Введение

Геологическая линейная зона, где литосфера испытывает растяжение.

Геологическое понятие

В геологии рифт – это линейная зона, где литосфера разрывается и представляет собой пример экстенсионной тектоники. Типичными признаками рифта являются центральная линейная пониженная область, называемая грабеном, или чаще полуграбен с нормальными сбросами и поднятием флангов рифта преимущественно с одной стороны. Если рифты остаются выше уровня моря, они формируют рифтовую долину, которая может заполняться водой, образуя рифтовое озеро. Ось рифтовой зоны может содержать вулканические породы, и активный вулканизм является частью многих, но не всех, активных рифтовых систем. Крупные рифты образуются вдоль центральной оси большинства срединно-океанических хребтов, где по линии расхождения между двумя тектоническими плитами создается новая океаническая кора и литосфера. Неразвитые рифты – это результат континентального рифтинга, который не достиг стадии распада. Обычно переход от рифтинга к спрэдингу происходит в тройной точке, где три сходящихся рифта пересекаются над мантийным плюмом. Две из них развиваются до стадии спрэдинга морского дна, а третья в конечном итоге прекращает развитие, формируя аулакоген.

Геометрия

Большинство рифтов состоят из серии отдельных сегментов, которые вместе образуют линейную зону, характерную для рифтов. Отдельные сегменты рифта имеют преимущественно геометрию полуграбена, контролируемую одним разломом, ограничивающим бассейн. Длина сегментов варьируется в зависимости от рифта и эластической толщины литосферы. В областях с толстой и холодной литосферой, таких как Байкальский рифт, длина сегментов превышает 80 км, в то время как в областях с более теплой и тонкой литосферой она может быть менее 30 км. Вдоль оси рифта положение, а в некоторых случаях и полярность (направление падения) главного разлома, ограничивающего рифт, меняется от сегмента к сегменту. Границы сегментов часто имеют более сложную структуру и обычно пересекают ось рифта под большим углом. Эти зоны границ сегментов компенсируют различия в смещении вдоль разломов между сегментами и поэтому называются зонами аккомодации. Зоны аккомодации принимают различные формы – от простой релейной зоны на перекрытии двух крупных разломов с одинаковой полярностью до зон высокой структурной сложности, особенно там, где сегменты имеют противоположную полярность. Зоны аккомодации могут располагаться в местах пересечения более древних структур коры с осью рифта. В рифте Суэцкого залива зона аккомодации Заафарана находится в месте встречи зоны сдвига в Аравийско-Нубийском щите с рифтом. Фланги или плечи рифта – это приподнятые области, окружающие рифт. Ширина плеч рифта обычно составляет около 70 км.

Начало трещины

Формирование рифтовых бассейнов и локализация деформаций отражают стадию развития рифта. На начальной стадии рифтинга верхняя часть литосферы начинает растягиваться по серии первоначально разрозненных нормальных разломов, что приводит к образованию изолированных бассейнов. В надсухопутных рифтах, например, дренаж на начальной стадии рифтинга обычно внутренний, без элементов сквозного стока.

Стадия зрелого разлома

По мере развития рифта некоторые отдельные сегменты разломов увеличиваются в размерах, в конечном итоге соединяясь и формируя более крупные ограничивающие разломы. Последующее растяжение концентрируется на этих разломах. Более протяженные разломы и большее расстояние между ними приводят к образованию более сплошных зон проседаний, связанных с разломами, вдоль оси рифта. На этой стадии развивается значительное поднятие флангов рифта, оказывающее сильное влияние на дренаж и процессы осадконакопления в рифтовых бассейнах.

