Passiv marginal - Passive margin

Rifting-to-spreading-övergång
Passiv kontinental marginal

En passiv marginal är övergången mellan oceanisk och kontinental litosfär som inte är en aktiv plattmarginal . En passiv marginal bildas genom sedimentation ovanför en gammal spricka , nu präglad av övergångslitosfär. Kontinental spridning skapar nya havsbassänger. Så småningom bildar den kontinentala sprickan en mid-ocean ås och förlängningsplatsen rör sig bort från kontinent-havsgränsen . Övergången mellan den kontinentala och oceaniska litosfären som ursprungligen skapades genom klyvning är känd som en passiv marginal.

Global distribution

Karta som visar fördelningen av jordens passiva marginaler.

Passiva marginaler finns vid varje havs- och kontinentgräns som inte är markerad av ett slagfel eller en subduktionszon . Passiva marginaler definierar regionen runt Atlanten , Ishavet och västra Indiska oceanen och definierar hela Afrikas , Grönlands , Indien och Australiens kuster . De finns också på östkusten i Nordamerika och Sydamerika , i västra Europa och större delen av Antarktis . Östra Asien innehåller också några passiva marginaler.

Nyckelkomponenter

Aktiva kontra passiva marginaler

Skillnaden mellan aktiva och passiva marginaler avser huruvida en skorpegräns mellan oceanisk litosfär och kontinental litosfär är en plattgräns . Aktiva marginaler finns på kanten av en kontinent där subduktion sker. Dessa kännetecknas ofta av upphöjningar och vulkaniska bergbälten på den kontinentala plattan. Mindre ofta är det ett strejkfel , som definierar västra Afrikas södra kust . De flesta av östra Indiska oceanen och nästan hela Stilla havsmarginalen är exempel på aktiva marginaler. Medan en svets mellan oceanisk och kontinental litosfär kallas en passiv marginal, är det inte en inaktiv marginal. Aktiv nedsättning, sedimentering, tillväxtfel, bildning av porvätska och migration är alla aktiva processer på passiva marginaler. Passiva marginaler är endast passiva genom att de inte är aktiva plattgränser.

Morfologi

Bathymetrisk profil över en typisk passiv marginal. Observera att vertikal skala är kraftigt överdriven i förhållande till den horisontella skalan.

Passiva marginaler består av både onshore kust- slätten och offshore kontinentalsockeln -Lutning-rise triader. Kustslätten domineras ofta av fluviala processer, medan kontinentalsockeln domineras av delta- och longshore -processer. De stora floderna ( Amazonas . Orinoco , Kongo , Nilen , Ganges , Yellow , Yangtze och Mackenzie ) rinner ut över passiva marginaler. Omfattande flodmynningar är vanliga på mogna passiva marginaler. Även om det finns många typer av passiva marginaler, är morfologierna för de flesta passiva marginalerna anmärkningsvärt lika. Vanligtvis består de av en kontinentalsockel, en kontinental sluttning, en kontinental stigning och en avgrundsplan. Det morfologiska uttrycket för dessa egenskaper definieras till stor del av den underliggande övergångsskorpan och sedimentationen ovanför den. Passiva marginaler som definieras av en stor budget för fluvial sediment och de som domineras av korall och andra biogena processer har i allmänhet en liknande morfologi. Dessutom verkar hyllbrottet markera det högsta Neogene -läget, definierat av glacialmaxima. Den yttre kontinentalsockeln och sluttningen kan skäras av stora ubåtskanoner , som markerar flodernas fortsättning till havs.

På höga breddgrader och under istid kan den nära kustmorfologin för passiva marginaler spegla glaciala processer, till exempel fjordarna i Norge och Grönland .

Tvärsnitt

Övergångsskorpan består av sträckt och felaktig kontinental skorpa. Obs: vertikal skala är kraftigt överdriven i förhållande till horisontell skala.
Tvärsnitt genom passiv skorpa med passiv marginal. Övergångsskorpa som en i stort sett vulkanisk konstruktion. Obs: vertikal skala är kraftigt överdriven i förhållande till horisontell skala.

