батысқа қарай созылады. Бұл (бұрынғы) Еуропа және Адриатика тақталарының материалдары арасындағы шекара. Осы сызықтың оңтүстігінде Оңтүстік Альп тауларының қатпарланған және ығысқан бөлімдері орналасқан. Периадриаттық тігістің солтүстігінде үш негізгі палеогеографиялық "доменнен" тау жыныстары табылады: Гельветикалық немесе Дофин, Пеннин және Австроальп домендері. Бұл бөлініс тау жыныстарының палеогеографиялық тегіне сәйкес жасалған: Гельветикалық аймақта Еуропа тақтасының материалы, Австроальп аймағында Адриатика тақтасының материалы, ал Пеннин аймағында екі тақтаның арасында болған аймақтардан алынған материалдар кездеседі.

Құрылымдық геология

Периадриаттық тігістен солтүстікке қарайғы бүктелулер мен итерулер көбінесе солтүстікке бағытталған, ал осы бірліктердегі басым вергенция (бүктелу асимметриясының бағыты) солтүстікке қарай. Оңтүстік Альпта итерулер оңтүстікке қарай бағытталған, сондықтан вергенция негізінен оңтүстікке қарай. Шығыс Альпта австроальпілік қабаттардың тау жыныстары көптеген жерлерде кездеседі, ал батысында бұл қабаттар, бірнеше жерді (Дент-Бланш және Сезия бірліктері) қоспағанда, эрозияға ұшыраған. Батыс Альпта Хельветикалық қабаттар солтүстік және батыс жағында кездеседі, кейде Пенин қабаттарының клиптерінің астында, мысалы, Женева көлінен оңтүстікке қарайғы Préalpes du Sud аймағында. Периадриаттық тігістен солтүстікке қарай орналасқан орталық аймақтың көптеген жерлерінде антиклинория деп аталатын ірі антиформалар табылады, кейде олар терезелер түрінде көрінеді. Осы терезелердің бірінде (Höhe Tauern терезесі) Периадриаттық тігіс солтүстікке қарай иіледі, бұл Адриатикалық плита осы жерде мықтырақ екенін көрсетеді, ол белгілі бір индентор ретінде әрекет етеді. Швейцарияның орталық бөлігінде Роне-Симплон сызығы деп аталатын, солтүстік-оңтүстік бағытындағы пластикалық қанағатсыздық аймағы бойымен көтерілу орын алды. Осылайша қалыптасқан құрылым Лепонтин күмбезі деп аталады.

Іш қағу

Төменгі қабықтың ескі тау жыныстарында Герциний таужаралысы кезінде немесе одан кейін пайда болған интрузиялар кездеседі. Бұл интрузиялар Альп тауларынан бұрын пайда болған және олардың қалыптасуына ешқандай қатысы жоқ. Радиометриялық жас анықтау нәтижесінде шамамен 320 миллион жылға тең жас анықталды. Перм және триас кезеңдеріндегі кеңею салдарынан пайда болған, сәл жас фелсикалық интрузиялар да табылады. Альп тауларының өзінің қалыптасуымен байланысты интрузиялар салыстырмалы түрде сирек. Ең ірілері Периадриаттық тігісте орналасқан, олардың ішіндегі ең үлкені – Адамелло граниті. Пеннин қабаттарында мигматиттер мен ұсақ балқымаларды кездестіруге болады.

