オーストリアアルプスのナップ

オーストロアルプス・ナップは、ヨーロッパアルプスにある地質学的ナップ・スタック・システムです。構造的にはペニン山脈の頂上に位置しており（つまり、ペニン山脈の上に押し上げられている）、この用語の接頭辞「オーストロ」は「南」ではなく「オーストリア」を指します。これは、オーストロアルプス・ナップ（一部のテクトニック・ウィンドウを除いて東アルプスを構成する）の大部分がオーストリアにあるためですが、東スイスにも広がっています。東アルプスの西の境界は、ボーデン湖-クール-コモ湖の境界線です。

西アルプスの地理的位置とナップ

オーストロアルプス山脈のナップは、タウエルン山脈、レヒニッツ山脈（ともにオーストリア）、エンガディン山脈（スイス）といった一部のテクトニック・ウィンドウを除き、東アルプスを構成しています。これらのナップは、スイス東部とオーストリアの大部分を覆っています。

西アルプスでは、セーシア（イタリア）とダン・ブランシュ（スイス）のユニットがペニンニク・ナップの上にクリッペを形成している。これらのユニットは、アドリアプレート由来のユニットを指す際にも一般的に使用されているため、オーストロアルプス・ナップと分類されてきた。しかし、これらは東アルプスのオーストロアルプス・ナップとは別個であり、無関係である。古地理学的起源と地殻変動の歴史も異なる。そのため、必ずしもオーストロアルプス・ナップの一部とはみなされない。^{[ 1 ]} マッターホルンは、このクリッペの最も顕著な例である。

オーストリアアルプス山脈のナップと東アルプスのエオアルプス層

アルプス山脈の形成は2つの造山運動期を経て起こりました。東アルプスのオーストロアルプス・ナップは、白亜紀前期（1億4000万～8400万年前）の第一期（初期エオアルプス造山運動）で形成されました。中央アルプスと西アルプスは、それよりずっと後の、始新世末期（3500 万年前）に起こった第二期造山運動で形成されました。

東アルプス造山運動は、アドリア海プレート（上部プレート）の北西角と大陸の断片であるアルカパ（沈み込みプレート）^{[注 1 ]}との大陸衝突によって生じた。これは、両者の間にあったメリアタ海の西側の湾が沈み込み、閉鎖したことに続くものである。この海は前者の東、後者の南に位置していた。これは三畳紀に開口したネオテチス海の北支流であった^{[ 2 ]}。

この造山運動において、アルカパ上にはオーストロアルプス山脈のナップと西カルパティア山脈のナップが形成され、アドリア海プレート上には南アルプス山脈のナップが形成された。アルカパの一部はアドリア海プレートの基底部と前縁部に付加された。^{[ 2 ]}逆断層フロントの動きは南西から北西へ向かっていた。^{[ 3 ]}

東アルプス造山運動当時、アドリア海プレートは現在の位置よりも南東に位置していました。当時のヨーロッパ大陸縁辺部からは、ピエモンテ・リグーリア海のピエモンテ部分によって隔てられていました。後にこの海は沈み込みを始めました。アドリア海プレートは北西方向に移動し、ヨーロッパと合流して現在の位置に到達しました。最終的に、これら2つのプレートは衝突し、第二造山運動期へと至りました。

構造

オーストロアルプス山脈のナップ（元々は南端のピエモンテ＝リグーリア海と北端のメリアータ海の間に位置していた）は、下部ナップと上部ナップに分けられます。その構造は以下のとおりです。

•上部オーストロアルプス・ナップ。これらは、オアルプス造山運動で最も大きく変位したナップです。北部石灰質アルプスを形成しています。低いナップは北に、高いナップは南に位置する傾向があります。これらのナップは、3つの並置されたナップ・システムに分類されます。上から下に向かって、以下のようになります。