Huvuddragen i passiva marginaler ligger under de yttre karaktärerna. Under passiva marginaler är övergången mellan kontinental- och havskorpan en bred övergång som kallas övergångsskorpa. Den avtagna kontinentala skorpan kännetecknas av normala fel som doppar mot havet. Den felaktiga skorpan övergår till havsskorpa och kan vara djupt begravd på grund av termisk nedsänkning och sedimentmassan som samlas ovanför den. Den litosfären under passiva marginaler är känd som övergångs litosfären. Litosfären tynnar ut i havet när den övergår från havet till havskorpan. Olika typer av övergångsskorpa bildas, beroende på hur snabbt klyvning sker och hur het den underliggande manteln var vid riftningstillfället. Vulkaniska passiva marginaler representerar en övergångsskorpttyp av slutmedlem, den andra typen av slutmedlem (amagmatisk) är den riftade passiva marginalen. Vulkaniska passiva marginaler präglas också av många vallar och stötande intrång i den avtagna kontinentala skorpan. Det finns vanligtvis många vallar som bildas vinkelrätt mot de lavaströmmar och trösklar som sjunker i havet. Igneösa inträngningar i skorpan orsakar lavaströmmar längs toppen av den avtagna kontinentala skorpan och bildar reflekterande mot havet.

Sänkningsmekanismer

Passiva marginaler kännetecknas av tjocka ansamlingar av sediment. Utrymme för dessa sediment kallas för boende och beror på nedsänkning av särskilt övergångsskorpan. Sänkningen orsakas i slutändan av gravitationell jämvikt som upprättas mellan skorpan, så kallad isostasi . Isostasy styr höjningen av sprickflanken och den efterföljande nedsänkningen av den utvecklande passiva marginalen och reflekteras mestadels av förändringar i värmeflödet . Värmeflöde vid passiva marginaler förändras avsevärt under dess livslängd, högt i början och minskar med åldern. I det inledande skedet sträcks och tunnas den kontinentala skorpan och litosfären ut på grund av plattrörelse ( plattektonik ) och tillhörande magartad aktivitet. Den mycket tunna litosfären under sprickan låter uppväxtmanteln smälta genom dekompression. Litosfärisk gallring gör det också möjligt för asthenosfären att stiga närmare ytan och värmer den överliggande litosfären genom ledning och tillförsel av värme från påträngande vallar. Uppvärmning minskar litosfärens densitet och höjer den nedre skorpan och litosfären. Dessutom kan mantelplommor värma litosfären och orsaka oerhört stor aktivitet. När en mid-oceanisk ås bildas och havsbotten sprider sig, separeras den ursprungliga platsen för klyvning i konjugerade passiva marginaler (till exempel var de östra USA och NW afrikanska marginalerna delar av samma spricka under tidig mesozoisk tid och är nu konjugerade marginaler) och migrerar bort från zonen med manteluppväxt och uppvärmning och kylning börjar. Mantellitosfären under den tunnade och felaktiga kontinentala oceaniska övergången kyler, tjocknar, ökar i densitet och börjar därmed avta. Ansamlingen av sediment ovanför den avtagande övergångsskorpan och litosfären trycker ytterligare ned övergångsskorpan.

Klassificering

Det finns fyra olika perspektiv som behövs för att klassificera passiva marginaler:

  1. kartvy-formationsgeometri (rifted, sheared och transtensional),
  2. övergångsskorpans natur (vulkanisk och icke-vulkanisk),
  3. om övergångsskorpan representerar en kontinuerlig förändring från normal kontinental till normal oceanisk skorpa eller detta inkluderar isolerade sprickor och strandade kontinentala block (enkla och komplexa), och
  4. sedimentation (karbonat-dominerad, klastisk-dominerad eller sediment svält).

Den första beskriver sambandet mellan sprickorientering och plattrörelse, den andra beskriver övergångsskorpans natur och den tredje beskriver sedimentering efter sprickan. Alla tre perspektiven måste beaktas vid beskrivning av en passiv marginal. I själva verket är passiva marginaler extremt långa och varierar längs längden i sprickgeometri, övergångsskorps natur och sedimentförsörjning; det är mer lämpligt att dela upp individuella passiva marginaler i segment på denna grund och tillämpa den trefaldiga klassificeringen för varje segment.

Geometri av passiva marginaler

Riftad marginal

Detta är det typiska sättet som passiva marginaler bildas, eftersom separerade kontinentalstrakter rör sig vinkelrätt mot kusten. Detta är hur centrala Atlanten öppnade, med början i Jurassic tid. Fel tenderar att vara listric : normala fel som plattar med djupet.

