stringtranslate.com

Разлом Рио-Гранде

Карта местности, показывающая разлом Рио-Гранде, простирающийся от южного Колорадо до Чиуауа, Мексика. Рио-Гранде следует этому разлому на протяжении большей части своего течения.

Рифт Рио-Гранде — это простирающаяся на север континентальная рифтовая зона. Она отделяет плато Колорадо на западе от внутренней части Североамериканского кратона на востоке. [1] Рифт простирается от центрального Колорадо на севере до штата Чиуауа , Мексика , на юге. [2] Рифтовая зона состоит из четырех бассейнов, средняя ширина которых составляет 50 километров (31 миля). [1] Рифт можно наблюдать на местности в Национальном лесу Рио-Гранде , Национальном парке Уайт-Сэндс , Национальном лесу Санта-Фе и Национальном лесу Сибола , среди других мест.

Разлом Рио-Гранде долгое время был важным местом для людей, поскольку он обеспечивает маршрут с севера на юг, который следует за крупной рекой. Рио -Гранде следует по течению разлома от юга Колорадо до Эль-Пасо, где поворачивает на юго-восток и течет к Мексиканскому заливу . Важные города, включая Альбукерке , Санта-Фе , Таос , Эспаньола , Лас-Крусес , Эль-Пасо и Сьюдад-Хуарес , находятся внутри разлома.

Геология

Рифт Рио-Гранде представляет собой самое восточное проявление широко распространенного расширения на западе США за последние 35 миллионов лет. Рифт состоит из трех основных бассейнов и множества более мелких бассейнов, площадью менее 100 квадратных километров (39 квадратных миль). Три основных бассейна (от самого северного до самого южного) — это бассейны Сан-Луис , Эспаньола и Альбукерке . Северная протяженность рифта очерчена верхним бассейном реки Арканзас между Лидвиллом и Салида, штат Колорадо . Дальше на юг рифт определяется сетью более мелких, менее топографически различимых чередующихся бассейнов и хребтов. Различие между этими более мелкими бассейнами и бассейнами Провинции бассейнов и хребтов становится размытым в северной Мексике . [3] [4]

Размер бассейна обычно уменьшается к северу в рифте, хотя Эспаньола охватывает приблизительно 120 километров (75 миль) с севера на юг и 40 километров (25 миль) с востока на запад, а Сан-Луис составляет примерно 120 на 80 километров (75 на 50 миль). Эти бассейны могут содержать более мелкие единицы внутри них, такие как бассейн Аламоса в Сан-Луисе, который ограничен горами Сан-Хуан и Тусас на западе и горами Сангре-де-Кристо на востоке. [5] Бассейн Альбукерке является крупнейшим из трех бассейнов, охватывая 160 километров (99 миль) с севера на юг и 86 километров (53 мили) с востока на запад в своих самых широких точках. Это самый старый из трех основных бассейнов и содержит 7350 метров (24 110 футов) палеогеновых обломочных осадков, отложенных на докембрийском основании. Самая южная часть бассейна Альбукерке содержит дорифтовые вулканические отложения , тогда как центральная и северная части содержат вулканы, извергавшиеся во время рифтогенеза. [3]

Обобщенный поперечный разрез бассейна Альбукерке
Обобщенный поперечный разрез бассейна Альбукерке с востока на запад. Обратите внимание на геометрию полуграбена , палеозойские и мезозойские отложения, которые существовали до рифта, и большое (до 28%) расширение. [3]
Обобщенный поперечный разрез бассейна Сан-Луис
Обобщенный поперечный разрез бассейна Сан-Луис с востока на запад. Находясь севернее, этот бассейн испытал меньшее расширение (до 12%). [1] Также обратите внимание на отсутствие дорифтовых осадков и более тонкий профиль. [5]

В поперечном сечении геометрия бассейнов внутри рифта представляет собой асимметричные полуграбены с основными границами разломов с одной стороны и направленным вниз шарниром с другой. Какая сторона бассейна имеет основной разлом или шарнир, чередуется вдоль рифта. Чередование между этими полуграбенами происходит вдоль трансферных разломов, которые простираются через рифт, чтобы соединить основные разломы, ограничивающие бассейн, и встречаются между бассейнами или, местами, внутри бассейнов. Докембрийский фундамент резко меняет рельеф в этой области, от 8700 метров (28 500 футов) ниже уровня моря на дне бассейна Альбукерке до 3300 метров (10 800 футов) над уровнем моря в близлежащих горах Сандия , которые обрамляют бассейн Альбукерке с востока. Обрамляющие горы, как правило, выше вдоль восточной стороны рифта (хотя часть этого рельефа может иметь ларамидское происхождение). [1] Толщина коры увеличивается к северу под разломом, где она может быть на 5 километров (3,1 мили) толще, чем на юге. Толщина коры под разломом в среднем составляет 30–35 километров (19–22 мили), тоньше на 10–15 километров (6,2–9,3 мили), чем плато Колорадо на западе и Великие равнины на востоке. [6]

