Рио-Гранде рифт - Rio Grande rift

Карта местности, показывающая рифт Рио-Гранде, простирающийся от южного Колорадо до Чиуауа, Мексика. В Рио-Гранде следует за этим расколом на протяжении большей части своего курса.

В Рио-Гранде рифт континентальный трещина зона. Он отделяет Плато Колорадо на западе от внутренней части Северной Америки кратон на востоке.[1] Разлом простирается от центрального Колорадо на севере до штата Чихуахуа, Мексика, на юге.[2] Рифтовая зона состоит из четырех бассейнов со средней шириной 50 километров.[1] Разлом можно наблюдать на местности на Национальный лес Рио-Гранде, Национальный парк Белые пески, Национальный лес Санта-Фе, и Национальный лес Сибола, среди других мест.

Рифт Рио-Гранде долгое время был важным местом для людей, потому что он обеспечивает путь с севера на юг, который следует через крупную реку. В Рио-Гранде следует по течению разлома от южного Колорадо до Эль-Пасо, где он поворачивает на юго-восток и течет к Мексиканский залив. Важные города, в том числе Альбукерке, Санта-Фе, Таос, Española, Лас-Крусес, Эль-Пасо, и Сьюдад-Хуарес, лежите внутри разлома.

Геология

Рифт Рио-Гранде представляет собой самое восточное проявление широкого распространения на западе США за последние 35 миллионов лет. Рифт состоит из трех основных бассейнов и множества более мелких бассейнов, протяженностью менее 100 км.2. Три основных бассейна (от самого северного до самого южного) - это Сан-Луис, Эспаньола и Альбукерке бассейны. Далее к югу рифт определяется сетью меньших, менее топографически чередующихся бассейнов и хребтов. Различие между этими меньшими бассейнами и бассейнами Провинция бассейна и хребта размывается на севере Мексика.[3][4]

Размер бассейна обычно уменьшается к северу в разломе, хотя Эспаньола занимает примерно 120 км с севера на юг и 40 км с востока на запад, а Сан-Луис составляет примерно 120 на 80 км. Эти бассейны могут содержать в себе более мелкие блоки, такие как Аламоса бассейн в пределах Сан-Луиса, который ограничен горами Сан-Хуан и Тусас на западе и Горы Сангре-де-Кристо на востоке.[5] Бассейн Альбукерке - самый большой из трех бассейнов, протянувшийся на 160 км с севера на юг и 86 км с востока на запад в самых широких точках. Это самый старый из трех крупных бассейнов, в нем находится 7350 м водохранилища. Палеоген обломочный отложения на хранение Докембрийский подвал. Самый южный бассейн Альбукерке содержит предрифтовые вулканические отложения, в то время как центральная и северная части содержат вулканические образования, извергавшиеся во время рифтинга.[3]

Обобщенный разрез бассейна Альбукерке
Обобщенный разрез бассейна Альбукерке с востока на запад. Обратите внимание полуграбен геометрия, палеозойский и мезозойский отложения, существовавшие до рифта, и большой (до 28%) протяженности.[3]
Обобщенный разрез бассейна Сан-Луис
Обобщенный разрез бассейна Сан-Луис с востока на запад. Находясь дальше на север, этот бассейн претерпел меньшее расширение (до 12%).[1] Также отметим отсутствие дорифтовых отложений и более тонкий профиль.[5]

В поперечном сечении геометрия бассейнов внутри рифта асимметрична. полуграбены, с основными вина границы с одной стороны и петля вниз с другой. На какой стороне впадины основной разлом или шарнир чередуется вдоль разлома. Чередование этих полуграбенов происходит вдоль разломов переноса, которые тянутся через рифт, чтобы соединить основные разломы, ограничивающие бассейн, и возникают между бассейнами или, местами, внутри бассейнов. Докембрийский фундамент резко меняет рельеф в этом районе: от 8700 м ниже уровня моря на дне бассейна Альбукерке до 3300 м над уровнем моря в близлежащем районе. Горы Сандиа, который примыкает к бассейну Альбукерке на востоке. Фланговые горы, как правило, выше на восточной стороне разлома (хотя часть этого рельефа может быть Ларамид по происхождению).[1] Толщина корка увеличивается к северу под рифтом, где он может быть на 5 км толще, чем на юге. Толщина земной коры под рифтом составляет в среднем 30–35 км, что на 10–15 км меньше, чем плато Колорадо на западе и Великие равнины на востоке.[6]

