Пассивная окраина — это переход между океанической и континентальной литосферой, который не является активной окраиной плиты . Пассивная окраина образуется путем осадконакопления над древним разломом , теперь обозначенным переходной литосферой. Континентальный рифт образует новые океанические бассейны. В конечном итоге континентальный разлом образует срединно-океанический хребет , а очаг расширения перемещается от границы континент-океан . Переход между континентальной и океанической литосферой, который изначально был образован рифтингом, известен как пассивная окраина.
Пассивные окраины встречаются на границах всех океанов и континентов, которые не отмечены сдвигом или зоной субдукции . Пассивные окраины определяют регион вокруг Северного Ледовитого океана , Атлантического океана и западной части Индийского океана , а также определяют все побережья Африки , Австралии , Гренландии и Индийского субконтинента . Они также встречаются на восточном побережье Северной Америки и Южной Америки , в Западной Европе и большей части Антарктиды . Северо-Восточная Азия также содержит несколько пассивных окраин.
Различие между активными и пассивными окраинами относится к тому, является ли граница земной коры между океанической литосферой и континентальной литосферой границей плиты . Активные окраины находятся на краю континента, где происходит субдукция . Они часто отмечены поднятием и вулканическими горными поясами на континентальной плите. Реже встречается сдвиг-сдвиг , как определяет южная береговая линия Западной Африки . Большая часть восточной части Индийского океана и почти вся окраина Тихого океана являются примерами активных окраин. Хотя сварка между океанической и континентальной литосферой называется пассивной окраиной, она не является неактивной окраиной. Активное проседание, седиментация, рост сбросов, образование поровой жидкости и миграция — все это активные процессы на пассивных окраинах. Пассивные окраины пассивны только в том смысле, что они не являются активными границами плит.
Пассивные окраины состоят как из прибрежной равнины на суше, так и из триад континентальный шельф -склон-поднятие в открытом море . Прибрежные равнины часто охвачены речными процессами, в то время как континентальный шельф — дельтовыми и вдольбереговыми процессами течения. Великие реки ( Амазонка , Ориноко , Конго , Нил , Ганг , Хуанхэ , Янцзы и Маккензи ) протекают через пассивные окраины. Обширные эстуарии обычны на зрелых пассивных окраинах. Хотя существует много видов пассивных окраин, морфология большинства пассивных окраин удивительно похожа. Обычно они состоят из континентального шельфа, континентального склона, континентального поднятия и абиссальной равнины. Морфологическое выражение этих особенностей в значительной степени определяется подстилающей переходной корой и седиментацией над ней. Пассивные окраины, определяемые большим бюджетом речных осадков, и те, в которых преобладают кораллы и другие биогенные процессы, обычно имеют схожую морфологию. Кроме того, разрыв шельфа, по-видимому, отмечает максимальное низкое положение неогена , определяемое ледниковыми максимумами. Внешний континентальный шельф и склон могут быть прорезаны большими подводными каньонами , которые отмечают продолжение рек в открытом море.
В высоких широтах и во время оледенений прибрежная морфология пассивных окраин может отражать ледниковые процессы, например , фьорды Гренландии и Норвегии .
Основные черты пассивных окраин лежат под внешними признаками. Под пассивными окраинами переход между континентальной и океанической корой представляет собой широкий переход, известный как переходная кора. Опущенная континентальная кора отмечена нормальными разломами , которые падают в сторону моря. Разломная кора переходит в океаническую кору и может быть глубоко погребена из-за термического оседания и массы осадков, которые собираются над ней. Литосфера под пассивными окраинами известна как переходная литосфера. Литосфера утончается в сторону моря по мере перехода в сторону моря к океанической коре. Различные виды переходной коры образуются в зависимости от того, насколько быстро происходит рифтинг и насколько горячей была подстилающая мантия во время рифтинга. Вулканические пассивные окраины представляют собой один конечный член переходного типа коры, другой конечный член (амагматический) тип - рифтовая пассивная окраина. Вулканические пассивные окраины также отмечены многочисленными дайками и магматическими интрузиями в опущенной континентальной коре. Обычно существует множество даек, сформированных перпендикулярно падающим в сторону моря лавовым потокам и силлам. Магматические интрузии в коре вызывают потоки лавы вдоль верхней части опущенной континентальной коры и формируют падающие в сторону моря отражатели.