Метаморфизм

Хельветикалық және австроальпілік қабаттар мен Оңтүстік Альп тауларының тау жыныстары кайнозой эрасының негізгі альпілік фазаларында жоғары дәрежелі метаморфизмге ұшырамаған. Бұл бірліктердегі кез келген жоғары дәрежелі метаморфтық тау жыныстары Альп тауларының пайда болуына байланысты метаморфтанбаған. Басқа мүмкіндіктер: олар бастапқыда қабықтың төменгі бөліктерінен шыққан және жер бетіне көтерілу арқылы жеткен, нәтижесінде оларға амфиболит фациесі тән. Австроальпілік қабаттарында креда кезеңінде, тау құрылысының алғашқы Эо-Альпілік оргенезі кезінде пайда болған эклогиттер кездеседі. Бұл жоғары дәрежелі метаморфтық тау жыныстары, бірақ олардың метаморфизмі Альп тауларының (кейінгі) қалыптасуымен байланысты емес. Пениндік қабаттарында кенозой эклогиттері де кездеседі, олар көк шұңқыр немесе эклогит фациесінен өткен материалды қамтиды. Бұл қабаттар Барровиандық өріс градиентін көрсетеді. Мұндай метаморфизм тек тау жынысы Жер мантиясындағы қалыпты қысым-температура жағдайларында болғанда ғана пайда болады. Демек, Пениндік қабаттары мантияға батып, кейін қабыққа шыққан материалдан тұрады. Альпілік (кенозойлық) контакттық немесе Бухан метаморфизмі Альп тауларында сирек кездеседі, себебі интрузиялар да сирек.

Тектоникалық тарихы

Альп таулары – бүктелу және ығысу белдеуі. Бүктелу және ығысу – Еуропа және Адриатика тақталарының жақындасу қозғалыстарынан туындаған жер қабығының қысқаруының көрінісі.

Пангеяның бөлінуі

Карбон кезеңінің соңында (300 млн жыл бұрын) Гондвана мен Лавразиядан Пангея суперконтиненті қалыптасқан Герциний немесе Вариска оргенезі аяқталды. Алпыс тауларының шығысында Палеотетис мұхиты орналасқан. Жел мен судың әсері Герциний тауларының химиялық және механикалық эрозиясына алып келді, олардың жойылуына себеп болды. Перм дәуірінде Еуропадағы негізгі шөгінділер құмтастар мен конгломераттар болды, олар Герциний тауларының эрозиясының нәтижесінде пайда болған. Сонымен қатар, тау жотасы изостатикалық тұрақсыздыққа байланысты (бұл орогендік құлдырау деп аталады) жер қыртысының кеңеюі орын алды. Кеңеюдің нәтижесінде тау тізбегінің осі бойында алаптар қалыптасты және фелсикалық вулканизм болды. Бұл Еуропа мен Африка арасындағы жарылудың алғашқы кезеңі болды. Триас кезеңінде теңіз деңгейінің көтерілуіне байланысты Пангеяның шығыс жиегі суға батты. Төмендік шельф теңіздері мен эпиконтинентальды теңіздер пайда болды, онда тұз және әктас шөгінділері жиналды.

Юра дәуірі

Юра дәуірінің басында (180 млн жыл бұрын) Пангеяның солтүстік (Солтүстік Америка және Еуразия) және оңтүстік (Африка және Оңтүстік Америка) бөліктерінің арасында тар мұхит қалыптаса бастады. Бұл процесте пайда болған мұхит қабығы Пьемонт-Лигурия мұхиты деп аталады. Бұл мұхит көбінесе Тетис мұхитының батыс тармағы ретінде қарастырылады. Ол тікелей Тетис мұхитымен байланысты болмаса да, Африка тақтасының құрлықтық қабығының түбекшесі – Адриатика тақтасы Африка және Еуропа тақталарының арасында орналасып, Тетис пен ерте Альп тауларының қалыптасуына қатысты. Кейде Альпілік Тетис немесе Батыс Тетис мұхиты деген атаулар Еуропа тақтасының оңтүстік-батысында пайда болған бірнеше шағын мұхиттық алаптарды сипаттау үшін қолданылады, оларды шығыстағы Нео-Тетис мұхитынан ажырату мақсатында. Юра дәуірі теңіз деңгейінің жоғары болған кезеңі болғандықтан, барлық мұхиттар жақын жағалау теңіздерімен байланысты болды. Құрлықтарда мезозой дәуірінің барлық кезеңінде теңіздің қалыңдығы аз шөгінділері (әктастар) жиналды. Юра дәуірінің соңында Иберия микроконтиненті Еуропа тақтасынан бөлініп, екі тақтаның арасында Вале мұхиты пайда болды. Пьемонт-Лигурия және Вале мұхиттары ешқашан бүгінгі Атлант мұхиты сияқты үлкен болған емес. Олар Қызыл теңіз астындағы, Африка арқылы төмен қарай созылып, Ұлы Рифт аңғарын құрайтын жарылым сияқты болуы мүмкін. Соңында, шығыс Африка арқылы жаңа мұхит пайда болып, құрлықтың үлкен бөлігін негізгі құрлықтан бөліп шығарады. Юра дәуірінің соңында Адриатика тақтасы Еуропа тақтасына қарай жылдамдық алғанда, шығыс Альп тауларында мұхиттық ойыстар қалыптасты. Олардың ішінде радиоляриттер және лютиттер сияқты терең теңіз шөгінділері жиналды.

