Введение
Переход между океанической и континентальной литосферой, не являющийся активной границей плиты. Пассивный марджин – это переход между океанической и континентальной литосферой, не являющийся активной границей плиты. Пассивный марджин формируется в результате осадконакопления над древним рифтом, который сейчас характеризуется переходной литосферой. Континентальный рифтинг приводит к образованию новых океанических бассейнов. В конечном итоге, континентальный рифт трансформируется в срединно-океанический хребет, и зона растяжения перемещается от границы между континентом и океаном. Переход между континентальной и океанической литосферой, первоначально образовавшийся в результате рифтинга, известен как пассивный марджин.
A passive margin is the transition between oceanic and continental lithosphere that is not an active plate margin. A passive margin forms by sedimentation above an ancient rift, now marked by transitional lithosphere. Continental rifting forms new ocean basins. Eventually the continental rift forms a mid ocean ridge and the locus of extension moves away from the continent ocean boundary. The transition between the continental and oceanic lithosphere that was originally formed by rifting is known as a passive margin.
Глобальное распространение
Пассивные окраины встречаются на каждой границе океана и континента, не отмеченной сдвиговым разломом или зоной субдукции. Пассивные окраины очерчивают регион вокруг Северного Ледовитого, Атлантического и западной части Индийского океанов, а также формируют все побережья Африки, Австралии, Гренландии и Индийского субконтинента. Они также встречаются на восточном побережье Северной и Южной Америки, в Западной Европе и на большей части Антарктиды. В Северо-Восточной Азии также имеются некоторые пассивные окраины.
Активная и пассивная маржа
Различие между активными и пассивными границами заключается в том, является ли граница между океанической и континентальной литосферой границей тектонической плиты. Активные границы располагаются на краю континента, где происходит субдукция. Они часто характеризуются поднятием и формированием вулканических горных поясов на континентальной плите. Реже встречаются сдвиговые разломы, как, например, вдоль южного побережья Западной Африки. Большая часть восточной части Индийского океана и почти вся граница Тихого океана служат примерами активных границ. Место соединения океанической и континентальной литосферы называется пассивной границей, однако это не означает, что она неактивна. Активное оседание, осадконакопление, рост разломов, образование и миграция флюидов в порах – все это активные процессы, происходящие на пассивных границах. Пассивные границы пассивны лишь в том смысле, что не являются активными границами тектонических плит.
Морфология
Пассивные маржи состоят как из прибрежной равнины на суше, так и из триад подъема склонов континентального шельфа в океане. Прибрежные равнины часто формируются под воздействием речных процессов, а на континентальном шельфе преобладают дельтаические процессы и процессы вдоль береговых течений. Великие реки (Амазонка, Ориноко, Конго, Нил, Ганг, Хуанхэ, Янцзы и Маккензи) дренируют пассивные маржи. Обширные эстуарии характерны для зрелых пассивных марж. Несмотря на разнообразие типов пассивных марж, морфология большинства из них удивительно схожа. Обычно они состоят из континентального шельфа, континентального склона, континентального подъема и абиссальной равнины. Морфологическое выражение этих элементов в значительной степени определяется лежащей в основании переходной корой и осадочными отложениями, накапливающимися над ней. Пассивные маржи, характеризующиеся большим притоком речного осадка, и те, где доминируют кораллы и другие биогенные процессы, как правило, имеют сходную морфологию. Кроме того, бровка шельфа, по-видимому, указывает на максимальный уровень понижения моря в неогене, определяемый периодами максимального оледенения. Внешний континентальный шельф и склон могут быть изрезаны крупными подводными каньонами, которые являются продолжением рек в море. На высоких широтах и в периоды оледенения, прибрежная морфология пассивных марж может отражать действие ледников, например, фьорды Гренландии и Норвегии.
Поперечное сечение
Основные особенности пассивных окраин скрыты под внешними признаками. Под пассивными окраинами переход между континентальной и океанической корой представляет собой широкую переходную зону, известную как переходная кора. Опущенная континентальная кора характеризуется нормальными разломами, имеющими наклон в сторону моря. Разломленная кора переходит в океаническую кору и может быть глубоко погребена в результате теплового прогиба и массы осадочных отложений, накапливающихся над ней. Литосфера под пассивными окраинами называется переходной литосферой. Литосфера истончается в направлении моря по мере перехода в океаническую кору. Формируются различные типы переходной коры в зависимости от скорости рифтинга и температуры мантии в момент рифтинга. Вулканические пассивные окраины представляют собой один крайний тип переходной коры, а другой крайний (амагматический) тип – рифтованная пассивная окраина. Вулканические пассивные окраины также характеризуются многочисленными дайками и магматическими интрузиями в опущенной континентальной коре. Обычно формируется большое количество даек, ориентированных перпендикулярно к наклонным в сторону моря потокам лавы и силлу. Магматические интрузии в коре вызывают образование лавовых потоков вдоль вершины опущенной континентальной коры и формирование отражателей, имеющих наклон в сторону моря.
