Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Расположение (красным) плато Альтиплано-Пуна в Южной Америке

Альтиплано-Пуна Magma тела (APMB), магма тело находится в пределах плато Альтиплано-Пуна примерно 10-20 км под Альтиплано-Пуна вулканический комплекс (APVC) [1] в Центральных Анд. Высокое разрешение томография показывает , что магма тело имеет диаметр ~ 200 км, глубина 14-20 км, с общим объемом ~ 500000 км 3 , [2] [3] делает его самым крупным известным активным магма тело на Земле . [1] [4] [5] Оценки толщины APMB различаются: некоторые - всего 1 км, [4] [6] другие - около 10-20 км, [7] а некоторые простираются до Мохо.[8] . APMB в основном состоит из 7-10 мас.% Воды андезитных расплавов, а верхняя часть может содержать больше дацитовых расплавов [9] [10] с частичным процентным содержанием расплава в диапазоне 10-40%. [2] Измерения показывают, что область вокруг вулкана Утурунку в Боливии поднимается со скоростью ~ 10 мм / год, окруженная большой областью оседания. [5] Это движение, вероятно, является результатом взаимодействия APMB с окружающей горной породой и вызывает деформацию . [5] [10] Недавние исследования показывают, что эта скорость роста может колебаться в течение месяцев или лет и что за последнее десятилетие она снизилась. [11]Различные методы, такие как сейсмические, гравитационные и электромагнитные измерения, использовались для получения изображения низкоскоростной зоны в средней и верхней коре, известной как APMB. [9]

Состав [ править ]

APMB, вероятно, зонирован по составу: нижние 18-30 км содержат андезитовые расплавы, а верхние 9-18 км содержат дацитовые расплавы. [9] Оценки процентного содержания андезитового расплава варьируются от 8 об.% Для нижнего предела и до 30 об.% Для верхнего предела. [10] Эти андезитные расплавы также имеют высокое содержание воды (~ 7-10 мас.% Воды [10] ), о чем свидетельствует высокая электропроводность, измеренная в APMB. [12] Измерения процентного содержания частичного расплава в APMB также различаются, при этом сейсмические изображения показывают, что это частичное расплавление от 10 до 40%. [2] Для магматического тела с частичным расплавлением ~ 20% вязкость оценивается как <10 16 Па · с. [13]

Деформация [ править ]

Регион Альтиплано-Пуна вокруг вулкана Утурунку испытывает тип деформации, называемый «поднятием сомбреро», что означает наличие центральной зоны подъема, окруженной областью опускания. [5] Одним из возможных объяснений этой модели подъема сомбреро является образование и рост большого диапира, возникающего из APMB. [5] Магма более низкой плотности, чем окружающие породы, образуется во время частичного плавления в APMB, в результате чего из центра магматического тела поднимается шлейф плавучей магмы. [5] Это приводит к удалению материала из APMB для питания растущего диапира, что приводит к образованию области проседания, окружающей зону подъема [5] .

Модель деформации, показывающая степень поднятия сомбреро, а также одно объяснение того, что происходит под поверхностью. [10]

Данные, собранные в период с 1992 по 2010 год, показывают, что уровень подъема в регионе составляет ~ 10 мм / год, а его опускание - медленнее (всего несколько мм / год). [5] [11] Более свежие данные InSAR , собранные в период с сентября 2014 г. по декабрь 2017 г., показывают, что скорость подъема за этот период времени снизилась до 3-5 мм / год и может иметь кратковременные инверсии скорости. [11] Кроме того, есть свидетельства того, что скорости подъема и опускания уравновешивались за последние 16000 лет, чтобы не создавать чистой деформации. [9] Эти аспекты подъема и опускания не могут быть легко объяснены с помощью модели диапира, поэтому исследуются другие возможные механизмы, вызывающие деформацию. [11]Одним из таких механизмов, который может объяснить деформацию, является движение летучих веществ в колонке, соединенной с APMB. [10] Подобное движение может объяснить скорость деформации поверхности, которая меняется в месячном или годовом масштабе и, по-видимому, не привела к чистой деформации за более длительные периоды времени. [10] [9]

Методы визуализации [ править ]

Сейсмический [ править ]