Разлом Каньонес на юго-восточной окраине плато Колорадо, недалеко от Абикиу, Нью-Мексико

Формирование рифта началось со значительной деформации и разломов со смещениями на многие километры, начиная примерно с 35 млн лет назад. [7] Наиболее масштабное проявление рифтинга включает в себя механизм чистого сдвига рифта, при котором обе стороны рифта равномерно и медленно расходятся, при этом нижняя кора и верхняя мантия ( литосфера ) растягиваются как ириска . [8] [9] [10] Это расширение связано с очень низкими сейсмическими скоростями в верхней мантии выше глубины примерно 400 километров (250 миль), связанными с относительно горячей мантией и низкой степенью частичного плавления. [11] Считается, что это внедрение астеносферы в литосферу и континентальную кору ответственно почти за весь вулканизм, связанный с рифтом Рио-Гранде.

Осадочное заполнение бассейнов в основном состоит из аллювиальных конусов выноса и мафических вулканических потоков. Наиболее щелочные лавы извергались за пределами рифта. [12] Осадки, которые были отложены во время рифтинга, обычно известны как группа Санта-Фе . Эта группа содержит песчаники , конгломераты и вулканиты. Эоловые отложения также присутствуют в некоторых бассейнах. [1] [2]

Рифт Рио-Гранде пересекается на севере Нью-Мексико линейным хребтом Джемес , простирающимся с северо-востока на юго-запад и простирающимся далеко в Аризону . Линеамент определяется выровненными вулканическими полями и несколькими кальдерами в этом районе, включая национальный заповедник Валле-Кальдера в горах Джемес . Считается, что линейный хребт Джемес представляет собой шрам зоны водной субдукции, отделяющий докембрийскую фундаментную породу переходной зоны Явапаи - Мазатцаль от провинции Мазатль. [13] [14] Также на плато Колорадо, но севернее, находится вулканическое поле Сан-Хуан в горах Сан-Хуан в Колорадо.

Самые молодые извержения в рифтовой области произошли в Долине огней , Нью-Мексико, и им приблизительно 5400 лет. [15] [16] В районе центрального рифта Сокорро , Нью-Мексико , на глубине 19 км находится раздувающееся магматическое тело, похожее на силлос, в средней коре, которое является причиной аномально высокой сейсмической активности в этом районе, включая крупнейшие землетрясения, связанные с рифтом, за всю историю (два события магнитудой приблизительно 5,8) в июле и ноябре 1906 года. [17] [18] [19] Наземные и космические геодезические измерения указывают на продолжающийся подъем поверхности над магматическим телом Сокорро [20] примерно на 2 мм/год. [21]

Геологическая история

Сейсмический профиль, полученный в ходе эксперимента по сейсмическому разрезу Рио-Гранде (RISTRA), пересекающего рифтовую систему, с указанием кайнозойского протяженного рельефа рифта и южных тектонических провинций Большого Бассейна.

Тектоническая эволюция рифта Рио-Гранде довольно сложна. Фундаментальное изменение западной границы Североамериканской плиты от субдукции к трансформной границе произошло в кайнозое . Плита Фараллон продолжала субдуцироваться под западную часть Северной Америки в течение по крайней мере 100 миллионов лет в течение позднего мезозоя и раннего кайнозоя . Компрессионные и транспрессионные деформации, вызванные Ларамидской орогенезом, продолжались примерно до 40 млн  лет назад в Нью-Мексико. [23] [24] [25] Эта деформация могла быть результатом соединения между субдуцирующей плитой Фараллон и вышележащей Североамериканской плитой . Утолщение земной коры произошло из-за сжатия Ларамидской. После Ларамидской орогении и до 20 млн лет назад на юго-западе Соединенных Штатов наблюдался значительный период вулканической активности. Инъекция горячих магм ослабила литосферу и позволила впоследствии расширить регион. [26]