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

Формирование рифта началось со значительной деформации и разломов с многокилометровыми выносами, начиная примерно с 35 млн лет.[7] Самым масштабным проявлением рифтогенеза является механизм чистого сдвига, при котором обе стороны рифта расходятся равномерно и медленно, причем нижняя кора и верхняя мантия (в литосфера ) растягивается как ириска.[8][9][10] Это расширение связано с очень низкими сейсмическими скоростями в верхней мантии на глубине примерно 400 км, связанными с относительно горячей мантией и низкими степенями частичного плавления.[11] Это вторжение астеносфера в литосфера и Континентальный разлом считается ответственным за почти весь вулканизм, связанный с рифтом Рио-Гранде.

Осадочное заполнение бассейнов состоит в основном из выносной веер и мафический вулканические потоки. Большинство щелочной за пределами разлома извергались лавы.[12] Осадки, отложившиеся во время рифтогенеза, широко известны как Группа Санта-Фе. Эта группа содержит песчаники, конгломераты, и вулканиты. Эоловые отложения также присутствуют в некоторых бассейнах.[1][2]

Рифт Рио-Гранде пересекается на севере Нью-Мексико простиранием северо-юго-западного направления. Jemez Lineament что хорошо распространяется на Аризона. Линеамент определяется выровненными вулканическими полями и несколькими кальдеры в районе, в том числе Национальный заповедник Валлес Кальдера в Хемезские горы. Предполагается, что линеамент Джемеза представляет собой шрам в зоне водной субдукции, разделяющий Докембрийский подвал из Явапай -Mazatzal переходная зона от собственно провинции Мазазтль.[13][14] Также на плато Колорадо, но дальше на север лежит Вулканическое поле Сан-Хуан в Горы Сан-Хуан Колорадо.

Самые молодые извержения в рифтовой области находятся в Долина Огней, Нью-Мексико, и им примерно 5400 лет.[15][16] В Сокорро, Нью-Мексико, в районе центрального рифта на глубине 19 км находится надувное магматическое тело, напоминающее силло, в средней части земной коры, которое является причиной аномально высокой землетрясения в окрестностях, включая крупнейшие в исторические времена землетрясения, связанные с рифтом (два события примерно величина 5,8) в июле и ноябре 1906 г.[17][18][19] Геодезические измерения с Земли и из космоса указывают на продолжающееся поднятие поверхности над магматическим телом Сокорро.[20] примерно 2 мм / год.[21]

  • Обобщенный разрез рифта Рио-Гранде, показывающий структуру литосферы и астеносферы.

    Обобщенный разрез рифта Рио-Гранде, показывающий литосферный и астеносферный структура. Обратите внимание на линзы магмы и вулканические образования, вызванные подъемом астеносферы в кору и истончением литосферы.[12]

  • Глубокое сейсмическое изображение рифта Рио-Гранде, составленное из сейсмического разреза, показанного на предыдущем рисунке, демонстрирующее предполагаемый мантийный поток и изображение коры-мантии (Мохо ) топография (по Уилсону и др.) (2005).[8]\

  • График расширения и вулканизма в районе рифта Рио-Гранде.

    Краткая временная шкала, показывающая расширение и вулканизм в рифтовой зоне Рио-Гранде. За концом ларамидского орогения последовал вулканизм, а затем расширение. Также обнаружены изменения химического состава лавы в результате изменений в источниках магмы.[22].