В период с 1996 по 1997 год несколько широкополосных сейсмических станций были развернуты над вулканическим комплексом Альтиплано-Пуна (APVC), чтобы охарактеризовать магматические структуры под поверхностью. [4] Эти станции обнаружили область низких скоростей примерно в 10-20 км под поверхностью, которая была интерпретирована как силподобное магматическое тело, связанное с APVC. [4] Сейсмические исследования и моделирование продолжаются в этой области, что еще больше ограничивает размеры и характеристики этого магматического тела. [2] [14] [6] [15]

Гравитация [ править ]

Трехмерная модель плотности Центральных Анд была разработана на основе моделирования аномалий Бугера, и она предоставила более подробное представление о структуре литосферы региона и оценку количества частичного расплава, присутствующего в APMB (~ 9%). [16] Продолжение исследований данных об аномалии Буге привело к открытию столбчатой ​​структуры с низкой плотностью, простирающейся от вершины APMB диаметром примерно 15 км. [3]

Электромагнитный [ править ]

Электромагнитные методы также использовались для исследования структур в Андах, а также для определения характеристик APMB. Магнитотеллурические станции были развернуты в Центральных Андах и разрешили область с высокой проводимостью под плато Альтиплано-Пуна, которая, по-видимому, совпадала с зоной низких скоростей, связанной с APMB. [4] [17] Дальнейшие магнитотеллурические исследования показали, что эта область имеет низкое электрическое сопротивление <3 Ом · м. [13] Значения удельного сопротивления в этом диапазоне интерпретируются только для магмы, которая содержит минимум 15% андезитового расплава. [13] Кроме того, эти значения удельного сопротивления показывают, что расплав имеет содержание воды до 10 мас.% H 2.O, что составляет примерно 10% APMB. [12]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Перкинс, Джонатан П .; Уорд, Кевин М .; de Silva, Shanaka L .; Зандт, Джордж; Бек, Сьюзен Л .; Финнеган, Ноа Дж. (2016). «Поднятие поверхности в Центральных Андах, вызванное ростом магматического тела Альтиплано Пуна» . Nature Communications . 7 (1): 13185. DOI : 10.1038 / ncomms13185 . ISSN  2041-1723 . PMC  5093326 . PMID  27779183 .
  2. ^ a b c d Уорд, Кевин М .; Зандт, Джордж; Бек, Сьюзен Л .; Christensen, Douglas H .; Макфарлин, Хизер (2014). «Сейсмическое изображение магматических оснований вулканического комплекса Альтиплано-Пуна на основе совместной инверсии дисперсии поверхностных волн и функций приемника» . Письма о Земле и планетах . 404 : 43–53. DOI : 10.1016 / j.epsl.2014.07.022 .
  3. ^ a b Потро, Родриго дель; Диес, Микель; Блэнди, Джон; Камачо, Антонио Дж .; Готцманн, Иоахим (2013). «Диапировое восхождение кислой магмы под боливийским Альтиплано» . Письма о геофизических исследованиях . 40 (10): 2044–2048. DOI : 10.1002 / grl.50493 . ISSN 1944-8007 . 
  4. ^ a b c d e Хмеловский, Йозеф; Зандт, Джордж; Хаберланд, Кристиан (1999). «Магматическое тело Центральных Анд Альтиплано-Пуна» . Письма о геофизических исследованиях . 26 (6): 783–786. DOI : 10.1029 / 1999GL900078 .
  5. ^ a b c d e f g h Фиалко, Й .; Пирс, Дж. (2012). «Поднятие Сомбреро над магматическим телом Альтиплано-Пуна: свидетельство раздувания диапира средней коры» . Наука . 338 (6104): 250–252. DOI : 10.1126 / science.1226358 . ISSN 0036-8075 . 