Avskuren marginal

Skarvade marginaler bildas där kontinental upplösning var associerad med strejkfel . Ett bra exempel på denna typ av marginal finns på västra Afrikas sydläge. Skarvade marginaler är mycket komplexa och tenderar att vara ganska smala. De skiljer sig också från riftade passiva marginaler i strukturell stil och termisk utveckling under kontinental upplösning. När havsbottens spridningsaxel rör sig längs marginalen ger termisk upphöjning en ås. Denna ås fångar sediment, vilket gör att tjocka sekvenser kan ackumuleras. Dessa typer av passiva marginaler är mindre vulkaniska.

Transtensional marginal

Denna typ av passiv marginal utvecklas där klyvning är snett mot kusten, som nu sker i Kaliforniens viken .

Typ av övergångsskorpa

Övergångsskorpan, som skiljer äkta oceaniska och kontinentala jordskorpor, är grunden för varje passiv marginal. Detta bildas under riftningsstadiet och består av två slutmedlemmar: vulkaniskt och icke-vulkaniskt. Detta klassificeringsschema gäller endast rifted and transstensional margin; övergångsskorpan av klippta marginaler är mycket dåligt känd.

Icke-vulkanisk riftad marginal

Icke-vulkaniska marginaler bildas när förlängning åtföljs av liten mantelsmältning och vulkanism. Icke-vulkanisk övergångsskorpa består av sträckt och tunnare kontinental skorpa. Icke-vulkaniska marginaler kännetecknas vanligtvis av seismiska reflektorer som sänker kontinent (roterade skorpblocker och tillhörande sediment) och låga P-vågshastigheter (<7,0 km/s) i den nedre delen av övergångsskorpan.

Vulkanisk riftad marginal

Vulkaniska marginaler utgör en del av stora vulkaniska provinser, som kännetecknas av massiva placeringar av mafiska extruderingar och påträngande stenar under mycket korta tidsperioder. Vulkaniska marginaler bildas när klyvning åtföljs av betydande mantelsmältning, med vulkanism som förekommer och/eller under kontinental upplösning. Övergångsskorpan av vulkaniska marginaler består av basaltiska vulkaniska bergarter , inklusive lavaströmmar , trösklar , vallar och gabbro .

Vulkaniska marginaler skiljer sig vanligtvis från icke-vulkaniska (eller magma-fattiga) marginaler (t.ex. den iberiska marginalen, Newfoundland-marginalen) som inte innehåller stora mängder extruderande och/eller påträngande bergarter och kan uppvisa skorpefunktioner såsom takfria, serpentiniserade mantlar. Det är känt att vulkaniska marginaler skiljer sig från magma-fattiga marginaler på ett antal sätt:

  • En övergångsskorpa som består av basaltiska vulkaniska bergarter , inklusive lavaströmmar , trösklar , vallar och gabbros
  • En enorm volym basaltflöden, vanligtvis uttryckta som reflekterande havs-reflekterande sekvenser (SDRS) som roterades under de tidiga stadierna av skorpans ackumulering (uppbrottningsstadium)
  • Förekomsten av många tröskel/vall- och ventilkomplex som tränger in i det intilliggande bassängen
  • Avsaknaden av signifikant nedsättning av passiv marginal under och efter uppbrottet
  • Förekomsten av en lägre skorpa med avvikande höga seismiska P-våghastigheter (V p = 7,1-7,8 km/s)-kallad lägre skorpkroppar (LCB) i den geologiska litteraturen

De höga hastigheterna (V p > 7 km) och de stora tjocklekarna på LCB är bevis som stöder fallet för plummatad ackretion (mafisk förtjockning) som underpläterar skorpan under kontinental upplösning. LCB är belägna längs kontinent-havsövergången men kan ibland sträcka sig under den kontinentala delen av den riftade marginalen (såsom observerats i den mellersta norska marginalen till exempel). På det kontinentala området finns det fortfarande en öppen diskussion om deras verkliga natur, kronologi, geodynamiska och petroleumimplikationer.

Exempel på vulkaniska marginaler:

  • Jemen -marginalen
  • Den östra australiensiska marginalen
  • Västindiska marginalen
  • Hatton-Rockal-marginalen
  • USA: s östkust
  • Den mellersta norska marginalen
  • De brasilianska marginalerna
  • Namibias marginal
  • Östra Grönlands marginal
  • Västgrönlands marginal

Exempel på icke-vulkaniska marginaler:

  • Newfoundlands marginal
  • Den iberiska marginalen
  • Marginalerna i Labradorhavet (Labrador och sydvästra Grönland)

Heterogenitet i övergångsskorpan

Enkel övergångsskorpa

Passiva marginaler av denna typ visar en enkel utveckling genom övergångsskorpan, från normal kontinental till normal oceanisk jordskorpan. Den passiva marginalen utanför Texas är ett bra exempel.

