Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из арки Идзу-Бонин-Мариана )
Перейти к навигации Перейти к поиску
  Система дуги IBM в западной части Тихого океана. Линии со стрелками показывают приблизительное расположение профилей E – W поперек дуги.

Идзу-Бонин-Марианская система дуговой (IBM) является тектонической плиты граница сходится . Система IBM дуга простирается на 2800 км к югу от Токио, Япония, в за Гуам , и включает в себя Идзу , на острова Бонин , и Марианские острова ; гораздо большая часть дуговых систем IBM находится ниже уровня моря. Система дуги IBM расположена вдоль восточной окраины Плиты Филиппинского моря в западной части Тихого океана. Это место самой глубокой трещины на твердой поверхности Земли, Глубина Челленджера в Марианской впадине .

Дуговая система ИБМ образовалась в результате субдукции западной части Тихоокеанской плиты . В настоящее время дуговая система IBM подчиняет себе среднеюрскую и раннемеловую литосферу с более молодой литосферой на севере и более старой литосферой на юге, включая самую старую (~ 170 миллионов лет, или млн лет назад) океаническую кору . Скорость субдукции варьируется от ~ 2 см (1 дюйм) в год на юге до 6 см (~ 2,5 дюйма) на севере.

Считается, что вулканические острова, составляющие эти островные дуги, образовались в результате высвобождения летучих веществ (пара из захваченной воды и других газов), высвобождаемых из субдуцированной плиты, поскольку она достигла глубины, достаточной для того, чтобы температура могла вызвать высвобождение этих материалов. . Связанные с ними желоба образуются, поскольку самая старая (самая западная) часть коры Тихоокеанской плиты увеличивается с возрастом, и из-за этого процесса, наконец, достигает своей самой нижней точки, так же, как она погружается под кору к западу от нее.

Система дуги IBM - отличный пример конвергентной границы внутри океана (IOCM). IOCM построены на океанической коре и принципиально контрастируют с островными дугами, построенными на континентальной коре, такой как Япония или Анды . Поскольку кора IOCM более тонкая, плотная и более тугоплавкая, чем кора под окраинами андского типа, изучение расплавов и флюидов IOCM позволяет более уверенно оценивать потоки и процессы от мантии к корке, чем это возможно для конвергентных окраин андского типа. Поскольку МОКМ удалены от континентов, на них не влияет большой объем аллювиальных и ледниковых отложений. Последующий тонкий осадочный покров значительно упрощает изучение инфраструктуры дуги и определение массы и состава погруженных отложений. Активныйгидротермальные системы, обнаруженные на подводных частях IOCM, дают нам возможность изучить, сколько важных рудных месторождений Земли сформировалось.

Границы системы IBM Arc [ править ]

Земная кора и литосфера, образованные дуговой системой ИБМ в течение ее истории ~ 50 млн лет, сегодня обнаружены на западе, до хребта Кюсю-Палау (к востоку от бассейна Западно-Филиппинского моря ), на расстоянии до 1000 км от нынешнего желоба ИМБ. Система дуги IBM является поверхностным выражением действия зоны субдукции, и это определяет ее вертикальную протяженность. Северная граница дугообразной системы ИБМ следует за Нанкайским желобом на северо-восток и на юг Хонсю, соединяясь со сложной системой надвигов, которые продолжаются от берега на восток до Японского желоба . Пересечение траншей IBM, Япония и Сагами на Тройном перекрестке Босо.это единственный тройной перекресток траншеи, траншеи и траншеи на Земле. Система дуги IBM ограничена на востоке очень глубокой траншеей, глубина которой колеблется от почти 11 км в Глубине Челленджера до менее 3 км там, где плато Огасавара входит в траншею. Южная граница находится там, где желоб ИБМ встречается с хребтом Кюсю-Палау около Белау . Определенная таким образом дуговая система IBM охватывает более 25 ° широты от 11 ° до 35 ° 20 'северной широты.

Движение плиты [ править ]

Поперечный разрез мелководной части зоны субдукции, показывающий относительное положение активной магматической дуги и задугового бассейна, например южной части дуги Идзу-Бонин-Мариана.