Қырық дәуіріндегі эо-альпілік кезең

Еуропа және Африка тақталарының бір-бірінен алшақтау қозғалысы салыстырмалы түрде қысқа ғасырға созылды. Атлант мұхиты Африка мен Оңтүстік Америка арасында қалыптасқанда (шамамен 100 млн жыл бұрын) Африка солтүстік-шығысқа қарай жылжуын бастады. Бұл процестің нәтижесінде Альпілік Тетис мұхиттарындағы мұхит шөгінділерінің жұмсақ қабаттары баяу жоғары көтерілгенде сығылып, бүктеліп қалды. Африка мен Еуразия арасындағы Тетис теңізінің аумағы, бірігіп келе жатқан құрлықтардың арасында қалғандықтан, Адриатикалық тақтаның астында мұхит қабығының батып кетуінен тарыла бастады. Жердің төменгі қабатындағы күштер Еуропаның негізін ыстық мантияға қарай иіліп, жұмсақ етуіне себеп болды. Одан кейін оңтүстік (Африка) құрлықтары солтүстікке қарай шамамен 1000 км (600 миль) қашықтыққа жылжуын жалғастырды. Седименттердің тереңдіктен көтерілгендегі баяу бүктелуі және жиырылуы алғашқыда ұзын шығыс-батыс бағытындағы жанартау арал доғаларын қалыптастырған деп есептеледі. Бұл арал доғаларында пайда болған жанартаулық тау жыныстары Пеннин қабаттарының офиолиттерінде табылады. Крейда кезеңінің соңында Адриатикалық тақтаның солтүстік бөлігі Еуропамен соқтығысқанда алғашқы құрлықтық соқтығысу орын алды. Бұл Эо-Альпілік фаза деп аталады және кейде Альп тауларының қалыптасуының бірінші кезеңі деп саналады. Адриатикалық тақтаның осы фазада деформацияланған бөлігі кейіннен Австроальпілік және Оңтүстік Альп тауларының құрамына кірді. Пьемонт-Лигурия мұхитының кейбір фрагменттерінде, қазір Пеннин қабаттарында, Эо-Альпілік деформация фазасын тануға болады. Эо-Альпілік бүктелу және итеру белдеуінен басқа, крейда кезеңіндегі басқа да аймақтар теңіз аймағында болды. Еуропа құрлығының оңтүстік шетіндегі жағалау теңіздері әктас шөгінділерін қалыптастырды, олар кейіннен (Альп тауларында) Хельветикалық қабаттарға енді. Сонымен қатар, Пьемонт, Лигурия және Валез мұхиттарының терең теңіз аймақтарында оттегісіз саз шөгіндісі орын алды. Бұл саз кейіннен Пеннин қабаттарындағы Бюнднер тақташаларына айналды.