Komplex övergångsskorpa

Denna typ av övergångsskorpa kännetecknas av övergivna sprickor och kontinentala block, såsom Blake Plateau , Grand Banks eller Bahama Islands offshore östra Florida.

Sedimentation

Ett fjärde sätt att klassificera passiva marginaler är beroende på sedimentationen av den mogna passiva marginalen. Sedimentation fortsätter under hela passivmarginalens livslängd. Sedimentation förändras snabbt och successivt under de inledande stadierna av bildandet av passiv marginal eftersom sprickor börjar på land och blir marina när sprickan öppnas och en sann passiv marginal upprättas. Följaktligen börjar sedimenteringshistorien för en passiv marginal med fluviala, lakustrina eller andra subaeriala avlagringar, som utvecklas med tiden beroende på hur sprickan skedde och hur, när och med vilken typ av sediment det varierar.

Byggnads

Konstruktionsmarginaler är det "klassiska" sättet för passiv marginsedimentering. Normal sedimentering beror på transport och deponering av sand, silt och lera vid floder via deltor och omfördelning av dessa sediment med långströmmar . Sedimentets natur kan förändras anmärkningsvärt längs en passiv marginal på grund av interaktioner mellan produktion av karbonatsediment, klastiska tillförsel från floder och längs sjötransport. Där inmatningar av klastiska sediment är små kan biogen sedimentering dominera särskilt nära sedimentation vid havet. Den Mexikanska golfen passiv marginal längs den södra USA är ett utmärkt exempel på detta, med leriga och sandiga kustmiljöer ner ström (väst) från Mississippi River Delta och stränder av karbonat sand i öster. De tjocka lagren av sediment tunnas gradvis med ökande avstånd offshore, beroende på nedsättning av den passiva marginalen och effekten av offshoretransportmekanismer som grumlighetsströmmar och ubåtskanaler .

Utvecklingen av hyllkanten och dess migration genom tiden är avgörande för utvecklingen av en passiv marginal. Placeringen av hyllkanten bryter återspeglar komplex interaktion mellan sedimentation, havsnivå och förekomsten av sedimentdammar. Korallrev fungerar som murverk som tillåter sediment att ackumuleras mellan dem och stranden, vilket avbryter sedimenttillförseln till djupare vatten. En annan typ av sedimentdamm härrör från närvaron av saltkupoler , som är vanliga längs passivmarginalen Texas och Louisiana .

Utsvulten

Sedimenthungrade marginaler ger smala kontinentalhyllor och passiva marginaler. Detta är särskilt vanligt i torra regioner, där det finns liten transport av sediment genom floder eller omfördelning med långströmmar. Röda havet är ett bra exempel på en sedimenthungrad passiv marginal.

Bildning

Bildande av passiva marginaler.png

Det finns tre huvudstadier i bildandet av passiva marginaler:

  1. I det första stadiet upprättas en kontinental spricka på grund av sträckning och gallring av skorpan och litosfären genom plattrörelse. Detta är början på den kontinentala jordskorpans nedsänkning. Dränering är i allmänhet borta från sprickan i detta skede.
  2. Den andra etappen leder till bildandet av ett oceaniskt bassäng, liknande det moderna Röda havet . Den avtagande kontinentala skorpan genomgår normala fel eftersom övergångsmiljöförhållanden etableras. Områden med begränsad cirkulation av havsvatten i kombination med torrt klimat skapar avdunstningsavlagringar. Skorpan och litosfärens sträckning och gallring pågår fortfarande i detta skede. Vulkaniska passiva marginaler har också stötande intrång och vallar under detta skede.
  3. Det sista steget i formationen sker först när skorpans töjning upphör och övergångsskorpan och litosfären avtar som ett resultat av kylning och förtjockning (termisk nedsänkning). Dränering börjar rinna mot den passiva marginalen och får sediment att ackumuleras över den.

Ekonomisk betydelse

Passiva marginaler är viktiga prospekteringsmål för petroleum . Mann et al. (2001) klassificerade 592 gigantiska oljefält i sex bassäng- och tektoniska miljöer och noterade att kontinentala passiva marginaler står för 31% av jättarna. Kontinentala sprickor (som sannolikt kommer att utvecklas till passiva marginaler med tiden) innehåller ytterligare 30% av världens gigantiska oljefält. Bassänger i samband med kollisionszoner och subduktionszoner är där de flesta av de återstående jätteoljefälten finns.

