LR
Lothar Ratschbacher
Author with expertise in Tectonic and Geochronological Evolution of Orogens
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
9
(22% Open Access)
Cited by:
4,765
h-index:
60
/
i10-index:
144
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Tectonics of the Qinling (Central China): tectonostratigraphy, geochronology, and deformation history

Lothar Ratschbacher et al.May 1, 2003
The Qinling orogen preserves a record of late mid-Proterozoic to Cenozoic tectonism in central China. High-pressure metamorphism and ophiolite emplacement (Songshugou ophiolite) assembled the Yangtze craton, including the lower Qinling unit, into Rodinia during the ∼1.0 Ga Grenvillian orogeny. The lower Qinling unit then rifted from the Yangtze craton at ∼0.7 Ga. Subsequent intra-oceanic arc formation at ∼470–490 Ma was followed by accretion of the lower Qinling unit first to the intra-oceanic arc and then to the Sino-Korea craton. Subduction then imprinted a ∼400 Ma Andean-type magmatic arc onto all units north of the northern Liuling unit. Oblique subduction created Silurian–Devonian WNW-trending, sinistral transpressive wrench zones (e.g., Lo-Nan, Shang-Dan), and Late Permian–Early Triassic subduction reactivated them in dextral transpression (Lo-Nan, Shang-Xiang, Shang-Dan) and subducted the northern edge of the Yangtze craton. Exhumation of the cratonal edge formed the Wudang metamorphic core complex during dominantly pure shear crustal extension at ∼230–235 Ma. Post-collisional south-directed shortening continued through the Early Jurassic. Cretaceous reactivation of the Qinling orogen started with NW–SE sinistral transtension, coeval with large-scale Early Cretaceous crustal extension and sinistral transtension in the northern Dabie Shan; it presumably resulted from the combined effects of the Siberia–Mongolia—Sino-Korean and Lhasa–West Burma—Qiangtang–Indochina collisions and Pacific subduction. Regional dextral wrenching was active within a NE–SW extensional regime between ∼60 and 100 Ma. An Early Cretaceous Andean-type continental magmatic arc, with widespread Early Cretaceous magmatism and back-arc extension, was overprinted by shortening related to the collision of Yangtze–Indochina Block with the West Philippines Block. Strike–slip and normal faults associated with Eocene half-graben basins record Paleogene NNE–SSW contraction and WNW–ESE extension. The Neogene(?) is characterized by normal faults and NNE-trending sub-horizontal extension. Pleistocene(?)–Quaternary NW–SE extension and NE–SW contraction comprises sinistral strike–slip faults and is part of the NW–SE extension imposed across eastern Asia by the India–Asia collision.
0
Paper
Citation819
0
Save
0

Lateral extrusion in the eastern Alps, PArt 2: Structural analysis

Lothar Ratschbacher et al.Apr 1, 1991
The late Oligocene‐Miocene tectonic style of the Alps is variable along strike of the orogen. In the Western and Central Alps, foreland imbrication, backthrusting, and backfolding dominate. In the Eastern Alps, strike‐slip and normal faults prevail. These differences are due to lateral extrusion in the Eastern Alps. Lateral extrusion encompasses tectonic escape (plane strain horizontal motion of tectonic wedges driven by forces applied to their boundaries) and extensional collapse (gravitational spreading away from a topographic high in an orogenic belt). The following factors contributed to the establishment of lateral extrusion in the Eastern Alps: (1) a rigid foreland, (2) a thick crust created by indentation and earlier collision, (3) a decrease in strength in the crust due to thermal relaxation, (4) a crustal thickness gradient from the Eastern Alps to the Carpathians, and, possibly, (5) a disturbance of the lithospheric root. Northward indentation by the Southern Alps causes thickening in and in front of the indenter and tectonic escape. Gravitational spreading attenuates crustal thickness differences. Indentation structures occur in the western Eastern Alps and comprise folds, thrusts, and strike‐slip faults. These structures pass laterally into spreading structures, which encompass transtensional and normal faults in the eastern Eastern Alps. The overall structural pattern is dominated by escape structures, namely, sets of strike‐slip faults that bound serially extruding wedges. Structural complexity arises from (1) interference of major fault sets, (2) accommodation of displacement differences between the Eastern Alps and their fore‐ and hinterland, (3) displacement transfer from the Eastern Alps toward the Carpathians which act as a lateral unconstrained margin, and (4) crustal decoupling, which partitions extrusion into brittle upper plate and ductile lower plate deformation. The kinematics of lateral extrusion is approximated by an extrusion‐spreading model proposed for nappe tectonics.
0
Paper
Citation803
0
Save
0

