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地質学では、リフトとはリソスフェアが引き離されている線状の地帯のことで[1] [2] 、伸張テクトニクスの一例である。[3]リフトの典型的な特徴は、グラベンと呼ばれる中央の線状の下向き断層状の窪み、またはより一般的には正断層を伴う半グラベンであり、主に片側でリフトの側面が隆起している。[4]リフトが海面より上に残っている場所ではリフトバレーが形成され、水が満たされてリフト湖が形成されることがある。リフトエリアの軸には火山岩が含まれることがあり、活火山活動は多くの（ただしすべてではない）活リフトシステムの一部である。
大きな亀裂は、ほとんどの中央海嶺の中心軸に沿って発生し、2 つの構造プレートの分岐境界に沿って新しい海洋地殻と岩石圏が形成されます。
失敗した地溝は、大陸の地溝が分裂点まで継続できなかった結果生じる。通常、地溝から拡大への移行は、3 つの収束する地溝がホットスポット上で出会う三重点で発生する。このうち 2 つは海底拡大点まで発達し、3 つ目は最終的に失敗してオーラコゲンとなる。
幾何学
ほとんどのリフトは、リフトの特徴である線状ゾーンを形成する一連の個別のセグメントで構成されています。個々のリフト セグメントは主に半地溝形状をしており、単一の盆地境界断層によって制御されています。セグメントの長さは、リソスフェアの弾性厚さに応じてリフトごとに異なります。
バイカル地溝帯のような厚く冷たいリソスフェアの領域では、セグメントの長さが80kmを超えますが、暖かくて薄いリソスフェアの領域では、セグメントの長さは30km未満になることがあります。[5]リフトの軸に沿って、主要なリフト境界断層の位置、場合によっては極性（傾斜方向）がセグメントごとに異なります。セグメントの境界はより複雑な構造になっていることが多く、通常はリフトの軸を高角度で横切ります。これらのセグメント境界ゾーンは、セグメント間の断層変位の差を調整しているため、適応ゾーンとして知られています。
適応帯は、同じ極性の2つの主要な断層が重なり合う単純なリレーランプから、特にセグメントが反対極性を持つ非常に複雑な構造のゾーンまで、さまざまな形をとります。適応帯は、古い地殻構造がリフト軸と交差する場所に位置する場合があります。スエズ湾リフトでは、ザアファラナ適応帯は、アラビア・ヌビア楯状地の剪断帯がリフトと出会う場所に位置しています。[6]
リフトサイドまたはリフトショルダーはリフトの周りの隆起した領域です。リフトショルダーは通常約70kmの幅です。 [ 7 ] これまで考えられていたのとは反対に、ブラジル高地、スカンジナビア山脈、インドの西ガーツ山脈などの隆起した受動的大陸縁辺部（EPCM）はリフトショルダーではありません。[7]
リフト開発
亀裂の始まり
リフト盆地の形成とひずみの局在はリフトの成熟度を反映している。リフト形成が始まると、リソスフェアの上部は、最初はつながっていなかった一連の正断層上に広がり始め、孤立した盆地の発達につながる。[8]例えば、陸上リフトでは、リフト形成開始時の排水は一般に内部排水であり、貫通排水の要素はない。
成熟した亀裂段階
地溝帯が発達するにつれ、個々の断層セグメントの一部が成長し、最終的には互いに連結してより大きな境界断層を形成する。その後の伸張はこれらの断層に集中する。断層が長くなり、断層の間隔が広くなると、地溝帯の軸に沿って断層関連の沈下領域が連続的になる。この段階で地溝帯の肩部が大幅に隆起し、地溝帯の排水と堆積に大きな影響を与える。[8]
リソスフェアのリフティングのクライマックスでは、地殻が薄くなるにつれて、地球の表面が沈下し、それに応じてモホ面が上昇します。同時に、マントルリソスフェアが薄くなり、アセノスフェアの上部が上昇します。これにより、上昇するアセノスフェアから薄くなるリソスフェアに高熱が流れ込み、造山帯リソスフェアが加熱されて脱水溶融が起こり、通常、30 °C を超える高温度勾配で極端な変成作用を引き起こします。変成生成物は、衝突造山帯の高温から超高温のグラニュライトとそれに関連するミグマタイトおよび花崗岩であり、大陸リフトゾーンには変成コア複合体が、拡大海嶺には海洋コア複合体が配置される可能性があります。これは、伸張環境での一種の造山運動につながり、リフティング造山運動と呼ばれます。[9]
地溝後の沈下
リフト形成が止まると、リフト下のマントルが冷え、リフト後の広い範囲で沈下が起こります。沈下量は、ベータ係数（初期の地殻の厚さを最終的な地殻の厚さで割ったもの）として計算されるリフト形成段階の薄化量に直接関係しますが、水と比較して堆積物の密度が高いため、各段階でリフト盆地が満たされる程度によっても影響を受けます。リフト形成段階を瞬間的なものと見なす単純な「マッケンジーモデル」は、リフト後の沈下量の観測から地殻の薄化量の優れた一次推定値を提供します。[10] [11]これは一般に、「屈曲カンチレバーモデル」に置き換えられており、これはリフト断層の形状と地殻上部の屈曲 アイソスタシーを考慮に入れています。[12]