  6. ^ а б Лейдиг, Марк; Зандт, Джордж (2003). «Моделирование сильно анизотропной коры и приложение к вулканическому комплексу Альтиплано-Пуна в центральных Андах: ВЫСОКОАНИЗОТРОПНАЯ КОРА В APVC» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 108 (B1): ESE 5–1 – ESE 5-15. DOI : 10.1029 / 2001JB000649 .
  7. ^ Юань, X .; Соболев С.В.; Добрый, Р .; Oncken, O .; Bock, G .; Asch, G .; Schurr, B .; Graeber, F .; Рудлофф, А .; Hanka, W .; Wylegalla, К. (2000). «Процессы субдукции и коллизии в Центральных Андах сдерживаются преобразованными сейсмическими фазами» . Природа . 408 (6815): 958–961. DOI : 10.1038 / 35050073 . ISSN 0028-0836 . 
  8. ^ Schurr, B .; Asch, G .; Rietbrock, A .; Trumbull, R .; Хаберланд, К. (2003). «Сложные закономерности переноса флюидов и расплавов в центральной зоне Андской субдукции, выявленные с помощью томографии затухания» . Письма о Земле и планетах . 215 (1–2): 105–119. DOI : 10.1016 / S0012-821X (03) 00441-2 .
  9. ^ a b c d e Причард, Мэн; де Сильва, SL; Michelfelder, G .; Zandt, G .; McNutt, SR; Gottsmann, J .; Запад, Мэн; Blundy, J .; Christensen, DH; Финнеган, штат Нью-Джерси; Миная, Э. (2018). «Синтез: плутоны: исследование связи между ростом плутонов и вулканизмом в Центральных Андах» . Геосфера . 14 (3): 954–982. DOI : 10.1130 / GES01578.1 . ISSN 1553-040X . 
  10. ^ a b c d e f g Gottsmann, J .; Blundy, J .; Хендерсон, С .; Причард, Мэн; Спаркс, RSJ (2017). «Термомеханическое моделирование аномалии деформации Альтиплано-Пуна: многопараметрическое понимание реорганизации магматической кашицы» . Геосфера . 13 (4): 1042–1065. DOI : 10.1130 / GES01420.1 .
  11. ^ a b c d Лау, Николас; Тимофьева Екатерина; Фиалко, Юрий (2018). «Вариации в долгосрочной скорости подъема из-за магматического тела Альтиплано-Пуна, наблюдаемые с помощью интерферометрии Sentinel-1» . Письма о Земле и планетах . 491 : 43–47. DOI : 10.1016 / j.epsl.2018.03.026 .
  12. ^ a b Laumonier, Mickael; Гайяр, Фабрис; Мьюир, Дункан; Блэнди, Джон; Ансуорт, Мартин (2017). «Гигантские магматические водоемы на средней глубине земной коры, полученные на основе электропроводности и роста континентальной коры» . Письма о Земле и планетах . 457 : 173–180. DOI : 10.1016 / j.epsl.2016.10.023 .
  13. ^ a b c Комо, Мэтью Дж .; Ансуорт, Мартин Дж .; Корделл, Дарси (2016). «Новые ограничения на распределение и состав магмы под вулканом Утурунку и южным боливийским Альтиплано по магнитотеллурическим данным» . Геосфера . 12 (5): 1391–1421. DOI : 10.1130 / GES01277.1 .
  14. ^ Zandt, G .; Leidig, M .; Chmielowski, J .; Baumont, D .; Юань, X. (2003). «Сейсмическое обнаружение и характеристика магматического тела Альтиплано-Пуна, Центральные Анды» . Чистая и прикладная геофизика . 160 (3): 789–807. DOI : 10.1007 / PL00012557 . ISSN 0033-4553 . 
  15. ^ Джей, Дженнифер А .; Причард, Мэтью Э .; West, Michael E .; Кристенсен, Дуглас; Хейни, Мэтью; Минайя, Эстела; Сунагуа, Майель; Макнатт, Стивен Р .; Забала, Марио (2012). «Мелкая сейсмичность, триггерная сейсмичность и томография окружающего шума на давно спящем вулкане Утурунку, Боливия» . Вестник вулканологии . 74 (4): 817–837. DOI : 10.1007 / s00445-011-0568-7 . ISSN 0258-8900 . 
  16. ^ Prezzi, Claudia B .; Гётце, Ханс-Юрген; Шмидт, Сабина (2009). «Трехмерная плотностная модель Центральных Анд» . Физика Земли и планетных недр . 177 (3–4): 217–234. DOI : 10.1016 / j.pepi.2009.09.004 .
  17. ^ Брасс, Генрих (2002). «Боливийская аномалия проводимости на Альтиплано» . Журнал геофизических исследований . 107 (B5): 2096. DOI : 10,1029 / 2001JB000391 . ISSN 0148-0227 .