stringtranslate.com

Рио-Гранде разлом

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

Рио -Гранде — это континентальная рифтовая зона северного простирания . Он отделяет плато Колорадо на западе от внутренней части Северо-Американского кратона на востоке. [1] Разлом простирается от центрального Колорадо на севере до штата Чиуауа в Мексике на юге. [2] Рифтовая зона состоит из четырех бассейнов, средняя ширина которых составляет 50 километров (31 миль). [1] Разлом можно наблюдать в Национальном лесу Рио-Гранде , Национальном парке Уайт-Сэндс , Национальном лесу Санта-Фе и Национальном лесу Сибола , а также в других местах.

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

Геология

Разлом Рио-Гранде представляет собой самое восточное проявление широкомасштабного расширения на западе США за последние 35 миллионов лет. Разлом 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-Луиса , Эспаньолы и Альбукерке . Северная протяженность разлома очерчена верхним бассейном реки Арканзас между Лидвиллем и Салидой, штат Колорадо . Дальше на юг рифт определяется сетью более мелких, менее топографически различимых чередующихся бассейнов и хребтов. Различие между этими меньшими бассейнами и бассейнами провинции Бассейнов и Хребтов становится размытым в северной Мексике . [3] [4]

Размер бассейна обычно уменьшается к северу от разлома, хотя Эспаньола покрывает примерно 120 километров (75 миль) с севера на юг и 40 километров (25 миль) с востока на запад, а Сан-Луис имеет размеры примерно 120 на 80 километров (75 на 50 миль). ми). Эти бассейны могут содержать внутри себя более мелкие единицы, 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, простираясь на 160 километров (99 миль) с севера на юг и на 86 километров (53 мили) с востока на запад в самых широких точках. Это самый старый из трех основных бассейнов, содержащий 7350 метров (24 110 футов) палеогеновых обломочных отложений , отложившихся на докембрийском фундаменте. Самый южный бассейн Альбукерке содержит дорифтовые вулканические отложения , а центральная и северная части содержат вулканы, извергавшиеся во время рифтинга. [3]

Обобщенный разрез бассейна Альбукерке
Обобщенный разрез бассейна Альбукерке с востока на запад. Обратите внимание на полуграбеновую геометрию, существовавшие дорифтовые палеозойские и мезозойские отложения и большую (до 28%) степень растяжения. [3]
Обобщенный разрез бассейна Сан-Луиса
Обобщенный разрез бассейна Сан-Луиса с востока на запад. Дальше на север этот бассейн имеет меньшее расширение (до 12%). [1] Также обратите внимание на отсутствие предрифтовых отложений и более тонкий профиль. [5]

В поперечном разрезе геометрия бассейнов внутри рифта представляет собой асимметричные полуграбены с основными границами разломов с одной стороны и нисходящим шарниром с другой. На какой стороне бассейна находится главный разлом или шарнир чередуется вдоль рифта. Чередование этих полуграбенов происходит по разломам-переносам, простирающимся поперек рифта, соединяющим основные бассейновые разломы и возникающим между бассейнами, а местами и 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 до восток. Фланкирующие горы, как правило, выше вдоль восточной стороны разлома (хотя часть этого рельефа может иметь ларамидское происхождение). [1] Толщина коры увеличивается к северу под разломом, где она может быть на целых 5 километров (3,1 мили) толще, чем на юге. Толщина земной коры под разломом составляет в среднем 30–35 километров (19–22 миль), что на 10–15 километров (6,2–9,3 мили) тоньше, чем у плато Колорадо на западе и Великих равнин на востоке. [6]

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

Формирование рифта началось со значительных деформаций и разломов со смещениями на многие километры, начиная примерно с 35 млн лет назад. [7] Крупнейшее проявление рифтогенеза связано с чисто сдвиговым механизмом рифтогенеза, при котором обе стороны рифта раздвигаются равномерно и медленно, при этом нижняя кора и верхняя мантия ( литосфера ) растягиваются, как ириска . [8] [9] [10] Это расширение связано с очень низкими скоростями сейсмических волн в верхней мантии на глубине примерно 400 километров (250 миль), что связано с относительно горячей мантией и низкой степенью частичного плавления. [11] Считается , что это вторжение астеносферы в литосферу и континентальную кору является причиной почти всего вулканизма, связанного с рифтом Рио-Гранде.