Exhumation of ultrahigh‐pressure continental crust in east central China: Late Triassic‐Early Jurassic tectonic unroofing

Bradley Hacker et al.Jun 10, 2000
The largest tract of ultrahigh‐pressure rocks, the Dabie‐Hong'an area of China, was exhumed from 125 km depth by a combination of normal‐sense shear from beneath the hanging wall Sino‐Korean craton, southeastward thrusting onto the footwall Yangtze craton, and orogen‐parallel eastward extrusion. Prior to exhumation the UHP slab extended into the mantle a downdip distance of 125–200 km at its eastern end, whereas it was subducted perhaps only 20–30 km at its far western end ∼200 km away. Structural reconstructions imply that the slab was >10 km thick. U/Pb zircon and 40 Ar/ 39 Ar geochronology indicate that exhumation up to crustal depths occurred diachronously between 240 and ∼225–210 Ma, reflecting a vertical exhumation rate of >2 mm/yr. The upper boundary of the slab is the Huwan shear zone, a normal‐sense detachment that reactivated the plate suture. The lower boundary is represented by the Lower Yangtze fold‐thrust belt. NW‐trending stretching lineations, NE‐vergent, WNW‐ESE trending <a> folds, dominant top‐NW shear, and conjugate, but overall asymmetric, shear band fabrics, document that exhumation was accomplished by updip and orogen‐parallel extrusion accompanied by layer‐parallel thinning. The orientation and shape of the folds, and a change from SE to SW flow directions, imply that the slab rotated clockwise about a western pivot during exhumation; this rotation was likely caused by the eastward increasing depth of subduction mentioned above, combined with a possible marginal basin and a weak eastern plate boundary. Exhumation of the slab produced considerable shortening in the Lower Yangtze fold‐thrust belt, perhaps producing the foreland orocline.
0
Paper
Citation653
0
Save
0

Distributed deformation in southern and western Tibet during and after the India‐Asia collision

Lothar Ratschbacher et al.Oct 10, 1994
Field and radiometric data are used to describe and date strain and stress states in southern (longitude 88° to 91°E, latitude 28° to 30°N) and western Tibet (longitude 79° to 82°E, latitude 30° to 34°N). We factorize deformation into syncollisional and postcollisional, and we present stretching lineation and displacement orientation maps, two sections across the Indian shelf sequence, and stress orientations calculated from mesoscale fault slip data. In southern Tibet, syncollisional stretching and displacement directions trend 9°±46° and displacement is top to south. Synkinematic, low‐grade metamorphism is dated at 50 Ma at one locality in the Indian shelf sequence underlying the main mantle thrust of the Indus‐Yarlung suture. This implies Paleocene onset of continental collision for the investigated section. Postcollisional structures comprise a “backthrust” group, which includes foreland‐ and hinterland‐directed thrusts, reverse and strike‐slip faults, and folds. It dominates postcollisional deformation, is concentrated along the Indus‐Yarlung suture, and portrays N‐S compression (σ 1 trend of 8°±17°, σ 2 of 97°±17°). A “strike‐slip” group consists of conjugate strike‐slip faults, is concentrated in east trending, narrow, highly deformed zones, and indicates that N‐S compression is locally compensated by E‐W extension (σ 1 of 15°±29°, σ 3 of 103°±30°). Synkinematic muscovite dates postcollisional deformation as late early Miocene (17.5 Ma) at one locality at the suture. Strike‐slip and oblique normal (σ 3 of 60°±23°, σ 1 of 144°±21°) and normal (σ 3 :114°±16°) faulting, dated between late Miocene and Recent and including active deformation, represents (dominant) E‐W and minor N‐S extension due to E‐W stretching of southern Tibet and oroclinal bending along the Himalayan arc. Restoring syncollisional and postcollisional deformation yields a minimum of 67% (258 km) shortening across the Indian shelf sequence. Incorporating recently published contraction estimates across the eastern Himalaya yields minimum shortening between undeformed India and the Indus‐Yarlung suture of 66% (536 km). The Himalaya‐Tibet orogenic system south of the Indus‐Yarlung suture had an initial width of ≥811 km in the southern Tibetan section. In western Tibet, imbrication of an ophiolite sequence of the Bangong‐Nujiang suture is top to south (stretching lineation trend of 15°±18°), and σ 3 of active deformation trends ESE. Faulting along the Shiquanhe fault zone, which transfers displacement from the northern part of the Karakorum fault to a system of rifts in western central Tibet, indicates dextral strike‐slip alternating with sinistral‐oblique normal faulting and block rotations around vertical axes during a prolonged shearing history. The Indian Shelf sequence south of Mount Kailas shows top to south imbrication (stretching lineation trend of 52°±60°). Both Indian shelf rocks and (?Oligocene‐Miocene) Kailas conglomerates record backthrusting and backfolding (σ 1 of 33°) and Recent E‐W extension (σ 3 of 85°±28°).
0
Paper
Citation449
0
Save
0