Система дуги ИМБ является частью Плиты Филиппинского моря , по крайней мере, в первом приближении. Хотя дуга IBM деформируется внутри - и фактически на юге небольшая плита, известная как Марианская плита, отделена от плиты Филиппинского моря расширяющимся гребнем в Марианской впадине.- по-прежнему полезно обсудить приблизительные скорости и направления платформы Филиппинского моря с ее литосферными соседями, потому что они в первую очередь определяют, насколько быстро и по каким линиям тока материал поступает в фабрику субдукции. Плита Филиппинского моря (PH) имеет четыре соседние плиты: Тихоокеанскую (PA), Евразийскую (ЕС), Североамериканскую (NA) и Каролинскую (CR). Между PH и CR есть небольшое относительное движение; кроме того, CR не поддерживает IBM Subduction Factory, поэтому дальше это не обсуждается. В Северной Америке пластинка включает в себя северную Японию, но относительное движение между ней и Евразией достаточно мало , что относительное движение между PH и ЕС объясняет движение интереса. Эйлера полюсдля PH-PA, согласно модели NUVEL-1A для текущих движений плит ( DeMets et al. 1994 ), лежит около 8 ° N 137,3 ° E, около южного конца Плиты Филиппинского моря. PA вращается вокруг этого полюса CCW ~ 1 ° / Ma относительно PH. Это означает, что относительно самого южного IBM PA движется на северо-запад и подвергается субдукции примерно на 20–30 мм / год, тогда как относительно самого северного IBM PA движется на запад-северо-запад и в два раза быстрее. На южной оконечности ИМБ почти нет конвергенции между плитой Кэролайн и плитой Филиппинского моря. Дуга IBM не испытывает отката желоба, то есть миграции океанического желоба.к океану. Траншея движется в сторону Евразии, хотя в дуговой системе IBM поддерживается режим сильного растяжения из-за быстрой конвергенции PH-EU. Почти вертикальная ориентация погруженной плиты под южной частью ИБМ создает сильную силу «морского якоря», которая сильно сопротивляется ее боковому движению. Считается, что расширение бассейна задней дуги происходит из-за комбинированного воздействия силы морского якоря и быстрого сближения PH-EU ( Scholz & Campos 1995). Наклон сходимости между PA и системой дуги IBM заметно меняется вдоль системы дуги IBM. Конвергенция плит, полученная по векторам сдвига землетрясений, является почти сдвиговой на самых северных Марианских островах, примыкающих к северной оконечности Марианской впадины и к югу от нее, где дуга была `` выгнута наружу '' из-за раскрытия задугового бассейна, в результате желоб, простирающийся примерно параллельно векторам конвергенции. Конвергенция сильно наклонная для большей части системы Марианской дуги, но более почти ортогональна для самых южных Марианских островов и большинства сегментов Идзу-Бонин. Маккаффри 1996отметили, что скорость параллельного дуге скольжения в передней дуге достигает максимума 30 мм / год на северных Марианских островах. По словам Маккаффри, это достаточно быстро, чтобы вызвать геологически значимые эффекты, такие как снятие кровли с высокосортных метаморфических пород, и дает одно из объяснений того, почему преддуга в южной части IBM тектонически более активна, чем в северной части IBM.

Геологическая история системы IBM Arc [ править ]

Упрощенная тектоническая история дуги IBM по профилям EW. Красный цвет соответствует областям магматической активности, синий - магматически вымершим.