Механизмы оседания
Пассивные окраины характеризуются мощными накоплениями осадочных пород. Пространство для этих отложений называется вместимостью и обусловлено оседанием, особенно переходной коры. Оседание в конечном итоге вызвано гравитационным равновесием, устанавливающимся между участками коры, известным как изостазия. Изостазия контролирует поднятие флангов рифтовой зоны и последующее опускание формирующейся пассивной окраины и в основном проявляется в изменениях теплового потока. Тепловой поток на пассивных окраинах значительно меняется на протяжении их существования, будучи высоким в начале и уменьшаясь с возрастом. На начальном этапе континентальная кора и литосфера растягиваются и истончаются из-за движения плит (тектоники плит) и сопутствующей магматической активности. Очень тонкая литосфера под рифтом позволяет восходящей мантии плавиться за счет декомпрессии. Истончение литосферы также позволяет астеносфере подниматься ближе к поверхности, нагревая вышележащую литосферу посредством теплопроводности и адвекции тепла интрузивными дайками. Нагрев снижает плотность литосферы и приподнимает нижнюю кору и литосферу. Кроме того, мантийные плюмы могут нагревать литосферу и вызывать интенсивную магматическую активность. После формирования срединно-океанического хребта и начала расхождения морского дна первоначальный участок рифтинга разделяется на сопряженные пассивные окраины (например, восточные окраины США и Северо-Западной Африки были частью одного и того же рифта в раннем мезозое и теперь являются сопряженными окраинами) и удаляется от зоны восхождения мантии, после чего начинаются процессы охлаждения. Мантийная литосфера под истонченным и разломленным континентально-океаническим переходом охлаждается, утолщается, увеличивается в плотности и, следовательно, начинает опускаться. Накопление осадков над оседающей переходной корой и литосферой дополнительно угнетает переходную кору.
Разрывная граница
Это типичный способ формирования пассивных окраин, когда разделяющиеся континентальные блоки перемещаются перпендикулярно линии побережья. Так образовался Центральный Атлантический океан, начиная с юрского периода. Разломы, как правило, имеют листрическую форму: нормальные разломы, угол наклона которых уменьшается с глубиной.
Полоса с обрезкой
Формируются сдвиговые края (обрезные границы) там, где разрыв континента был связан с разломами сдвига. Хороший пример такого типа края можно найти на южном побережье Западной Африки. Сдвиговые края очень сложны и, как правило, довольно узкие. Они также отличаются от рифтовых пассивных окраин по структурному стилю и тепловой эволюции в процессе разрыва континента. По мере движения оси распространения морского дна вдоль края, тепловое поднятие формирует вал (хребет). Этот вал удерживает осадочные породы, что способствует накоплению мощных толщ. Эти типы пассивных окраин характеризуются меньшей вулканической активностью.
Транстенциальная маржа
Этот тип пассивного края литосферы формируется там, где рифтогенез происходит под углом к береговой линии, как это наблюдается в настоящее время в Калифорнийском заливе.
Характер переходной коры
Переходная кора, разделяющая собственно океаническую и континентальную кору, является основой любой пассивной окраины. Она формируется на стадии рифтинга и состоит из двух крайних типов: вулканического и невулканического. Данная схема классификации применима только к рифтовым и транстенсиональным окраинам; переходная кора, связанная с разломными окраинами, изучена крайне слабо.
Не вулканическая рифтовая граница
Невулканические окраины формируются при растяжении, сопровождающемся незначительным плавлением мантии и вулканизмом. Невулканическая переходная кора состоит из растянутой и истонченной континентальной коры. Невулканические окраины обычно характеризуются континентально-направленным наклоном сейсмических отражателей (развернутых блоков коры и сопутствующих отложений) и низкими скоростями продольных волн (<7,0 км/с) в нижней части переходной коры.