A)ジュヴァビック・ナップ。これはチロリアン・ナップを覆うクリッペンの連なりである。北部石灰質アルプスに付加したのは、この付加ウェッジであった。これは完全に侵食された。その残骸は、伝播する断層帯の前方または上部にあった盆地の、中期から後期ジュラ紀の堆積盆の上に押し付けられた岩塊にのみ保存されており、後に押し付けられた。^{[ 4 ]}

東アルプス東縁の下部ジュヴァビック・ナップには、深海炭酸塩岩、放散虫岩、灰色砂岩、凝灰岩などの岩相があり、沈み込み帯の付加ウェッジの残骸とみられる。^{[ 1 ]}上部ジュヴァビック・ナップは、メリアタ海の北端に沿ったアドリアプレートの受動的な大陸棚の末端（外側、海洋の深海に隣接）領域に由来する。 ^{[ 5 ]}

B)ティロリアン・ナップ。これらのナップは、グレイワック帯の堆積物の真上にある堆積性被覆衝上断層である。これら2つのユニットは、もともとメリアタ海の北端に沿った非活動性境界域の同じ位置に存在していた。^{[ 5 ]}ティロリアン・ナップは内部衝上断層運動と断層運動を有するが、主にドロマイトからなるため褶曲は小さい。^{[ 6 ]}

C)バイエルン・ナップ。これらは最下部のナップである。東アルプスの北縁に位置し、ピエモンテ＝リグーリア海に由来するペニン山脈ユニットの真上にある。ユヴァヴィック・ナップやティロリアン・ナップとは異なり、ピエモンテ＝リグーリア海南端の非活動大陸縁辺部の遠位部（外側）に起源を持ち、さらに南に位置するメリアタ海北端に形成された非活動大陸縁辺部よりも比較的外側に位置する。^{[ 5 ]}

グレイワッケ帯は、古生代堆積物（グレイワッケ、頁岩、石灰岩など）の細長い帯状の層です。これは、その直上に堆積したティロリアン・ナップの基層です。 ^{[ 1 ]}この帯は、メリアタ海の北端に位置する非活動的な大陸縁辺部に位置していました。元々はティロリアン・ナップの中生代岩石の古生代基盤であったと考えられています。ナップの移動中、これらの岩石は南方に数km後方に残っていました。^{[ 6 ]}

北部石灰質ナップとグレイワック帯は、大きな薄皮褶曲および逆断層帯を形成します。

•下部オーストロアルプス・ナップ。これらは、他の（堆積性の）オーストロアルプス・ナップが押し付けられていた、エオアルプス造山運動のナップの（バリスカン）基盤岩である。これらはスイス東部、特にオーストロアルプス・ナップの南西縁に沿って広く分布している。また、タウエルン・ウィンドウの北東縁に沿って、そして時には北縁にも見られる。これらは、ピエモンテ＝リグーリア海に面したアドリアプレートの非常に外側の部分に由来する。^{[ 5 ]}

これらのナップは東アルプス造山運動の間移動せず、この造山運動中にわずかに重ねられただけである。侵食によって消失し、現在ではわずかなナップしか残っていない。東アルプスと西アルプスの境界（スイス東部とオーストリア最東端）は、東アルプス造山運動の西端である。^{[ 1 ]}

縫合帯の問題

縫合帯は、海洋盆地が閉鎖した後に2つの陸塊が合体した地域を示します。その識別を助ける2つの要素は、大陸衝突の際に大陸地殻にオブダクションされたオフィオライトの痕跡と、岩石が深部まで沈み込み、沈み込み変成作用によって高圧または超高圧に達したことを示すエクロジャイト層の存在です。オーストロアルプス山脈のナップでは、縫合帯が著しく侵食されているため、識別が特に困難です。

縫合に関連する発見は、東アルプス造山運動の原動力とその時間枠に関して疑問を投げかけています。

コラルペ・ヴェルツ・ナップ系は、狭隘な高圧変成帯である。エオ・アルプス縫合帯の候補地の一つである。しかし、その性質と時期については異論がある。

このナップシステムは、顕著な東アルプス変成作用のオーバープリントを有する一連の基盤岩ユニットから構成されています。最大の分布はタウエルン窓の東側で、東に向かって徐々に広がります。エクロジャイト岩ユニットは深部への沈み込みを示唆し、その下にはより低温・高圧下での変成作用を示唆する基盤岩ユニットが存在します。^{[ 5 ]}