Пассивные окраины характеризуются толстыми скоплениями осадков. Пространство для этих осадков называется аккомодацией и обусловлено оседанием, особенно переходной коры. Оседание в конечном итоге вызвано гравитационным равновесием, которое устанавливается между участками земной коры, известным как изостазия . Изостазия контролирует подъем фланга рифта и последующее оседание развивающейся пассивной окраины и в основном отражается изменениями теплового потока . Тепловой поток на пассивных окраинах значительно меняется в течение его жизни, высокий в начале и уменьшающийся с возрастом. На начальном этапе континентальная кора и литосфера растягиваются и истончаются из-за движения плит ( тектоника плит ) и связанной с этим магматической активности. Очень тонкая литосфера под рифтом позволяет поднимающейся мантии плавиться за счет декомпрессии. Истончение литосферы также позволяет астеносфере подниматься ближе к поверхности, нагревая вышележащую литосферу за счет проводимости и адвекции тепла интрузивными дайками. Нагревание снижает плотность литосферы и поднимает нижнюю кору и литосферу. Кроме того, мантийные плюмы могут нагревать литосферу и вызывать чудовищную магматическую активность. Как только формируется срединно-океанический хребет и начинается спрединг морского дна, исходное место рифтинга разделяется на сопряженные пассивные окраины (например, восточные окраины США и северо-западные окраины Африки были частями одного и того же рифта в раннем мезозое и теперь являются сопряженными окраинами) и мигрирует от зоны подъема мантии, и начинается нагревание и охлаждение. Мантийная литосфера под истонченным и разломным континентально-океаническим переходом охлаждается, утолщается, увеличивается в плотности и, таким образом, начинает оседать. Накопление осадков над оседающей переходной корой и литосферой еще больше опускает переходную кору.
Для классификации пассивных марж необходимы четыре различных точки зрения:
Первая описывает связь между ориентацией рифта и движением плит, вторая описывает природу переходной коры, а третья описывает пострифтовую седиментацию. Все три перспективы необходимо учитывать при описании пассивной окраины. Фактически, пассивные окраины чрезвычайно длинные и различаются по своей длине по геометрии рифта, природе переходной коры и поставке осадка; более целесообразно подразделить отдельные пассивные окраины на сегменты на этой основе и применить тройную классификацию к каждому сегменту.
Это типичный способ формирования пассивных окраин, когда отдельные континентальные участки движутся перпендикулярно береговой линии. Так Центральная Атлантика открылась, начиная с юрского периода. Разломы, как правило, листрические : нормальные разломы , которые сглаживаются с глубиной.
Сдвиговые окраины образуются там, где континентальный раскол был связан со сдвиговым сбросом . Хороший пример этого типа окраины можно найти на южном побережье Западной Африки. Сдвиговые окраины очень сложны и, как правило, довольно узкие. Они также отличаются от рифтовых пассивных окраин структурным стилем и термической эволюцией во время континентального распада. По мере того, как ось спрединга морского дна движется вдоль окраины, термический подъем создает хребет. Этот хребет захватывает осадки, тем самым позволяя накапливаться толстым последовательностям. Эти типы пассивных окраин менее вулканичны.
Этот тип пассивной окраины развивается там, где рифтогенез идет под углом к береговой линии, как это сейчас происходит в Калифорнийском заливе .
Переходная кора, разделяющая истинные океанические и континентальные коры, является основой любой пассивной окраины. Она формируется на стадии рифтинга и состоит из двух конечных членов: вулканического и невулканического. Эта схема классификации применима только к рифтовой и транстенсиональной окраине; переходная кора сдвиговых окраин изучена очень плохо.
Невулканические окраины образуются, когда растяжение сопровождается небольшим плавлением мантии и вулканизмом. Невулканическая переходная кора состоит из растянутой и утонченной континентальной коры. Невулканические окраины обычно характеризуются сейсмическими отражателями, падающими в сторону континента (повернутые блоки земной коры и связанные с ними осадки), и низкими скоростями P-волн (<7,0 км/с) в нижней части переходной коры.
Вулканические окраины являются частью крупных магматических провинций, которые характеризуются массивными внедрениями основных экструзивных и интрузивных пород в течение очень коротких периодов времени. Вулканические окраины образуются, когда рифтинг сопровождается значительным плавлением мантии, при этом вулканизм происходит до и/или во время континентального распада. Переходная кора вулканических окраин состоит из базальтовых магматических пород , включая потоки лавы , силлы , дайки и габбро .