Кайнозойское расширение началось около 30 миллионов лет назад (млн лет назад). Наблюдаются две фазы расширения: поздний олигоцен и средний миоцен . [27] Первый период расширения привел к образованию широких, неглубоких бассейнов, ограниченных пологими разломами. Кора могла быть расширена на 50% в течение этого эпизода. Широко распространенный магматизм в середине кайнозоя предполагает, что литосфера была горячей, хрупко-пластичный переход был относительно неглубоким. [26] Есть доказательства того, что второй период расширения начался раньше в центральном и северном рифте Рио-Гранде, чем на юге. [1] Третий период расширения мог начаться в раннем плиоцене . [28]

Одна из теорий заключается в том, что плато Колорадо действует как полунезависимая микроплита [29], и один из способов объяснить создание разлома Рио-Гранде — это простое вращение плато Колорадо на 1-1,5° по часовой стрелке относительно Североамериканского кратона. [1] Другие предложенные объяснения заключаются в том, что расширение вызвано мантийными силами, такими как крупномасштабный мантийный апвеллинг [30] или мелкомасштабная мантийная конвекция на краю стабильного кратона; [31] обрушение чрезмерно утолщенной континентальной коры; [32] начало трансформного разлома вдоль западного края Североамериканской плиты; [33] или отрыв фрагмента плиты Фараллон под регионом Рио-Гранде, который усилил астеносферный апвеллинг в окне плиты. [34]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefg Чапин, Чарльз Э.; Кэтер, Стивен М. (1994). "Тектоническая обстановка осевых бассейнов северного и центрального рифта Рио-Гранде". В Келлер, Г. Рэнди; Кэтер, Стивен М. (ред.). Бассейны рифта Рио-Гранде: структура, статиграфия и тектоническая обстановка . Специальный доклад Геологического общества Америки № 291. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 1–3. ISBN 0-8137-2291-8.
  2. ^ ab Kluth, C.; Schaftenaar, C. (1994). "Глубина и геометрия северного рифта Рио-Гранде в бассейне Сан-Луис , юго-центральный Колорадо". В Keller, G. Randy; Cather, Steven M. (ред.). Бассейны рифта Рио-Гранде: структура, статиграфия и тектоническая обстановка . Специальный доклад Геологического общества Америки № 291. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 27–37. ISBN 0-8137-2291-8.
  3. ^ abc Рассел, Л.; Снельсон, С. (1994). "Структура и тектоника сегмента бассейна Альбукерке рифта Рио-Гранде: выводы из данных сейсморазведки отраженных волн". В Келлер, Г. Рэнди; Кэтер, Стивен М. (ред.). Бассейны рифта Рио-Гранде: структура, статиграфия и тектоническая обстановка . Специальный доклад Геологического общества Америки № 291. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 83–112. ISBN 0-8137-2291-8.
  4. ^ Келлер, Г. Рэнди; Болдридж, В. Скот (1999). «Рифт Рио-Гранде: геологический и геофизический обзор». Rocky Mountain Geology . 34 (1): 121–130. Bibcode : 1999RMGeo..34..121K. doi : 10.2113/34.1.121.
  5. ^ ab Brister, B.; Gries, R. (1994). "Третичная стратиграфия и развитие бассейна Аламоса (северный бассейн Сан-Луис), Рио-Гранде-Рифт, юго-центральный Колорадо". В Keller, G. Randy; Cather, Steven M. (ред.). Бассейны Рио-Гранде-Рифт: Структура, статиграфия и тектоническая обстановка . Специальный доклад Геологического общества Америки № 291. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 39–58. ISBN 0-8137-2291-8.