Геологическая история

Разлом Рио-Гранде тектонический эволюция довольно сложна. Фундаментальное изменение западной окраины Североамериканской плиты от одного из субдукция к преобразовать границу произошло во время Кайнозойский время. В Фараллоновая тарелка продолжала подвергаться субдукции под западную часть Северной Америки в течение не менее 100 миллионов лет в течение позднего периода. Мезозойский и рано Кайнозойский время. Деформация сжатия и транспрессионная понесенный Ларамидный орогенез длилось около 40Ма в Нью-Мексико.[23][24][25] Эта деформация могла быть результатом связи между погружающейся пластиной Фараллона и вышележащей Североамериканская плита. Утолщение коры произошло за счет сжатия ларамида. После Ларамидского орогенеза и до 20 млн лет назад на юго-западе Соединенных Штатов был большой период вулканической активности. Инъекция горячих магм ослабила литосферу и позволила позже расширить регион.[26]

Сейсмический профиль эксперимента по сейсмическому разрезу Рио-Гранде Рифт (RISTRA), пересекающему рифтовую систему, с Кайнозойский обозначен протяженный рельеф рифтовых и южных тектонических провинций Большого бассейна.

Кайнозойский расширение началось около 30 миллионов лет назад (млн. лет назад). Наблюдаются две фазы расширения: поздний Олигоцен и средний Миоцен.[27] В первый период расширения образовались широкие мелководные бассейны, ограниченные пологими разломами. Во время этого эпизода корка могла быть расширена на 50%. Широко распространенный магматизм в серединеКайнозойский время предполагает, что литосфера был горячим, хрупко-пластичный переход был относительно неглубоким.[26] Есть свидетельства того, что второй период расширения начался раньше в центральном и северном рифте Рио-Гранде, чем на юге.[1] Третий период продления мог начаться в начале Плиоцен.[28]