Осадочное заполнение котловин представлено преимущественно аллювиальными конусами и основными вулканическими потоками. Наиболее щелочные лавы извергались за пределами рифта. [12] Отложения, отложившиеся во время рифтогенеза, широко известны как группа Санта-Фе . В эту группу входят песчаники , конгломераты и вулканиты. В некоторых бассейнах присутствуют также эоловые отложения . [1] [2]

Рифт Рио-Гранде пересекается на севере Нью-Мексико линеаментом Джемез, простирающимся с северо-востока на юго-запад , который простирается далеко до Аризоны . Линеамент определяется выровненными вулканическими полями и несколькими кальдерами в этом районе, включая национальный заповедник Валлес-Кальдера в горах Джемез . Предполагается , что линеамент Джемез представляет собой водный шрам зоны субдукции, отделяющий докембрийские породы фундамента переходной зоны Явапай - Мазацаль от собственно провинции Мазацтль. [13] [14] Также на плато Колорадо, но дальше на север находится вулканическое поле Сан-Хуан в горах Сан-Хуан в Колорадо.

Самые молодые извержения в рифтовой области происходят в Долине Огней , штат Нью-Мексико, и им около 5400 лет. [15] [16] В Сокорро, штат Нью-Мексико , в районе центрального рифта находится раздувающееся среднекоровое силлоподобное магматическое тело на глубине 19 км, которое ответственно за аномально высокую сейсмическую активность в окрестностях, включая самый большой рифт. землетрясения в исторические времена (два события магнитудой примерно 5,8) в июле и ноябре 1906 года. [17] [18] [19] Наземные и космические геодезические измерения указывают на продолжающееся поднятие поверхности над магматическим телом Сокорро [20] примерно на 2 мм/год. [21]

Геологическая история

Сейсмический профиль, полученный в ходе эксперимента по сейсмическому трансекту Рио-Гранде-Рифт (RISTRA), пересекающего рифтовую систему, с обозначением кайнозойской протяженной территории рифта и южных тектонических провинций Большого бассейна.

Тектоническая эволюция рифта Рио-Гранде довольно сложна. Фундаментальное изменение западной окраины Североамериканской плиты от субдукционной к трансформной границе произошло в кайнозойское время. Плита Фараллон продолжала погружаться под западную часть Северной Америки в течение по крайней мере 100 миллионов лет в течение позднего мезозоя и раннего кайнозоя . Деформация сжатия и транспрессии , вызванная Ларамидской складчатостью, продолжалась примерно до 40  млн лет назад в Нью-Мексико. [23] [24] [25] Эта деформация могла быть результатом сцепления между погружающейся плитой Фараллон и вышележащей Северо-Американской плитой . Утолщение коры произошло за счет сжатия ларамида. После Ларамидского складчатого образования и до 20 млн лет назад на юго-западе Соединенных Штатов произошел крупный период вулканической активности. Инъекция горячей магмы ослабила литосферу и позволила в дальнейшем расширить регион. [26]

Кайнозойское расширение началось около 30 миллионов лет назад (млн лет назад). Наблюдаются две фазы растяжения: поздний олигоцен и средний миоцен . [27] Первый период расширения произвел широкие, неглубокие бассейны, ограниченные пологими разломами. Во время этого эпизода кора могла расшириться на 50%. Широкое распространение магматизма в середине кайнозойского времени позволяет предположить, что литосфера была горячей, хрупко-пластичный переход был сравнительно неглубоким. [26] Есть свидетельства того, что второй период расширения начался раньше в центральной и северной части рифта Рио-Гранде, чем на юге. [1] Третий период расширения, возможно, начался в раннем плиоцене . [28]