Вулканические окраины обычно отличаются от невулканических (или бедных магмой) окраин (например, Иберийская окраина, окраина Ньюфаундленда), которые не содержат большого количества экструзивных и/или интрузивных пород и могут демонстрировать такие особенности земной коры, как не имеющая крыши, серпентинизированная мантия. Известно, что вулканические окраины отличаются от бедных магмой окраин несколькими способами:
Высокие скорости (V p > 7 км) и большая толщина LCB являются доказательством, которое поддерживает версию о подпитываемой плюмом аккреции (утолщение мафических пород), подстилающей кору во время континентального распада. LCB расположены вдоль перехода континент-океан, но иногда могут простираться под континентальной частью рифтовой окраины (как это наблюдается, например, на средненорвежской окраине). В континентальной области все еще ведутся открытые дискуссии об их реальной природе, хронологии, геодинамических и нефтяных последствиях. [1]
Примеры вулканических окраин:
Примеры невулканических окраин:
Пассивные окраины этого типа показывают простую прогрессию через переходную кору, от нормальной континентальной до нормальной океанической коры. Пассивная окраина у берегов Техаса является хорошим примером.
Этот тип переходной коры характеризуется заброшенными рифтами и континентальными блоками, такими как плато Блейк , Гранд-Бэнкс или Багамские острова у побережья восточной Флориды.
Четвертый способ классификации пассивных окраин — по характеру седиментации зрелой пассивной окраины. Седиментация продолжается на протяжении всей жизни пассивной окраины. Седиментация быстро и прогрессивно меняется на начальных этапах формирования пассивной окраины, поскольку рифт начинается на суше, становясь морским по мере открытия рифта и установления настоящей пассивной окраины. Следовательно, история седиментации пассивной окраины начинается с речных, озерных или других субаэральных отложений, развиваясь со временем в зависимости от того, как произошел рифт и как, когда и каким типом осадков он изменяется.
Конструкционные окраины являются «классическим» режимом пассивной окраинной седиментации. Нормальная седиментация является результатом переноса и отложения песка, ила и глины реками через дельты и перераспределения этих осадков вдольбереговыми течениями . Природа осадков может значительно меняться вдоль пассивной окраины из-за взаимодействия между образованием карбонатных осадков, обломочным материалом из рек и вдольбереговым переносом. Там, где поступление обломочных осадков невелико, биогенная седиментация может доминировать, особенно в прибрежной седиментации. Пассивная окраина Мексиканского залива вдоль юга Соединенных Штатов является прекрасным примером этого, с илистой и песчаной прибрежной средой вниз по течению (на запад) от дельты реки Миссисипи и пляжами из карбонатного песка на востоке. Толстые слои осадков постепенно истончаются с увеличением расстояния от берега, в зависимости от оседания пассивной окраины и эффективности механизмов морского транспорта, таких как мутные течения и подводные каналы .
Развитие края шельфа и его миграция во времени имеют решающее значение для развития пассивной окраины. Местоположение разрыва края шельфа отражает сложное взаимодействие между седиментацией, уровнем моря и наличием осадочных плотин. Коралловые рифы служат в качестве бастионов, которые позволяют осадкам накапливаться между ними и берегом, перекрывая поступление осадка в более глубокие воды. Другой тип осадочных плотин возникает из-за наличия соляных куполов , которые распространены вдоль пассивной окраины Техаса и Луизианы .
Осадконакопленные окраины создают узкие континентальные шельфы и пассивные окраины. Это особенно распространено в засушливых регионах, где мало переноса осадков реками или перераспределения вдольбереговыми течениями. Красное море является хорошим примером пассивной окраины с осадконакопленностью.
В формировании пассивных границ выделяют три основных этапа:
Пассивные окраины являются важными объектами разведки нефти . Манн и др. (2001) классифицировали 592 гигантских нефтяных месторождения по шести категориям бассейнов и тектонических установок и отметили, что континентальные пассивные окраины составляют 31% гигантов. Континентальные рифты (которые, вероятно, со временем превратятся в пассивные окраины) содержат еще 30% гигантских нефтяных месторождений мира. Бассейны, связанные с зонами коллизии и зонами субдукции, являются тем местом, где находится большинство оставшихся гигантских нефтяных месторождений.
Пассивные окраины являются хранилищами нефти, поскольку они связаны с благоприятными условиями для накопления и созревания органического вещества. Ранние условия континентального рифтинга привели к развитию бескислородных бассейнов, большого осадочного и органического потока, а также сохранению органического вещества, что привело к образованию месторождений нефти и газа. Из этих месторождений будет формироваться сырая нефть. Это места, в которых нефтяные ресурсы наиболее прибыльны и продуктивны. Продуктивные месторождения находятся на пассивных окраинах по всему миру, включая Мексиканский залив , западную Скандинавию и Западную Австралию .
Международные дискуссии о том, кто контролирует ресурсы пассивных окраин, находятся в центре внимания переговоров по морскому праву . Континентальные шельфы являются важными частями национальных исключительных экономических зон , важных для месторождений полезных ископаемых на морском дне (включая нефть и газ) и рыболовства.