Развитие дуговых систем IBM - одно из самых известных достижений в области конвергенции. Поскольку IBM всегда была дуговой системой с сильным расширением, ее компоненты охватывают обширную территорию, от хребта Палау-Кюсю до траншеи IBM (см. Первый правый рисунок). В общем, самые старые компоненты находятся дальше на запад, но полная запись эволюции сохранилась в передней части дуги. Зона субдукции IBM началась как часть затопления в масштабе полушария старой плотной литосферы в западной части Тихого океана ( Stern & Bloomer 1992 ). Начало истинной субдукции локализовало магматическую дугу близко к ее нынешнему положению, примерно в 200 км от желоба, и позволило поджелудочной мантии стабилизироваться и остыть. Дуга стабилизировалась примерно до 30 млн лет назад, когда она начала расколоться, чтобы сформировать Парес Вела.Бассейн. Распространение также началось в самой северной части дуги IBM около 25 млн лет назад и распространилось на юг, образуя бассейн Сикоку. Спрединговые системы бассейнов Паресе Вела и Сикоку встретились примерно на 20 млн лет, а объединенный бассейн Паресе Вела и бассейн Сикиоку продолжал расширяться примерно до 15 млн лет назад, что в конечном итоге привело к образованию крупнейшего на Земле задугового бассейна.. Дуга была разрушена во время рифтинга, но снова начала строиться как отдельная магматическая система, как только началось распространение морского дна. Дуговый вулканизм, особенно взрывной вулканизм, ослабел на протяжении большей части этого эпизода, с началом возрождения около 20 млн лет на юге и около 17 млн ​​лет на севере. Тефра из северной и южной IBM показывает, что сильные различия в составе, наблюдаемые для современной дуги, существовали на протяжении большей части истории дуги, при этом северная IBM была более истощенной, а южная IBM была относительно обогащенной. Около 15 млн лет назад самая северная IBM начала сталкиваться с Хонсю, вероятно, в результате новой субдукции вдоль Нанкайского прогиба. Новый эпизод рифтогенеза для формирования Марианской впадины задуговоганачалось где-то после 10 млн лет, а распространение морского дна началось примерно через 3–4 млн лет. Поскольку разрыв дуги является первым этапом формирования любого задугового бассейна, нынешние вулканы Марианской дуги не могут быть старше 3–4 млн лет, но вулканы Идзу-Бонин могут иметь возраст ~ 25 млн лет. Междудуговые рифты Идзу начали формироваться около 2 млн лет назад.

Компоненты системы IBM Arc [ править ]

Упрощенный батиметрический и топографический профиль вдоль магматической дуги IBM
Упрощенные батиметрические профили в системе дуги IBM, примерные местоположения показаны на первом рисунке. T указывает положение траншеи.

Три сегмента IBM (рисунок справа) не соответствуют вариациям на входящей пластине. Границы определяются тектонической линией Софуган (~ 29 ° 30 'с.ш.), разделяющей сегменты Идзу и Бонин, и северной оконечностью задугового бассейна Марианского прогиба (~ 23 ° с.ш.), которая определяет границу между долинами Бонин. и Марианский сегменты. Передняя дуга, активная дуга и задняя дуга выражаются по-разному по обе стороны от этих границ (см. Рисунок ниже). Передняя дуга - это часть системы дуги между желобом и магматическим фронтом дуги, включающая приподнятые участки передней дуги, расположенные рядом с магматическим фронтом, иногда называемые «фронтальной дугой». Преддуга IBM от Гуама до Японии составляет около 200 км в ширину. Поднятые части преддуги, состоящие из эоценового магматического фундамента, увенчанного рифовыми террасами эоцена.и более молодой возраст, производит цепь островов от Гуама на севере до Фердинанда де Мединилья на Марианских островах. Точно так же острова Бонин или Огасавара в основном состоят из вулканических пород эоцена. Нет аккреционной призмы, связанной с преддугой или желобом IBM.

Магматическая ось дуги четко определена от Хонсю до Гуама. Эта «магматическая дуга» часто является подводной, с вулканами, построенными на подводной платформе, которая находится на глубине от 1 до 4 км. Вулканические острова распространены в сегменте Идзу, включая О-шима , Хатидзодзима и Миякедзима . Южный сегмент Идзу также содержит несколько подводных кислых кальдер. Сегмент дуги Идзу также перемежается междуговыми трещинами. Сегмент Бонин к югу от тектонической линии Софуган содержит в основном подводные вулканы, а также некоторые из них, которые возвышаются немного над уровнем моря, например Нисино-шима.. Сегмент Бонин характеризуется глубокой впадиной, прогибом Огасавара, между магматической дугой и преддуговым поднятием островов Бонин. Самые высокие возвышения дуги IBM (не считая полуострова Идзу , где IBM выходит на сушу в Японии) находятся в южной части сегмента Бонин, где находятся потухшие вулканические острова Минами Иводзима и Кита Иводзима.подняться почти на 1000 м над уровнем моря. Батиметрический максимум, связанный с магматической дугой сегментов Идзу и Бонин, в японских публикациях часто называют хребтом Ситито, а острова Бонин часто называют островами Огасавара. Вулканы, извергающие лавы необычного состава - шошонитовая провинция - находятся на переходе между сегментами дуги Бонин и Мариана, включая Иводзиму . Магматическая дуга на Марианских островах является подводной к северу от Уракаса , к югу от которого Марианская дуга включает вулканические острова (с севера на юг): Асунсьон , Мауг , Агриган , Паган , Аламаган , Гугуан ,Сариган и Анатахан . Марианские вулканы снова становятся подводными к югу от Анатахана.