多相リフト
いくつかの地溝は、いくつかの異なる段階を伴う、複雑で長期にわたる地溝形成の歴史を示しています。北海地溝は、ペルム紀から白亜紀初期までの1億年以上の期間にわたって 、いくつかの別々の地溝形成段階の証拠を示しています。 [13]
分裂から分裂へ
リフト形成は大陸の分裂と海洋盆地の形成につながる可能性がある。リフト形成が成功すると、海底が中央海嶺に沿って広がり、海洋盆地で区切られた一連の共役な縁辺が形成される。[14]リフト形成は活発で、マントル対流によって制御される。また、受動的で、リソスフェアを引き伸ばす遠方地殻構造の力によって駆動される場合もある。縁辺構造は、伸張変形相間の空間的および時間的関係によって発達する。縁辺の分割は最終的に、断層によって回転した地殻ブロックを含む近位領域、地殻基盤が薄くなるネッキングゾーン、深いサグ盆地を含む遠位領域、海洋大陸遷移、海洋領域など、モホ地形のさまざまなリフト領域の形成につながる。[15]
リフトの発達過程において、変形とマグマ活動が相互作用する。マグマに富むリフト縁辺とマグマに乏しいリフト縁辺が形成されることがある。 [15]マグマに富む縁辺には主要な火山地形が含まれる。世界的に見ると、火山縁辺は受動的大陸縁辺の大部分を占めている。[16]マグマに乏しいリフト縁辺は、大規模な断層運動と地殻の過伸張の影響を受ける。[17]その結果、上部マントルのペリドタイトと斑れい岩は、海底の伸張剥離に沿って露出し、蛇紋岩化するのが一般的である。
マグマ活動
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多くのリフトは、特にリフト形成の初期段階では、少なくとも小規模なマグマ活動の現場です。 [18] アルカリ玄武岩とバイモーダル火山活動は、リフト関連のマグマ活動の一般的な産物です。[19] [20]
最近の研究では、衝突造山帯の衝突後花崗岩は、収束したプレート境界でのリフトマグマ活動の産物であることが示されています。[引用が必要]
経済的重要性
大陸の地溝帯に関連する堆積岩には、鉱物と炭化水素の両方の重要な鉱床が含まれています。[21]
鉱床
セデックス鉱床は主に大陸のリフト地帯で発見されています。リフト地帯の後にマグマ活動に伴う熱水が海底に噴出することで形成されます。[22]
石油とガス
大陸の地溝帯は、バイキング地溝帯やスエズ湾地溝帯など、石油やガスが大量に蓄積している場所です。巨大な油田やガス田の30%は、このような環境にあります。[23] 1999年には、地溝帯に含まれる回収可能な石油埋蔵量は2000億 バレルと推定されました。根源岩は、活発な地溝帯（地溝帯と同期）を埋める堆積物内で形成されることが多く、湖沼環境または限られた海洋環境で形成されますが、すべての地溝帯にこのようなシーケンスが含まれているわけではありません。貯留岩は、地溝帯前、地溝帯後、および地溝帯後のシーケンスで形成されることがあります。
泥岩や蒸発岩が堆積している場合、後リフト層内に有効な地域シールが存在する可能性があります。推定石油埋蔵量の半分強は海洋同期リフト層と後リフト層を含むリフトに関連して発見されており、4分の1弱は非海洋同期リフト層と後リフト層を含むリフトに関連して発見されており、8分の1は海洋後リフトを含む非海洋同期リフトに関連して発見されています。[24]
例
- パラグアイ東部のアスンシオン地溝帯
- 北アメリカ北部のカナダ北極地溝帯
- 東アフリカ大地溝帯
- 西アフリカおよび中央アフリカ大地溝帯
- 紅海裂溝
- カリフォルニア湾
- バイカル湖の底にあるバイカル地溝帯は、地球上で最も深い大陸の地溝帯です。
- スエズ湾の裂け目
- 北アメリカのベイスン・アンド・レンジ地方全域
- 米国南西部のリオグランデ地溝帯
- ギリシャのコリントス湾を含む地溝帯
- リールフット地溝は、ミシシッピ湾のニューマドリッド地震帯の下にある古代の埋没した地溝である。
- ライン地溝帯は、ドイツ南西部にあり、ヨーロッパ新生代地溝帯の一部で、上部ライン渓谷として知られています。
- ニュージーランド北島のタウポ火山地帯
- ノルウェーのオスログラベン
- オンタリオ州とケベック州にまたがるオタワ・ボネシェール地溝帯
- ブリティッシュコロンビア州、ユーコン準州、アラスカ州にある北コルディレラン火山州
- 南極大陸の西南極地溝帯
- ミッドコンチネントリフトシステム、北アメリカ中央部にある後期先カンブリア時代のリフト
- スコットランドのミッドランドバレー
- ファンディ盆地、カナダ南東部の三畳紀の地溝盆地
- インド北西部デカン火山地域にあるカンベイ、カッチ、ナルマダの地溝帯[25] [26]
参照
参考文献
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さらに読む
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