Passive marginer

Passive marginer finnes langs randen til kontinenter som har sprukket opp og blitt adskilt av hav. De er blant verdens største produsenter av olje og gass og er mye studert av geologer.
Kart som viser den globale fordelingen av riftmarginer og gruppering i magma-rike og magma-fattige marginer (Pinto 2007, basert på Melluso et al. 2002, Geoffroy, 2005, Watkeys 2002 and Leroy 2008, http://en.wikipedia.org/wiki/Passive_margin).

Passive marginer (også kalt riftmarginer) finnes langs randen til kontinenter som har sprukket  opp og blitt adskilt av et hav. Riftmarginer består av derfor av strukket kontinental skorpe som blir tynnere i retning havet, gjennomsatt av forkastninger og overleiret av sedimentære bassenger. Langs den ytre delen av mange riftmarginer finner vi også vulkanske bergarter, som ble intrudert og avsatt da kontinentet revnet. Ytterst på marginen, ved den såkalte kontinent-oseanovergangen, blir tynnet kontinentalskorpe,  hevede mantelbergarter og vulkanske lavaer avløst av vulkansk havbunnsskorpe.  Mange passive marginer har en rad av kystfjell med varierende høyde. Dannelsen av disse er mye omdiskutert. Vår kunnskap om offshoredelene av riftmarginer har blitt betraktelig bedre de siste årene, på grunn av forbedringer i kvaliteten på dypseismikk og andre geofysiske data som er nødvendige for å avbilde marginenes dypeste deler. Passive marginer er blant verdens største produsenter av olje og gass, og på grunn av deres økonomiske betydning blir riftmarginer mye studert og debattert blant geologer. På NGU arbeider flere forskerteam med kartlegging og forskning på forskjellige aspekter ved passive marginer.

Forenklet profil gjennom en riftmargin som viser storskala arkitektur og inndeling i domener (modifisert fra Péron-Pinvidic et al. 2013).
Forenklet profil gjennom en riftmargin som viser storskala arkitektur og inndeling i domener (modifisert fra Péron-Pinvidic et al. 2013).

Riftmarginer kan deles inn i domener som har forskjellig oppbygning og som viser forskjellige deler av riftmarginens utviklingshistorie. Disse er det proksimale domenet, avsnøringsdomenet, det distale domenet, det ytre domenet, og det oseanske domenet (Fig.). Normal skorpetykkelse under kontinentene er litt under 40 km. I det proksimale domenet langs riftmarginer er jordskorpen strukket noe, men er fremdeles mellom ca. 40 og ca. 20-30 kilometer tykk. Det betyr at for mange riftmarginers vedkommende er den mest proksimale delen av marginen over havnivå. Størstedelen av en riftmargin er imidlertid gjemt under havflaten, ettersom jordskorpe som blir tynnere enn ca. 30 km, vil synke inn til under havnivå. Ettersom jordskorpen blir stadig tynnere i retning havet, vil innsynkningen bli større og større i den retningen. I avsnøringsdomenet og det distale domenet er skorpen strukket svært mye, og det medfører at både tykkelsen av sedimenter avsatt på sokkelen og/eller havdypene er store i disse domenene. På norsk sokkel regner vi med at tykkelsen av sedimenter er opptil ca. 15 kilometer under de distale delene av marginen. I det ytre domenet nærmer vi oss bruddlinjen der kontinentet til slutt delte seg. Langs en del passive marginer er dette området sterkt preget av magmatisk aktivitet, med intrusjoner, lavaer og lavadeltaer som viser aktiv vulkanisme i tiden rett før en oseansk spredningsrygg ble etablert. I det oseanske domenet er jordskorpen fundamentalt forskjellig fra kontinental skorpe; den oseanske skorpen er dannet ved havbunnsspredning langs en midthavsrygg og består i regelen av vulkanske bergarter samt materiale dratt opp fra mantelen langs store ekstensjonsforkastninger.

Studier av forkastninger, sedimentære bassenger og magmatiske produkter er viktige for å forstå utviklingen av riftmarginer. Normalforkastninger er glideplan som utvikles der jordskorpen blir strukket og dratt fra hverandre. Det er disse som sørger for at skorpen blir stadig tynnere mot det som tilslutt blir et hav. Mens forkastningene i det proksimale domenet såler ut i den plastiske midtre skorpen, kutter forkastningene i avsnøringsdomenet dypere ned i jordskorpen, og til slutt ned i mantelen. I den distale marginen kutter forkastninger dypt ned i nedre skorpe og øvre mantel. Disse forkastningene er svært store, med sprang i størrelsesorden 20-30 kilometer eller mer. På noen marginer er forskyvningen så stor at bergarter fra mantelen har blitt dratt opp til havbunnen i liggen på de største forkastningene.  I slike områder er den kontinentale jordskorpen fjernet helt, og omdannede bergarter fra mantelen ligger rett under dype sedimentære bassenger. 