Было высказано предположение, что плато Колорадо действует как полунезависимый микропланшет.[29] и один из способов объяснения образования рифта Рио-Гранде - это простой поворот плато Колорадо на 1-1,5 градуса по часовой стрелке относительно Североамериканского кратона.[1] Другие объяснения, которые были предложены, заключаются в том, что это расширение вызвано мантийными силами, такими как крупномасштабный мантийный апвеллинг.[30] или мелкомасштабная мантийная конвекция на краю стабильного кратона;[31] обрушение переутолщенной континентальной коры;[32] инициирование трансформного разлома вдоль западной окраины Северо-Американской плиты;[33] или отрыв фрагмента плиты Фараллон под регионом Рио-Гранде, который усилил астеносферный апвеллинг в окне плиты.[34]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г Chapin, C .; Катер, С. (1994). «Тектоническая обстановка осевых бассейнов северного и центрального рифта Рио-Гранде». Специальный доклад Геологического общества Америки 291. С. 1–3. ISBN  0-8137-2291-8.
  2. ^ а б Kluth, C .; Шафтенаар, К. (1994). «Глубина и геометрия северного разлома Рио-Гранде в бассейне Сан-Луис, юго-центральный Колорадо.». Специальный доклад Геологического общества Америки 291. С. 27–37. ISBN  0-8137-2291-8.
  3. ^ а б c Russell, L .; Снельсон, С. (1994). «Структура и тектоника сегмента бассейна Альбукерке рифта Рио-Гранде: выводы по данным сейсмической разведки». Специальный доклад Геологического общества Америки 291. С. 83–112. ISBN  0-8137-2291-8.
  4. ^ Келлер, Г. Рэнди; Болдридж, У. Скот (1999). «Рифт Рио-Гранде: геологический и геофизический обзор». Геология Скалистых гор. 34 (1): 121–130. Дои:10.2113/34.1.121.
  5. ^ а б Brister, B .; Грис, Р. (1994). «Третичная стратиграфия и развитие бассейна Аламоса (северный бассейн Сан-Луиса), рифт Рио-Гранде, юг и центральный штат Колорадо». Специальный доклад Геологического общества Америки 291. С. 39–58. ISBN  0-8137-2291-8.
  6. ^ Перри, Фрэнк; Baldridge, W .; ДеПаоло, Д. (10 августа 1987 г.). «Роль астеносферы и литосферы в генезисе позднекайнозойских базальтовых пород рифта Рио-Гранде и прилегающих регионов юго-запада США». Журнал геофизических исследований. 92 # b9 (B9): 9193–9213. Bibcode:1987JGR .... 92.9193P. Дои:10.1029 / JB092iB09p09193.
  7. ^ Grauch, V.J.S .; Хадсон, Марк Р. (2007). «Руководства по пониманию аэромагнитного проявления разломов в осадочных бассейнах: уроки, извлеченные из центрального рифта Рио-Гранде, Нью-Мексико». Геосфера. 3 (6): 596. Дои:10.1130 / GES00128.1.
  8. ^ а б Уилсон, Дэвид; Астер, Ричард; Запад, Майкл; Ни, Джеймс; Гранд, Стив; Гао, Вэй; Болдридж, В. Скотт; Семкен, Стив; Пате, Пареш (24 февраля 2005 г.). «Литосферное строение рифта Рио-Гранде». Природа. 433 (7028): 851–855. Bibcode:2005 Натур.433..851 Вт. Дои:10.1038 / природа03297. PMID  15729338.
  9. ^ Флек, Джон (24 февраля 2005 г.). «Исследование проливает свет на 30 миллионов лет растяжения долины Рио-Гранде». Журнал Альбукерке, Электронное издание.
  10. ^ Хилл, Карл (25 февраля 2005 г.). «Рифт Рио-Гранде: континент» растянулся, как ириски"". Пресс-релиз НМСУ.
  11. ^ Gao, W .; Grand, S .; Baldridge, S .; Wilson, D .; West, M .; Ni, J .; Астер, Р. (2004). «Конвекция в верхней мантии под центральным рифтом Рио-Гранде, полученная с помощью томографии продольных и поперечных волн». J. Geophys. Res. 109 (B3): B03305. Bibcode:2004JGRB..10903305G. Дои:10.1029 / 2003JB002743.
  12. ^ а б Baldridge, W .; Olsen, K .; Каллендер, Дж. (1984). «Рифт Рио-Гранде: проблемы и перспективы». Путеводитель геологического общества Нью-Мексико, 35-я полевая конференция. С. 1–11.
  13. ^ Олдрич-младший, М. Дж. (1986). «Тектоника линии Хемеза в горах Хемез и рифт Рио-Гранде». Журнал геофизических исследований. 91 (B2): 1753–1762. Bibcode:1986JGR .... 91.1753A. Дои:10.1029 / JB091iB02p01753.
  14. ^ Уитмейер, Стивен; Карлстром, Карл Э. (2007). «Тектоническая модель протерозойского роста Северной Америки». Геосфера. 3 (4): 220. Дои:10.1130 / GES00055.1. Получено 18 апреля 2020.
  15. ^ Абер, Джеймс С. «Рио-Гранде Рифт». Архивировано из оригинал 29 января 2006 г.. Получено 8 февраля 2006. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  16. ^ Витч, Стивен Уэйд (20 марта 1998 г.). «Рифт Рио-Гранде». Архивировано из оригинал 20 декабря 2005 г.. Получено 8 февраля 2006.