Passiva marginaler är oljelager eftersom dessa är förknippade med gynnsamma förutsättningar för ackumulering och mognad av organiskt material. Tidiga kontinentala sprickförhållanden ledde till utvecklingen av anoxiska bassänger, stort sediment och organiskt flöde och bevarande av organiskt material som ledde till olje- och gasavlagringar. Råolja kommer att bildas från dessa fyndigheter. Det är de orter där petroleumresurser är mest lönsamma och produktiva. Produktiva fält finns i passiva marginaler runt om i världen, inklusive Mexikanska golfen , västra Skandinavien och västra Australien .

Havets lag

Internationella diskussioner om vem som kontrollerar resurserna för passiva marginaler är fokus för havsrättsförhandlingarna . Kontinentalhyllor är viktiga delar av nationella exklusiva ekonomiska zoner , viktiga för mineralfyndigheter på havsbotten (inklusive olja och gas) och fiske.

Se även

Referenser

  1. ^ Norsk vulkanisk marginal Arkiverad 22 juni 2012 på Wayback Machine
  • Hillis, RD; RD Müller (2003). Den australiensiska tallrikens utveckling och dynamik . Geological Society of America.
  • Morelock, Jack (2004). "Marginalstruktur" . Geologisk oceanografi . Arkiverad från originalet 2017-01-10 . Hämtad 2007-12-02 .
  • Curray, JR (1980). "IPOD -programmet om passiva kontinentala marginaler". Filosofiska transaktioner från Royal Society of London . A 294 (1409): 17–33. Bibcode : 1980RSPTA.294 ... 17C . doi : 10.1098/rsta.1980.0008 . JSTOR  36571 . S2CID  121621142 .
  • "Diapir". Encyclopædia Britannica Online . Encyclopædia Britannica. 2007.
  • "Petroleum". Encyclopædia Britannica Online . Encyclopædia Britannica. 2007.| http://www.mantleplumes.org/VM_Norway.html
  • "UNIL: Subvention Curves" . Institutet för geologi och paleontologi vid universitetet i Lausanne . Hämtad 2007-12-02 .
  • "P. Mann, L. Gahagan och MB Gordon, 2001. Tektonisk inställning av världens jätteoljefält, del 1 Ett nytt klassificeringsschema för världens jättefält avslöjar den regionala geologin där prospekterare med största sannolikhet kommer att hitta framtida jättar" . Arkiverad från originalet 2008-02-09.
  • Bird, Dale (februari 2001). "Skjuvmarginaler". Spetsen . 20 (2): 150–159. doi : 10.1190/1.1438894 .
  • Fraser, SI; Fraser, AJ; Lentini, MR; Gawthorpe, RL (2007). "Återgå till sprickor - nästa våg: Ny insikt i petroleumsgeologin i globala sprickbassänger". Petroleumgeovetenskap . 13 (2): 99–104. doi : 10.1144/1354-079307-749 . S2CID  130607197 .
  • Gernigon, L .; JC Ringenbach; S. Planke; B. Le Gall (2004). "Djupa strukturer och uppbrott längs vulkaniska riftade marginaler: Insikter från integrerade studier längs det yttre Vøringbassängen (Norge)". Havs- och petroleumsgeologi . 21–3 (3): 363–372. doi : 10.1016/j.marpetgeo.2004.01.005 .| http://www.mantleplumes.org/VM_Norway.html
  • Continental Margins Committee, red. (1989). Margins: A Research Initiative for Interdisciplinary Studies of the Processes Deltaing Lithospheric Extension and Convergence (PDF) . National Academies Press. doi : 10.17226/1500 . ISBN 978-0-309-04188-1. Hämtad 2007-12-02 .
  • Geoffroy, Laurent (oktober 2005). "Vulkaniska passiva marginaler" (PDF) . CR Geoscience 337 (på franska och engelska). Elsevier SAS . Hämtad 2007-12-02 .
  • RA Scrutton, red. (1982). Dynamik i passiva marginaler . USA: American Geophysical Union.
  • Mjelde, R .; Raum, T .; Murai, Y .; Takanami, T. (2007). "Kontinent-havsövergångar: granskning och en ny tektonomagmatisk modell av Vøringplatån, NE Atlantic". Journal of Geodynamics . 43 (3): 374–392. Bibcode : 2007JGeo ... 43..374M . doi : 10.1016/j.jog.2006.09.013 .