Пост-фрит оседание

После прекращения рифтинга мантия под рифтом остывает, что сопровождается обширной областью пострифтовой просадки. Величина просадки напрямую связана с величиной истончения коры в фазе рифтинга, рассчитываемой как бета-фактор (начальная толщина коры, деленная на конечную толщину коры), но также зависит от степени заполнения рифтовой впадины на каждом этапе, обусловленной большей плотностью осадочных пород по сравнению с водой. Простая "модель Маккензи" рифтинга, рассматривающая стадию рифтинга как мгновенную, дает хорошее приближение первого порядка для оценки истончения коры по данным наблюдений за величиной пострифтовой просадки. В настоящее время она в основном заменена "моделью гибкого консольного свеса", которая учитывает геометрию разломов рифта и флексурно-изостатическое равновесие верхней части коры.

Многофазный рифтинг

Некоторые рифты демонстрируют сложную и продолжительную историю рифтогенеза, включающую несколько отчетливых фаз. Рифт Северного моря показывает признаки нескольких отдельных фаз рифтинга от пермского до раннего мелового периода, что составляет более 100 миллионов лет.

Расколоть до разрыва

Разломы могут приводить к распаду континентов и образованию океанических бассейнов. Успешный рифтинг приводит к распространению морского дна вдоль срединно-океанического хребта и формированию пары сопряженных окраин, разделенных океаническим бассейном. Рифтинг может быть активным, контролируемым мантийной конвекцией, или пассивным, вызванным дальнодействующими тектоническими силами, растягивающими литосферу. Архитектура окраин формируется в результате пространственно-временных взаимосвязей между фазами протяжённой деформации. Сегментация окраин в конечном итоге приводит к образованию рифтовых доменов с вариациями рельефа границы Мохо, включая проксимальный домен с блоками коры, повёрнутыми вдоль разломов, зону сужения с истончением коры, дистальный домен с глубокими прогибами, переход от континента к океану и океанический домен. Деформация и магматизм взаимодействуют в процессе эволюции рифта. Могут формироваться рифтовые границы, богатые и бедные магмой. Рифтовые границы с недостатком магмы подвержены крупномасштабному разломообразованию и гиперэкстенсии коры. В результате, перидотиты верхней мантии и габбро часто обнажаются и подвергаются серпентинизации вдоль экстенсионных отслоений на морском дне.

Магматизм

Многие рифты являются местами, по крайней мере, незначительной магматической активности, особенно на ранних стадиях рифтинга. Алкалические базальты и бимодальный вулканизм – типичные продукты магматизма, связанного с рифтами. Недавние исследования показывают, что постколлизионные граниты в коллизионных орогенах образуются в результате магматизма рифтинга на сходящихся границах плит.

Экономическое значение

В осадочных породах, ассоциированных с континентальными рифтами, сосредоточены важные месторождения как минералов, так и углеводородов.

Минеральные месторождения

Минеральные месторождения SedEx в основном приурочены к континентальным рифтовым зонам. Они формируются в пострифтовых отложениях, когда гидротермальные флюиды, связанные с магматической деятельностью, выбрасываются на морское дно.

Нефть и газ

Континентальные рифты являются местами значительных накоплений нефти и газа, таких как Викинг-Грабен и рифт Суэцкого залива. Тридцать процентов гигантских нефтяных и газовых месторождений приходятся на такие геологические условия. По оценкам 1999 года, в рифтах содержится 200 миллиардов баррелей извлекаемых запасов нефти. Материнские породы часто формируются в осадочных отложениях, заполняющих активный рифт (синрифтовая стадия), образуясь либо в озёрной, либо в ограниченной морской среде, хотя не все рифты содержат подобные последовательности. Коллекторские породы могут быть развиты в предрифтовых, синрифтовых и пострифтовых отложениях. Эффективные региональные экраны могут присутствовать в пострифтовой последовательности при отложении глин или эвапоритов. Немного более половины оценочных запасов нефти связано с рифтами, содержащими морские синрифтовые и пострифтовые последовательности, чуть менее четверти – с рифтами, содержащими континентальные синрифтовые и пострифтовые отложения, и одна восьмая – с континентальными синрифтовыми отложениями и морскими пострифтовыми.