Одна из теорий состоит в том, что плато Колорадо действует как полунезависимая микроплита [29] , и один из способов объяснить создание рифта Рио-Гранде - это простой поворот плато Колорадо на 1-1,5° по часовой стрелке относительно севера. Американский кратон. [1] Другие объяснения, которые были предложены, заключаются в том, что расширение обусловлено мантийными силами, такими как крупномасштабный мантийный апвеллинг [30] или мелкомасштабная мантийная конвекция на краю стабильного кратона; [31] обрушение утолщенной континентальной коры; [32] начало трансформных разломов вдоль западной окраины Северо-Американской плиты; [33] или отрыв фрагмента плиты Фараллон под районом Рио-Гранде, что усилило астеносферный апвеллинг в окне плиты. [34]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdefg Чапин, Чарльз Э.; Кэтэр, Стивен М. (1994). «Тектоническая обстановка осевых бассейнов северного и центрального рифта Рио-Гранде». В Келлере, Дж. Рэнди; Кэтэр, 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. ^ Аб Клут, К.; Шафтенаар, К. (1994). «Глубина и геометрия северного рифта Рио-Гранде в бассейне Сан-Луис , юго-центральный Колорадо». В Келлере, Дж. Рэнди; Кэтэр, Стивен М. (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: данные отраженной сейсмической разведки». В Келлере, Дж. Рэнди; Кэтэр, 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». Геология Скалистых гор . 34 (1): 121–130. Бибкод : 1999RMGeo..34..121K. дои : 10.2113/34.1.121.
  5. ^ аб Бристер, Б.; Грис, Р. (1994). «Третичная стратиграфия и развитие бассейна Аламоса (север бассейна Сан-Луиса), рифт Рио-Гранде, юг-центральная часть Колорадо». В Келлере, Дж. Рэнди; Кэтэр, Стивен М. (ред.). Бассейны рифта Рио-Гранде: 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, В.; 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 (Б9): 9193–9213. Бибкод : 1987JGR....92.9193P. дои : 10.1029/JB092iB09p09193.
  7. ^ Граух, VJS; Хадсон, Марк Р. (2007). «Руководства по пониманию аэромагнитного выражения разломов в осадочных бассейнах: уроки, извлеченные из центрального рифта Рио-Гранде, Нью-Мексико». Геосфера . 3 (6): 596. Бибкод : 2007Geosp...3..596G. дои : 10.1130/GES00128.1 .
  8. ^ Аб Уилсон, Дэвид; Астер, Ричард; Уэст, Майкл; Ни, Джеймс; Гранд, Стив; Гао, Вэй; Болдридж, В. Скотт; Семкен, Стив; Пейт, Пареш (24 февраля 2005 г.). «Литосферная структура рифта Рио-Гранде». Природа . 433 (7028): 851–855. Бибкод : 2005Natur.433..851W. дои : 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». Журнал Альбукерке .
  10. ↑ Хилл, Карл (25 февраля 2005 г.). «Разлом Рио-Гранде: континент, «растянутый, как ириска»". Выпуск новостей НМГУ .
  11. ^ Гао, В.; Гранд, С.; Болдридж, С.; Уилсон, Д.; Уэст, М.; Ни, Дж.; Астер, Р. (2004). «Конвекция верхней мантии под центральным рифтом Рио-Гранде, полученная с помощью томографии волн P и S». Дж. Геофиз. Рез . 109 (Б3): B03305. Бибкод : 2004JGRB..109.3305G. дои : 10.1029/2003JB002743.
  12. ^ Аб Болдридж, В.; Олсен, К.; Каллендер, Дж. (1984). «Рифт Рио-Гранде: проблемы и перспективы». Путеводитель геологического общества Нью-Мексико, 35-я полевая конференция . стр. 1–11.
  13. ^ Олдрич-младший, MJ (1986). «Тектоника линеамента Джемез в горах Джемез и рифте Рио-Гранде». Журнал геофизических исследований . 91 (Б2): 1753–1762. Бибкод : 1986JGR....91.1753A. дои : 10.1029/JB091iB02p01753.
  14. ^ Уитмейер, Стивен; Карлстрем, Карл Э. (2007). «Тектоническая модель протерозойского роста Северной Америки». Геосфера . 3 (4): 220. дои : 10.1130/GES00055.1 .
  15. ^ Абер, Джеймс С. «Рифт Рио-Гранде». GO 568 Структурная геология . Архивировано из оригинала 29 января 2006 года . Проверено 8 февраля 2006 г.
  16. ↑ Витч, Стивен Уэйд (20 марта 1998 г.). «Рифт Рио-Гранде». Архивировано из оригинала 20 декабря 2005 года . Проверено 8 февраля 2006 г.
  17. ^ Рид, Х.Г. (1911). «Замечательные землетрясения в центре Нью-Мексико в 1906 и 1907 годах». Бык. Сейсмол. Соц. Являюсь . 1 (1): 10–16. Бибкод : 1911BuSSA...1...10R. дои : 10.1785/BSSA0010010010.