  6. ^ Перри, Фрэнк; Болдридж, У.; ДеПаоло, Д. (10 августа 1987 г.). «Роль астеносферы и литосферы в генезисе позднекайнозойских базальтовых пород из рифта Рио-Гранде и прилегающих регионов юго-запада США». Журнал геофизических исследований . 92 (B9): 9193–9213. Bibcode : 1987JGR....92.9193P. doi : 10.1029/JB092iB09p09193.
  7. ^ Граух, В. Дж. С.; Хадсон, Марк Р. (2007). «Руководства по пониманию аэромагнитного выражения разломов в осадочных бассейнах: уроки, извлеченные из центрального рифта Рио-Гранде, Нью-Мексико». Geosphere . 3 (6): 596. Bibcode :2007Geosp...3..596G. doi : 10.1130/GES00128.1 .
  8. ^ ab Wilson, David; Aster, Richard; West, Michael; Ni, James; Grand, Steve; Gao, Wei; Baldridge, W. Scott; Semken, Steve; Pate, Paresh (24 февраля 2005 г.). «Литосферная структура рифта Рио-Гранде». Nature . 433 (7028): 851–855. Bibcode :2005Natur.433..851W. doi :10.1038/nature03297. PMID  15729338. S2CID  4387908.
  9. ^ Флек, Джон (24 февраля 2005 г.). «Исследование проливает свет на 30 миллионов лет растяжения долины Рио-Гранде». Albuquerque Journal .
  10. ↑ Хилл, Карл (25 февраля 2005 г.). «Рио-Гранде Рифт: континент, «растянутый как ириска»". Пресс-релиз NMSU .
  11. ^ Гао, В.; Гранд, С.; Болдридж, С.; Уилсон, Д.; Уэст, М.; Ни, Дж.; Астер, Р. (2004). «Конвекция верхней мантии под центральным рифтом Рио-Гранде, отображенная с помощью томографии P и S волн». J. Geophys. Res . 109 (B3): B03305. Bibcode : 2004JGRB..109.3305G. doi : 10.1029/2003JB002743.
  12. ^ ab Baldridge, W.; Olsen, K.; Callender, J. (1984). «Рифт Рио-Гранде: проблемы и перспективы». Справочник Геологического общества Нью-Мексико, 35-я полевая конференция . С. 1–11.
  13. ^ Aldrich Jr., MJ (1986). «Тектоника линеамента Хемес в горах Хемес и рифте Рио-Гранде». Журнал геофизических исследований . 91 (B2): 1753–1762. Bibcode : 1986JGR....91.1753A. doi : 10.1029/JB091iB02p01753.
  14. ^ Уитмейер, Стивен; Карлстром, Карл Э. (2007). "Тектоническая модель протерозойского роста Северной Америки". Geosphere . 3 (4): 220. doi : 10.1130/GES00055.1 .
  15. ^ Абер, Джеймс С. "Рио-Гранде Рифт". GO 568 Структурная геология . Архивировано из оригинала 29 января 2006 года . Получено 8 февраля 2006 года .
  16. ↑ Veatch, Steven Wade (20 марта 1998 г.). "The Rio Grande Rift". Архивировано из оригинала 20 декабря 2005 г. Получено 8 февраля 2006 г.
  17. ^ Reid, HG (1911). «Замечательные землетрясения в центральной части Нью-Мексико в 1906 и 1907 годах». Bull. Seismol. Soc. Am . 1 (1): 10–16. Bibcode : 1911BuSSA...1...10R. doi : 10.1785/BSSA0010010010.
  18. ^ Sanford, AR; Balch, RS; Lin, KW (1995). «Сейсмическая аномалия в разломе Рио-Гранде около Сокорро, Нью-Мексико». 78. Сокорро, Нью-Мексико: Отчет по геофизике в открытом доступе Института горного дела и технологий Нью-Мексико: 17. {{cite journal}}: Cite journal required |journal=( help ) Аннотация на: "Annual Meeting". Seismological Research Letters . 66 (2). стр. 44 из 15–61. 1995. doi :10.1785/gssrl.66.2.15.
  19. ^ Schlue, J.; Aster, R.; Meyer, R. (1996). «Расширение нижней коры до магматического тела средней коры в рифте Рио-Гранде, Нью-Мексико». J. Geophys. Res . 101 (B11): 25, 283–25, 291. Bibcode : 1996JGR...10125283S. doi : 10.1029/96JB02464.
  20. ^ "Socorro Magma Body". Архивировано из оригинала 15 июня 2010 года.
  21. ^ Фиалко, Юрий; Саймонс, Марк (2001). «Доказательства продолжающейся инфляции магматического тела Сокорро, Нью-Мексико, полученные с помощью интерферометрической радиолокационной визуализации с синтезированной апертурой». Geophysical Research Letters . 28 (18): 3549–3552. Bibcode : 2001GeoRL..28.3549F. doi : 10.1029/2001GL013318 . (Doi не может выполнить перенаправление.)
