In mijn vorige college van de maand (zie: Zouttektoniek; structuren die je nog nooit zo zout gegeten hebt) nam ik jullie mee in de wondere wereld van de zouttektoniek. Zouttektoniek is niet het enige mechanisme wat voor bijzondere vormen in de ondergrond kan zorgen. Daarom vervolgen we deze maand de reis met een stuk over inversie tektoniek.
Inversie tektoniek kun je als verschillende termen terugvinden; ‘bekken inversie’, ‘structurele inversie’ of gewoon ‘inversie’. In wezen verwijzen alle termen naar hetzelfde proces. Hierbij zorgt een verandering van de spanning in de aardkorst voor het opnieuw activeren van al bestaande breuken in omgekeerde zin en het optillen van voorheen dalende gebieden en vice versa. Echter, wanneer een dergelijk proces niet wordt veroorzaakt door veranderende spanningen in de aardkorst, neem bijvoorbeeld ophoging van een gebied door de hitte die vrijkomt bij een mantelpluim, dan spreken we niet van inversie.
Geschiedenis
Inversie tektoniek is een relatief nieuw vakgebied binnen de structurele geologie. Zeker in het afgelopen decennium is er hernieuwde aandacht voor het onderwerp met veel nieuwe onderzoeken. Desondanks bestaat het concept al een stuk langer. Inversie werd voor het eerst gezien in het Weald Basin, gelegen in het zuidoosten van het Verenigd Koninkrijk. Hier werd al aan het einde van de 19de eeuw beschreven hoe de Wealden anticline over een ouder bekken heen vouwt (als in Figuur 1). Desondanks werd de term ‘inversie’ voor het eerst geïnitieerd in de jaren 80. De term ‘inversie tektoniek’ of ‘structurele inversie’ werd gebruikt om de evolutie van een bekken naar een structureel hoog uit te leggen. Tegen het eind van de jaren 80 werd inversie tektoniek restrictiever gedefinieerd, waarna een nieuw vakgebied was geboren.
Structuren
Inversie kan dus, net als zouttektoniek, ook bijzondere structuren vormen. Door het reactiveren van de breuken in de omgekeerde richting, kunnen er plooien ontstaan die typerend zijn voor inversie tektoniek. In Figuur 1 wordt getoond hoe een dergelijke plooi eruit ziet en ontstaat. Dit is echter een simpel voorbeeld, maar je kan je voorstellen dat als er meerder breuken in het spel zijn en worden gereactiveerd, er allerlei gekke plooien kunnen ontstaan.
In de Nederlandse ondergrond komt inversie tektoniek ook voor. Daarvoor moeten we terug in de tijd; naar het Mesozoïcum. Bij het uiteenvallen van het supercontinent Pangea, vond er in de eerste helft van het Mesozoïcum (Trias & Jura) grootschalige extensie plaats in Nederland. Hierbij werden er verschillende bekkens gevormd. Tegen het einde van het Mesozoïcum (eind Krijt) veranderde het spanningsregime in de noordwestelijke Europese plaat, waardoor er grootschalige compressie plaatsvond. Hierdoor vond er inversie plaats in een groot deel van de eerder gevormde bekkens. Anticlines als in Figuur 1 vormden zich, maar bijvoorbeeld ook pop-up structuren (Figuur 2). Door sedimentatie en erosie die volgden zijn de inversie structuren tegenwoordig niet meer zichtbaar. Gelukkig kunnen we met behulp van seismiek een kijkje nemen in de ondergrond en de inversie structuren ook vandaag de dag nog bewonderen!
Referenties
- Bailey, C. M., Giorgis, S., & Coiner, L. (2002). Tectonic inversion and basement buttressing: an example from the central Appalachian Blue Ridge province. Journal of Structural Geology, 24(5), 925-936.
- De Jager, J. (2003). Inverted basins in the Netherlands, similarities and differences. Netherlands Journal of Geosciences, 82(4), 339-349.
- Cooper, M., & Warren, M. J. (2020). Inverted fault systems and inversion tectonic settings. Regional Geology and Tectonics, 169-204.
- Glennie, K.W., Boegner, P.L.E. (1981). Sole pit inversion tectonics. In: Illing, L.V., Hobson, G.D. (Eds.), Petroleum Geology of the Continental.
- Williams, G. D., Powell, C. M., & Cooper, M. A. (1989). Geometry and kinematics of inversion tectonics. Geological Society, London, Special Publications, 44(1), 3-15.
- Zwaan, F., Schreurs, G., Buiter, S. J., Ferrer, O., Reitano, R., Rudolf, M., & Willingshofer, E. (2022). Analogue modelling of basin inversion: a review and future perspectives. Solid Earth, 13(12), 1859-1905.