Schmid et al. (2004) は、これらの岩石が北方への押し出しウェッジによって隆起したと提唱している。東アルプス期の高圧変成岩のオーバープリントとそれに続く押し出しは、メリアタ海の南北縁の衝突（東アルプス造山運動）によって引き起こされた。

しかしながら、この高圧帯における変成作用は白亜紀後期に生じたのに対し、エオアルプス造山運動のナップ断層運動は白亜紀前期に完了している。さらに、海洋地殻の痕跡は見られない。エクロジャイトは大陸内斑れい岩に由来すると考えられており、大陸内沈み込みを示唆している。^{[ 1 ]}

クルツとフリッツ（2003）は、オアルプス造山運動は二段階サイクルであった可能性があると提唱している。第一段階は、メリアタ海の沈み込みと閉鎖（ジュラ紀後期）、および北部石灰質アルプスの形成（白亜紀前期）である。第二段階は、アドリアプレート大陸縁辺部の南方マグマによるアンダープレーティングと、変成作用を受けたオーストロアルプス基盤岩の重なり合いである。この重なり合いにより、北部の緑色片岩相から南部の両 輝岩相およびエクロジャイト相へと変化した。

第二期の起源は、おそらくペルム紀の地殻の隆起、地殻の伸長、そして地殻の薄化であり、造山帯内部におけるマグマのアンダープレーティングを伴っていた。後者による地殻の加熱は、一部の岩石に高温変成作用をもたらした。^{[ 7 ]}その後の冷却により、地殻は再び厚くなり、重力不安定となり、大陸内部への沈み込みが始まった。 ^{[ 8 ]}高圧変成岩は、白亜紀後期に下部地殻のデタッチメント断層によって地表に露出した。 ^{[ 7 ]}

ザルツブルクの南西（北方石灰アルプス西部中央、ザーラッハ帯のハルシュタットメランジュ地域）で発見された砕屑性クロムスピネル粒子の分析に基づき、ガウリックら（2015）は、エオアルプス造山運動が通常示される時期（白亜紀前期）よりも早く始まったと提唱している。

著者らは、北部石灰アルプス南部では、オフィオライトのオブダクションがより早期、つまりジュラ紀中期から後期ジュラ紀初期に起こったことを研究が示唆していると主張している。このオブダクションされたオフィオライトの堆積による侵​​食は、キンメリッジアン（ジュラ紀後期）に始まり、アプチアン（白亜紀前期後期）まで続いた。侵食は、オブダクションされたオフィオライトを含むナップ堆積層の上に形成されたキンメリッジアンから白亜紀前期にかけての炭酸塩岩プラットフォームによって減速された。この炭酸塩岩プラットフォームはオフィオライトを侵食から守った。その後、オフィオライトは急速に侵食された。^{[ 9 ]}

横方向の脱出

側方脱出または押し出しとは、陸塊の水平（横方向）移動を指します。左横方向または右横方向の場合があります。横方向の移動は逆断層運動によって引き起こされます。オーストロアルプス山脈のナップと東アルプスの場合、逆断層運動はインデンターテクトニクスによって引き起こされました。大陸衝突では、衝突する2つのプレートのうち1つは硬く（リソスフェアの岩石が強い）、もう1つは「柔らかい」（リソスフェアの岩石が弱い）です。前者は後者の岩石に押し込むインデンターとして機能し、岩石はインデントによって 変形、短縮、延長（伸張）し、側方脱出を引き起こします。

アドリア海プレートとヨーロッパ大陸の衝突の間、前者の衝上作用によって圧縮状態と南北方向の地殻短縮が生じた。また、前者はインスブリック・インデンターとドロミテ・インデンターの2つの部分に分かれるインデンターとしても機能した。後者は、このプレート上にあるサザンアルプス山脈、つまり北方石灰質アルプス東部の南に位置する。これは突出部であるため、短縮量はその先端部で最大となる。