Палеоцен және эоцен

Пьемонт-Лигурия мұхиттық қабығы палеоцен дәуірінде Адриатика плитасының астына толығымен батқан кезде, Брайансон микроконтиненті, кейбір деректер бойынша Иберия плитасының бір бөлігі, суға түсу аймағына жетті. Брайансон микроконтиненті және Валез мұхиты (аралдық доғалармен бірге) Адриатика плитасының астына батты. Олар эоцен дәуірінде шамамен 70 км (45 миль) тереңдікте, жер бетінен, эклогит фациясына жетіп, мигматиттермен араласты. Бұл материал кейіннен Пенин қабаттарын құрады, бірақ Брайансон аймағының үлкен бөлігі мантияға тереңірек сіңіп, жоғалып кетті. Ал осы уақытта Адриатика плитасының жоғарғы қабығы (кейінірек австроальпілік қабаттар) Еуропа қабығына қарай итерілді. Бұл Альп тауларының қалыптасуындағы негізгі соқтығысу фазасы болды.

Олигоцен және миоцен

Субдукцияланған плитаның үзілуі (плитаның үзілуі, плитаның тартылуы деп аталады) және түсіп қалған кезде, субдукцияланған қыртыс жоғары қарай жылжуды бастады. Бұл қалың континенттік қыртыстың көтерілуіне алып келді, бұл миоцен дәуірінде кеңеюге себеп болды. Альп тауларының жағдайында кеңею тек батыстан шығысқа қарай жүзеге асырылуы мүмкін болды, себебі Адриатикалық плита оңтүстіктен әлі де жақындасып келе жатқан еді. Кейіннен Периадриаттық тігіздік аймағы деп аталатын үлкен итермелеу аймағы пайда болды. Аймақ сонымен қатар батыстан шығысқа қарай кеңейгеннен туындаған оң жақты серпіліске де төзе алды. Аустроальпілік материалды есепке алмайтын болсақ, бұл итермелеу Адриатикалық және Еуропалық плиталардың шекарасында қалыптасты. Альптың орталық аймақтары көтеріліп, кейіннен эрозияға ұшырады. Осылайша тектоникалық терезелер мен Хоэ Тауэрн терезесі сияқты күмбездер пайда болды. Ал Пенин және Аустроальпілік қабаттарының итермелеу фронты жылжып, алдынан келетін барлық материалды солтүстікке қарай итерді. Осы қысымның нәтижесінде итермелеуге арналған декольман пайда болды. Бұл материал Гельветикалық қабаттарға айналды. Адриатикалық плита сағат тіліне қарсы айнала бастады. Бұл аймақтардың кейбір бөліктері әлі де жылына 2,5 мм-ге дейін көтерілуде. Бұл негізінен соңғы мұз дәуірінен кейін мұз қабаттарының еруінен туындаған салмақ жоғалтудан кейінгі қалпына келтіру, мұздық кезеңдегі қарқынды эрозия және литосфера мен мантиядағы кейбір процестерге байланысты деп саналады. Африкалық плитамен итерілген Адриатикалық плита Италияның солтүстік-батысындағы Иврея маңындағы осьтің айналасында сағат тіліне қарсы айналып, Шығыс Альпта субдукцияланып, онда тектоникалық көтерілуге (итермелеуге) себеп болады.

Геологиялық зерттеулер

Алп таулары геологтардың ең көп зерттеген алғашқы тау жүйесі болды, және таулар мен мұздықтарға қатысты көптеген геологиялық терминдер осы жерде туындаған. "Алп" атауы әлемдегі осыған ұқсас ерекшеліктері бар тау жүйелеріне қолданылып келеді.

Геофизика

1980 және 1990 жылдары бірқатар командалар сейсмология арқылы жер қыртысының төменгі қабаттарындағы құрылымдарды картографиялауды бастады. Бұл Альп тауларының астындағы терең құрылымдардың бірнеше егжей-тегжейлі геологиялық қимасын жасауға әкелді. Егер сейсмикалық зерттеулер гравитациялық зерттеулер мен мантия томографиясының нәтижелерімен үйлестірілсе, Еуропалық плитаның батып кету белдемін картографиялауға болады. Томография сонымен қатар мантияның тереңінен табылган, бұрын бөлініп кеткен ескі плиталардың да бейнесін көрсетеді.