  17. ^ Рид, Х.Г. (1911). «Выдающиеся землетрясения в центральной части штата Нью-Мексико в 1906 и 1907 годах». Бык. Сейсмол. Soc. Am. 1: 10–16.
  18. ^ Sanford, A.R .; Balch, R.S .; Лин, К. (1995). «Сейсмическая аномалия в рифте Рио-Гранде недалеко от Сокорро, Нью-Мексико». 78. Сокорро, Нью-Мексико: Отчет открытого файла горного и технологического геофизического института Нью-Мексико: 17. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  19. ^ Schlue, J .; Aster, R .; Мейер, Р. (1996). «Расширение нижней коры магматического тела средней коры в рифте Рио-Гранде, Нью-Мексико». J. Geophys. Res. 101 (B11): 25, 283–25, 291. Bibcode:1996JGR ... 10125283S. Дои:10.1029 / 96JB02464.
  20. ^ "Тело сокорро-магмы". Архивировано из оригинал на 15.06.2010.
  21. ^ Фиалко, Юрий; Саймонс, Марк (2001). «Свидетельства продолжающегося раздувания магматического тела Сокорро, Нью-Мексико, полученные с помощью интерферометрических изображений с синтезированной апертурой». Письма о геофизических исследованиях. 28 (18): 3549–3552. Bibcode:2001GeoRL..28.3549F. Дои:10.1029 / 2001GL013318. (Doi не выполняет перенаправление.)
  22. ^ Morgan, P .; Голомбек, М. (1984). «Факторы, контролирующие фазы и стили расширения в северном рифте Рио-Гранде». Путеводитель геологического общества Нью-Мексико, 35-я полевая конференция. С. 13–20.
  23. ^ Сигер, W.R .; Мак, Г. (1986). «Воспоминание 41: палеотектоника ларамидов на юге Нью-Мексико». Палеотектоника и седиментация в районе Скалистых гор: Талса, Оклахома. Американская ассоциация геологов-нефтяников: 669–685.
  24. ^ Chapin, C.E .; Катер, С. «Эоценовая тектоника и седиментация в районе плато Колорадо и Скалистых гор». Геологический дайджест Аризоны. 4: 173–198.
  25. ^ Karlstrom, K.E .; Daniel, C.G .; Тайра, Асахико (1993). «Восстановление правостороннего сдвига Ларамида в северной части штата Нью-Мексико с использованием точек протерозоя». Геология. 21 (2): 188–211. Bibcode:1993Гео .... 21..188C. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1993) 021 <0188: TPUOHH> 2.3.CO; 2.
  26. ^ а б Morgan, P .; Седжер, W.R .; Голомбек, М. (1986). «Кайнозойская термическая, механическая и тектоническая эволюция рифта Рио-Гранде». Журнал геофизических исследований. 91: 6263–6276. Bibcode:1986JGR .... 91.6263M. Дои:10.1029 / JB091iB06p06263.
  27. ^ Сигер, W. R .; Shafiqullah, M .; Hawley, J. W .; Марвин, Р. Ф. (1984). «Новые K-Ar датируются базальтами и развитием южного рифта Рио-Гранде». Бюллетень Геологического общества Америки. 95: 87–99. Дои: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. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1983) 94 <192: gsatot> 2.0.co; 2.
  29. ^ Штайнер, М. Б. (1988). «Палеомагнетизм позднего пенсильванского и пермского периодов: испытание вращения плато Колорадо». Журнал геофизических исследований. 93 (B3): 2201–2215. Bibcode:1988JGR .... 93.2201S. Дои:10.1029 / JB093iB03p02201.
  30. ^ Муха, Роберт; Форте, Алессандро М .; Роули, Дэвид Б .; Митровица, Джерри Икс .; Симмонс, Натан А .; Гранд, Стивен П. (2008). «Мантийная конвекция и недавняя эволюция плато Колорадо и рифтовой долины Рио-Гранде». Геология. 36 (6): 439. Дои:10.1130 / G24577A.1.
  31. ^ van Wijk, J .; van Hunen, J .; Гоуз, С. (2008). «Мелкомасштабная конвекция во время континентального рифтинга: свидетельства рифта Рио-Гранде». Геология. 36 (7): 575. Дои:10.1130 / G24691A.1.
  32. ^ Итон, Гордон П. (декабрь 1986 г.). «Тектоническое переопределение Южных Скалистых гор». Тектонофизика. 132 (1–3): 163–193. Дои:10.1016/0040-1951(86)90031-4.
  33. ^ Дикинсон, Уильям Р .; Снайдер, Уолтер С. (ноябрь 1979 г.). «Геометрия субдуцированных плит, связанных с преобразованием Сан-Андреас». Журнал геологии. 87 (6): 609–627. Дои:10.1086/628456.
  34. ^ Рикеттс, Джейсон У .; Келли, Шари А .; Karlstrom, Karl E .; Шмандт, Брэндон; Донахью, Магдалена С .; ван Вейк, Йоланте (март 2016 г.). «Синхронное раскрытие рифта Рио-Гранде по всей его длине на 25–10 млн лет при поддержке апатита (U-Th) / He и термохронологии трека деления, и оценка возможных движущих механизмов». Бюллетень Геологического общества Америки. 128 (3–4): 397–424. Дои:10.1130 / B31223.1.