陥入により、東アルプス山脈は前地盆地に向かってさらに北方に押し出される代わりに、横方向に引き裂かれた。東アルプス山脈は（横方向への脱出によって）強く引き伸ばされ、狭まり、東方に伸び、元の長さのほぼ2倍になった。^{[ 1 ]}

最も大きな短縮はドロミテ・インデンターの先端部で見られる。この付近では、タウエルン・ウィンドウと呼ばれる引き裂かれる構造が形成され、大きな伸張と伸長を受けた。ウィンドウの東西に位置するエッツタールとグルクタールの岩塊は、160kmも離れた場所に移動した。^{[ 10 ]}

Rosenbergら（2018）は、東アルプス西部における短縮は75kmに達し、そのうち55kmはタウエルン・ウィンドウに適応したと推定している。Handyら（2011）のこれらの数値は、それぞれ125kmと70kmがタウエルン・ウィンドウに適応したとしている。Frischら（2000）は、ドロマイト・インデンターの北端における短縮は113kmだったと推定している。

東方（東アルプス山脈が広がる）では、2つのプレートの収束が弱まったため、短縮幅が減少しました。Frischら（2000）は東縁部の長さを40kmと推定し、Rosenbergら（2018）は30kmと推定しています。

東アルプスの延長総量は170 km ^{[ 10 ]}と130 km（そのうち約85 kmは北石灰質アルプスにあり、約45 kmはインデンターのすぐ北にある）と推定されている。^{[ 11 ]}

フリッシュら（2000）は、東アルプスの東方への移動は、将来のパンノニア盆地の領域に海洋盆地が存在し、そこでスラブのロールバックを伴う沈み込みが起こったために可能になったと提唱している。この海盆が、この移動を許容する空間を提供した。

中央アルプスでも伸長が起こりました。Frischら（2000）は、中央アルプスと東アルプスの合計伸長距離を300km以上と推定しています。彼らはまた、アルプスのこれら2つの地域が、パンノニア盆地も含む伸長地域の一部であると主張しています。

岩相

オーストリアアルプス山脈のナップは、かつてのプーリアプレートまたはアドリアプレートの大陸棚および大陸斜面の断片です。これらの断片には、大陸の基盤岩と、これらの環境で堆積した堆積岩が含まれています。

基盤岩は、地殻における本来の深度に応じた変成作用を受けていますが、オーストロアルプス・ナップではアルプス変成作用は比較的低度、あるいは全く認められません。基盤岩は、本来の深度に応じて、緑色片岩相から両閃岩相まで様々な形態をとります。これらは、バリスカン期および第三紀の花崗岩が貫入した古生代片岩および（準）片麻岩です。

これらの基盤岩の上には、ペルム紀および中生代の堆積岩と火山岩が堆積しました。浅海性石灰岩が豊富に存在し、これらの石灰岩は現在、東アルプス北部の山脈である北部石灰岩アルプスを形成しています。オーストリアのザルツカンマーグート地方やドイツのアルゴイ地方のように、この石灰岩がドロマイトに変化した例もあります。

特別な単位として、古生代変成堆積岩の帯であるグレイワッケ帯が挙げられます。これはオーストリアアルプスを東西に横切る帯状の岩石群です。この帯は、上部オーストリアアルプス山脈のティロリアン・ナップの中生代岩石群の間に露出しています。地層学的には、グレイワッケ帯の厚さは最大2キロメートル（1.2マイル）に達します。

これらの岩相はすべて褶曲および衝上断層運動をしており、その結果、基盤岩は堆積岩の上に存在します。

注記

1. アルカパはアルプス山脈、カルパティア山脈、パンノニア山脈の略称です。この二つの山脈と（後に）パンノニア盆地が形成された地域を指します。

参考文献

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参考文献

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