Lateral extrusion in the eastern Alps, Part 1: Boundary conditions and experiments scaled for gravity

Lothar Ratschbacher et al.Apr 1, 1991
Lateral extrusion encompasses extensional collapse (gravitational spreading away from a topographic high in an orogenic belt) and tectonic escape (plane strain horizontal motion of wedges driven by forces applied to their boundaries). In the Eastern Alps it resulted from (1) an overall northerly compression (Apulia against Eurasia), (2) a strong foreland (Bohemian massif), (3) lack of constraint along a lateral boundary (Carpathian region), and (4) a previously thickened, gravitationally unstable, thermally weakened crust (Eastern Alpine orogenic belt). Six indentation experiments reproduce lateral extrusion at lithospheric scale. The models have two to four lithospheric layers, with a Mohr/Coulomb rheology for the upper and a viscous rheology for the lower crust. The lithosphere rests upon a low‐viscosity asthenosphere. A broad indenter, a narrow deformable area, and a weakly constrained eastern margin fullfill as closely as possible conditions in the Eastern Alps. Indentation produces both thickening in front of the indenter and escape of triangular wedges. Lateral variations in crustal thickness become attenuated by gravitational spreading. The overall fault pattern includes domains of reverse, strike‐slip, oblique normal, and pure normal faults. Strike‐slip faults in conjugate sets develop serially. The narrow width of the deformable area and the strength of the foreland determine the angles between the sets. Gravitational spreading produces a rhombohedral pattern of oblique and pure normal faults along the unconstrained margin. Opposite the unconstrained margin, the indenter front shows thrusts and folds intersecting with the conjugate strike‐slip sets. A triangular indenter favors spreading. High velocity of indentation favors escape. High confinement limits lateral motion, inhibits spreading, and favors thickening. Lateral extrusion in the Eastern Alps is best modeled by (1) a weak lateral confinement, (2) a broad and straight indenter, (3) a narrow width of the deformable area, and (4) a rigid foreland. Crustal thickening, lateral escape, and gravitational spreading all contribute to the overall deformation.
0
Paper
Citation376
0
Save
0

Effective Etch Times of Fossil Fission Tracks in Geological Apatite Samples and Impact on Temperature-Time Modeling

Florian Trilsch et al.Jun 6, 2024
Abstract Apatite fission-track modeling reconstructs the low-temperature histories of geological samples based on measurements of the lengths of etched confined fission tracks and counted surface tracks. The duration for which each confined track was etched can be calculated from its width given the apatite etch-rate νR. We measured νR as a function of crystallographic orientation for fourteen samples from the igneous and metasedimentary basement of Tian Shan, Central Asia, to optimize the track-length distribution for modeling the thermal histories of apatites with varying chemical compositions. To first order, νR scales with the size of the track intersections with the mineral surface in the range of Dpar = 1.4–2.6 µm. We use νR for calculating the effective etch time tE of confined tracks measured after 20–60 seconds of immersion in 5.5 M HNO3 at 21°C. Considering only tracks within a predetermined etch-time window improves the reproducibility of the track-length distributions. Because an etch-time window allows excluding under- and over-etched tracks, sample immersion times can be optimized to increase the number of confined tracks suitable for modeling. Longer immersion times also allow the longest-etched tracks to develop a clear geometrical outline from which the orientation of the apatite c-axis can be inferred. We finish by comparing thermal histories obtained with a conventional 20-second immersion protocol, without tE selection, with those using the length of tracks within the range of tE = 15–30 seconds. Overall, the alternative models fit better to independent AHe data than the conventional ones.