Простая переходная кора
Пассивные окраины этого типа демонстрируют последовательный переход через переходную кору, от типичной континентальной к типичной океанической коре. Пассивная маржа у побережья Техаса является хорошим примером.
Сложная переходная кора
Этот тип переходной коры характеризуется заброшенными рифтами и континентальными блоками, такими как плато Блейка, Гранд-Банки или Багамские острова у восточного побережья Флориды.
Осадочность
Четвертый способ классификации пассивных окраин – по характеру осадконакопления зрелой пассивной окраины. Осадконакопление продолжается на протяжении всего существования пассивной окраины. Интенсивность и характер осадконакопления быстро и прогрессивно меняются на начальных стадиях формирования пассивной окраины, поскольку рифтогенез начинается на суше, переходя в морскую фазу по мере расширения рифта и установления собственно пассивной окраины. Следовательно, история осадконакопления пассивной окраины начинается с речных, озерных или других наземных отложений, которые со временем эволюционируют в зависимости от того, как происходил рифтогенез и как, когда и какими типами осадка он изменялся.
Строительные
Конструктивные маржи являются "классическим" типом осадконакопления на пассивных континентальных окраинах. Обычное осадконакопление происходит за счет переноса и отложения песка, ила и глины реками через дельты и перераспределения этих отложений вдоль берега течениями. Характер осадков может существенно меняться вдоль пассивной континентальной окраины из-за взаимодействия между производством карбонатных осадков, поступлением кластического материала из рек и вдольбереговым переносом. В областях с небольшим поступлением кластического материала биогенное осадконакопление может преобладать, особенно в прибрежной зоне. Отличным примером этого является пассивная маржа Мексиканского залива вдоль южных штатов США: здесь наблюдаются илистые и песчаные прибрежные среды ниже по течению (к западу) от дельты реки Миссисипи и пляжи, сложенные карбонатным песком, на востоке. Мощные слои осадков постепенно истончаются по мере удаления от берега, что зависит от опускания пассивной континентальной окраины и эффективности морских транспортных механизмов, таких как турбидные потоки и подводные каналы. Развитие и миграция кромки шельфа во времени критически важны для формирования пассивной континентальной окраины. Положение обрыва кромки шельфа отражает сложное взаимодействие между осадконакоплением, уровнем моря и наличием осадочных барьеров. Коралловые рифы выступают в роли естественных преград, позволяя осадкам накапливаться между ними и берегом, тем самым перекрывая поступление осадка в более глубокие воды. Другой тип осадочных барьеров формируется из-за наличия соляных куполов, которые широко распространены вдоль пассивной маржи Техаса и Луизианы.
Голодные
Обедненные осадком края формируют узкие континентальные шельфы и пассивные окраины. Это особенно часто встречается в аридных регионах, где ограничен перенос осадочного материала реками или перераспределение вдоль берега прибрежными течениями. Красное море является хорошим примером пассивной окраины с дефицитом осадков.
Экономическое значение
Пассивные окраины являются важными объектами для разведки нефти. Манн и др. (2001) классифицировали 592 гигантских нефтяных месторождения по шести категориям бассейнов и тектонических обстановок, и отметили, что на континентальные пассивные окраины приходится 31% гигантских месторождений. Континентальные рифты (которые со временем могут эволюционировать в пассивные окраины) содержат еще 30% гигантских нефтяных месторождений мира. Большинство оставшихся гигантских нефтяных месторождений приурочено к бассейнам, связанным с зонами коллизии и зонами субдукции. Пассивные окраины представляют собой хранилища нефти, поскольку они связаны с благоприятными условиями для аккумуляции и созревания органического вещества. Ранние условия континентального рифтинга привели к формированию аноксических бассейнов, большого потока осадочного материала и органики, а также к сохранению органического вещества, что в конечном итоге привело к образованию нефтяных и газовых месторождений. Из этих отложений формируется сырая нефть. Это районы, где нефтяные ресурсы наиболее рентабельны и продуктивны. Продуктивные месторождения обнаружены на пассивных окраинах по всему миру, включая Мексиканский залив, западную Скандинавию и Западную Австралию.
Морское право
Международные дискуссии о том, кто контролирует ресурсы пассивных окраин, находятся в центре переговоров по морскому праву. Континентальные шельфы являются важными частями национальных исключительных экономических зон, имеющих значение для минеральных ресурсов морского дна (включая нефть и газ), а также рыболовства.