  18. ^ Сэнфорд, Арканзас; Балч, РС; Лин, К.В. (1995). «Сейсмическая аномалия в рифте Рио-Гранде недалеко от Сокорро, Нью-Мексико». 78 . Сокорро, Нью-Мексико: Открытый файл Института горного дела и технологий Нью-Мексико, геофизика: 17. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь ) Аннотация по адресу: «Ежегодное собрание». Письма о сейсмологических исследованиях . 66 (2). стр. 44 из 15–61. 1995. дои :10.1785/gssrl.66.2.15.
  19. ^ Шлю, Дж.; Астер, Р.; Мейер, Р. (1996). «Расширение нижней коры магматического тела средней коры в рифте Рио-Гранде, Нью-Мексико». Дж. Геофиз. Рез . 101 (B11): 25, 283–25, 291. Бибкод : 1996JGR...10125283S. дои : 10.1029/96JB02464.
  20. ^ "Магматическое тело Сокорро". Архивировано из оригинала 15 июня 2010 года.
  21. ^ Фиалко, Юрий; Саймонс, Марк (2001). «Доказательства продолжающейся инфляции магматического тела Сокорро, Нью-Мексико, по данным интерферометрического радара с синтезированной апертурой». Письма о геофизических исследованиях . 28 (18): 3549–3552. Бибкод : 2001GeoRL..28.3549F. дои : 10.1029/2001GL013318 . (Doi не выполняет перенаправление.)
  22. ^ Морган, П.; Голомбек, М. (1984). «Факторы, контролирующие фазы и стили расширения северного рифта Рио-Гранде». Путеводитель геологического общества Нью-Мексико, 35-я полевая конференция . стр. 13–20.
  23. ^ Сигер, WR; Мак, GH (1986). «Мемуары 41: Палеотектоника Ларамида на юге Нью-Мексико». Палеотектоника и седиментация в регионе Скалистых гор: Талса, Оклахома . 155 . Американская ассоциация геологов-нефтяников: 669–685.
  24. ^ Чапин, CE; Кэтэр, С.М. «Эоценовая тектоника и осадконакопление в районе плато Колорадо и Скалистых гор». Геологический дайджест Аризоны . 4 : 173–198.
  25. ^ Карлстрем, Кентукки; Дэниел, CG; Тайра, Асахико (1993). «Восстановление правого Ларамидского смещения на севере Нью-Мексико с использованием точек протерозоя». Геология . 21 (2): 188–211. Бибкод : 1993Geo....21..188C. doi :10.1130/0091-7613(1993)021<0188:TPUOHH>2.3.CO;2.
  26. ^ аб Морган, П.; Седжер, WR; Голомбек, депутат парламента (1986). «Кайнозойская термическая, механическая и тектоническая эволюция рифта Рио-Гранде». Журнал геофизических исследований . 91 : 6263–6276. Бибкод : 1986JGR....91.6263M. дои : 10.1029/JB091iB06p06263.
  27. ^ Сигер, WR; Шафикулла, М.; Хоули, JW; Марвин, РФ (1984). «Новый K-Ar восходит к базальтам и эволюции южного рифта Рио-Гранде». Бюллетень Геологического общества Америки . 95 (1): 87–99. Бибкод : 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. Бибкод : 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 периода: проверка вращения плато Колорадо». Журнал геофизических исследований . 93 (Б3): 2201–2215. Бибкод : 1988JGR....93.2201S. дои : 10.1029/JB093iB03p02201.
  30. ^ Муча, Роберт; Форте, Алессандро М.; Роули, Дэвид Б.; Митровица, Джерри X.; Симмонс, Натан А.; Гранд, Стивен П. (2008). «Мантийная конвекция и недавняя эволюция плато Колорадо и рифтовой долины Рио-Гранде». Геология . 36 (6): 439. Бибкод : 2008Гео....36..439М. дои : 10.1130/G24577A.1.
  31. ^ ван Вейк, Дж.; ван Хунен, Дж.; Идет, С. (2008). «Мелкомасштабная конвекция во время континентального рифта: данные из рифта Рио-Гранде». Геология . 36 (7): 575. Бибкод :2008Гео....36..575В. дои : 10.1130/G24691A.1.
  32. ^ Итон, Гордон П. (декабрь 1986 г.). «Тектоническое переопределение Южных Скалистых гор». Тектонофизика . 132 (1–3): 163–193. Бибкод : 1986Tectp.132..163E. дои : 10.1016/0040-1951(86)90031-4.
  33. ^ Дикинсон, Уильям Р.; Снайдер, Уолтер С. (ноябрь 1979 г.). «Геометрия субдуцированных плит, связанная с преобразованием Сан-Андреас». Журнал геологии . 87 (6): 609–627. Бибкод : 1979JG.....87..609D. дои : 10.1086/628456. S2CID  129169733.
  34. ^ Рикеттс, Джейсон В.; Келли, Шари А.; Карлстрем, Карл Э.; Шмандт, Брэндон; Донахью, Магдалена С.; ван Вейк, Иоланте (март 2016 г.). «Синхронное открытие рифта Рио-Гранде на всей его длине в возрасте 25–10 млн лет назад, подтвержденное апатитом (U-Th) / He и термохронологией следов деления, а также оценка возможных движущих механизмов». Бюллетень Геологического общества Америки . 128 (3–4): 397–424. Бибкод : 2016GSAB..128..397R. дои : 10.1130/B31223.1.