Forkastningstyper som opptrer på riftmarginer. Halvgrabenbassenger er kontrollert av bratte forkastninger, mens supradetachmentbassenger er kontrollert av lavvinklede normalforkastninger (`detachments´). Mens halvgrabener dominerer i de proksimale delene av marginen, er lavvinklede normalforkastninger vanlige i det distale domenet. På noen marginer ble mantelbergarter dratt opp til havbunnen langs store ekstensjonforkastninger. Både nedstrøms og laterale variasjoner i forkastningsstil er vanlige på riftede marginer  (Modifisert fra Péron-Pinvidic et al. 2007)
Forkastningstyper som opptrer på riftmarginer. Halvgraben-
bassenger er kontrollert av bratte  forkastninger,
mens supradetachmentbassenger er kontrollert av
lavvinklede normalforkastninger (`detachments´).
Mens halvgrabener dominerer i de proksimale
delene av marginen, er lavvinklede normalforkastninger
vanlige i det distale domenet. På noen marginer
ble mantelbergarter dratt opp til havbunnen langs
store ekstensjonforkastninger. Både nedstrøms og
laterale variasjoner i forkastningsstil er vanlige
på riftede marginer
(Modifisert fra Péron-Pinvidic et al. 2007)
Avbildning av seismisk linje (GMNR 94-104), som viser rotert
forkastningsblokk i den distale delen av midt-Norsk
kontinentalmargin Til høyre i bildet ser vi et kileformet
halvgrabenbasseng(H), avsatt på blokken
mens den roterte mot øst (høyre). Forkastningen
som begrenser blokken på venstre side såler
ut i en lavvinklet ekstensjonsforkastning
(detachment). Denne forkastningen overligges
av et supradetachmentbasseng (S). Blokken
er drapert av sedimenter som ble avsatt
etter at forkastningsbevegelse og
rotasjon var over (se Osmundsen & Ebbing 2008)

Sedimentene som avsettes på riftmarginer kan grovt sett deles inn i to deler, de som ble avsatt mens skorpetynningen pågikk (dvs mens forkastningene var i bevegelse), og de som ble avsatt etterpå, da den sterkt fortynnede skorpen sank inn over et større område. De førstnevnte avsetningene reflekterer gjerne geometri og størrelse på de aktive forkastningene. Det medfører gjerne at sedimentene blir rotert etter avsetning, og slike sedimentbassenger får gjerne en kileform som øker i tykkelse inn mot de aktive forkasningene. I det proksimale domenet dannes rekker av såkalte halvgrabenbassenger som begrenses av bratte forkastninger med sprang på opptil noen få kilometer. Lenger ute på marginen, der forkastningene er flatere og har større forskyvning, avsettes sedimentene med en annen, flatere geometri. Ettersom forkastningsaktiviteten opphører og marginen synker inn, vil sedimenter avsettes over et større og større område, til hele marginen er drapert av sedimenter.

Ytterst ut på marginen, der jordskorpen revner og gir vei for materiale fra mantelen og til magma som stiger opp fra dypet, blir lavastrømmer og sedimenter avsatt oppå hverandre i store kileformede pakker som faller mot havet. Passive marginer viser forskjellige mengder vulkanisme, men felles for dem alle er at det etter en tid dannes en spredningsrygg der nytt materiale skjøtes på jordskorpen i en kontinuerlig prosess som kalles havbunnsspredning. Alle de store verdenshavene er resultater av denne prosessen og spredningsryggene sees tydelig på dybdekart, ettersom bergartene der er varme og rager ca. 2000 meter over den omliggende dyphavssletta.

Dybdekonvertert tolkning av seismisk profil (GMNR 94-103) fra Mørebassenget, Midt-Norsk sokkel. Mens de kileformede, blå bassengene avsatt på roterte blokker representerer synrift-bassenger,  ble draperende grønne og gule lag stort sett avsatt etter at forkastningsbevegelse og blokkrotasjon var over i området. (Osmundsen & Ebbing 2008).
Dybdekonvertert tolkning av seismisk profil (GMNR 94-103) fra Mørebassenget, Midt-Norsk sokkel. Mens de kileformede, blå bassengene avsatt på roterte blokker representerer synrift-bassenger,  ble draperende grønne og gule lag stort sett avsatt etter at forkastningsbevegelse og blokkrotasjon var over i området. (Osmundsen & Ebbing 2008).