  22. ^ Морган, П.; Голомбек, М. (1984). «Факторы, контролирующие фазы и стили расширения в северной части рифта Рио-Гранде». Справочник Геологического общества Нью-Мексико, 35-я полевая конференция . С. 13–20.
  23. ^ Сигер, У. Р.; Мак, Г. Х. (1986). «Мемуары 41: Палеотектоника Ларамида на юге Нью-Мексико». Палеотектоника и седиментация в районе Скалистых гор: Талса, Оклахома . 155. Американская ассоциация геологов-нефтяников: 669–685.
  24. ^ Чапин, CE; Катер, SM «Эоценовая тектоника и седиментация в районе плато Колорадо и Скалистых гор». Arizona Geological Digest . 4 : 173–198.
  25. ^ Карлстром, К. Э.; Дэниел, К. Г.; Тайра, Асахико (1993). «Восстановление правостороннего сдвига Ларамида на севере Нью-Мексико с использованием протерозойских точек прокалывания». Геология . 21 (2): 188–211. Bibcode :1993Geo....21..188C. doi :10.1130/0091-7613(1993)021<0188:TPUOHH>2.3.CO;2.
  26. ^ ab Morgan, P.; Sedger, WR; Golombek, MP (1986). «Кайнозойская термическая, механическая и тектоническая эволюция рифта Рио-Гранде». Journal of Geophysical Research . 91 : 6263–6276. Bibcode : 1986JGR....91.6263M. doi : 10.1029/JB091iB06p06263.
  27. ^ Сигер, У. Р.; Шафикулла, М.; Хоули, Дж. У.; Марвин, Р. Ф. (1984). «Новые даты K-Ar из базальтов и эволюция южного разлома Рио-Гранде». Бюллетень Геологического общества Америки . 95 (1): 87–99. Bibcode : 1984GSAB...95...87S. doi : 10.1130/0016-7606(1984)95<87:nkdfba>2.0.co;2.
  28. ^ ГОЛОМБЕК, МЭТЬЮ П. (1983). "Геология, структура и тектоника зоны разлома Пахарито в бассейне Эспаньола рифта Рио-Гранде, Нью-Мексико". Бюллетень Геологического общества Америки . 94 (2): 192. Bibcode : 1983GSAB...94..192G. doi : 10.1130/0016-7606(1983)94<192:gsatot>2.0.co;2.
  29. ^ Штайнер, МБ (1988). «Палеомагнетизм позднего пенсильванского и пермского периодов: проверка вращения плато Колорадо». Журнал геофизических исследований . 93 (B3): 2201–2215. Bibcode : 1988JGR....93.2201S. doi : 10.1029/JB093iB03p02201.
  30. ^ Moucha, Robert; Forte, M. Forte; Rowley, David B.; Mitrovica, Jerry X.; Simmons, Nathan A.; Grand, Stephen P. (2008). "Мантийная конвекция и недавняя эволюция плато Колорадо и рифтовой долины Рио-Гранде". Geology . 36 (6): 439. Bibcode : 2008Geo....36..439M. doi : 10.1130/G24577A.1.
  31. ^ van Wijk, J.; van Hunen, J.; Goes, S. (2008). "Мелкомасштабная конвекция во время континентального рифтинга: доказательства из рифта Рио-Гранде". Geology . 36 (7): 575. Bibcode : 2008Geo....36..575V. doi : 10.1130/G24691A.1.
  32. ^ Итон, Гордон П. (декабрь 1986 г.). «Тектоническое переопределение Южных Скалистых гор». Тектонофизика . 132 (1–3): 163–193. Bibcode : 1986Tectp.132..163E. doi : 10.1016/0040-1951(86)90031-4.
  33. ^ Дикинсон, Уильям Р.; Снайдер, Уолтер С. (ноябрь 1979 г.). «Геометрия субдуцированных плит, связанных с преобразованием Сан-Андреас». Журнал геологии . 87 (6): 609–627. Bibcode : 1979JG.....87..609D. doi : 10.1086/628456. S2CID  129169733.
  34. ^ Рикеттс, Джейсон В.; Келли, Шари А.; Карлстром, Карл Э.; Шмандт, Брэндон; Донахью, Магдалена С.; ван Вейк, Йоланте (март 2016 г.). «Синхронное открытие рифта Рио-Гранде по всей его длине в возрасте 25–10 млн лет, подтвержденное термохронологией апатита (U-Th)/He и треков деления, а также оценка возможных движущих механизмов». Бюллетень Геологического общества Америки . 128 (3–4): 397–424. Bibcode : 2016GSAB..128..397R. doi : 10.1130/B31223.1.