Области задней дуги трех сегментов совершенно разные. Сегмент Идзу отмечен несколькими вулканическими поперечными цепями, которые простираются на юго-запад от магматического фронта. Сегмент дуги Бонина, страдающий от магматического голодания, не имеет задуговых бассейнов, междуговых трещин или цепочек задних дуг. Марианский сегмент характеризуется активно расширяющимся задуговым бассейном, известным как Марианский прогиб. В Марианской впадине наблюдаются заметные изменения по простиранию, при этом морское дно простирается к югу от 19 ° 15 'и рифтингово дальше на север.

Система дуги IBM к юго-западу от Гуама заметно отличается от региона к северу. Преддуговая область очень узкая, а пересечение оси спрединга задугового бассейна с дуговыми магматическими системами является сложным.

Поведение и состав плиты Западной части Тихого океана [ править ]

Все на Тихоокеанской плите, которая входит в траншею IBM, подвергается субдукции. В следующем разделе обсуждаются некоторые модификации литосферы непосредственно перед ее спуском, а также возраст и состав океанической коры и отложений на Тихоокеанской плите, прилегающей к желобу. Помимо субдуцированных отложений и коры Тихоокеанской плиты, существует также очень значительный объем материала из преобладающей передней дуги IBM, который теряется в зону субдукции из-за тектонической эрозии ( Von Huene, Ranero & Vannucchi 2004 ).

IBM Trench и внешняя волна траншеи [ править ]

Геологические связи вокруг Марианской впадины. Верхняя левая карта показывает региональные настройки. Пунктирная рамка на региональной карте (вверху слева) показывает детализацию, показанную на верхней правой карте. На верхней правой карте показаны объекты на территории до 100 км по обе стороны от центральной части Марианской впадины. Пунктирной линией показано положение многоканальной сейсмической отражательной линии 53-53, которая интерпретируется в нижнем поперечном сечении. Неисправности, связанные с изгибом, обведены черным контуром. На нижнем рисунке показано поперечное сечение мелководной Марианской зоны субдукции вдоль линии MCS 53–54 с численно аннотированными особенностями ( Oakley, Taylor & Moore, 2008 ).

Океанический желоб и связанный с ним внешней траншеей выпуклость знак , где Тихоокеанская плита начинает свой спуск в IBM зону субдукции . Желоб IBM - это место, где литосфера Тихоокеанской плитыначинает тонуть. Траншея ИБМ лишена каких-либо значительных отложений; толщина отложений ~ 400 м или около того полностью погружена опускающейся плитой. Внешний вал траншеи IBM поднимается примерно на 300 м над окружающим морским дном прямо перед траншеей. Литосфера, которая вот-вот опускается в траншею, начинает прогибаться сразу за ее пределы; морское дно поднято до широкого вала высотой в несколько сотен метров, называемого «выступом внешней траншеи» или «выступом внешней траншеи». Плита, которая должна быть погружена в грунт, имеет сильные разломы, что позволяет морской воде проникать внутрь плиты, где гидратация мантийного перидотита может приводить к образованию серпентинита . Образовавшийся таким образом серпентинит может уносить воду глубоко в мантию в результате субдукции.

Геология и состав самой западной части Тихоокеанской плиты [ править ]

В Тихоокеанской плите подвигается в траншее IBM, поэтому понимание того , что субдуцированный под IBM требует пониманий истории западной части Тихого океана. Система дуги IBM подвергает субдукцию среднеюрской и раннемеловой литосферы с более молодой литосферой на севере и более старой литосферой на юге. Невозможно напрямую узнать состав субдуцированных материалов, которые в настоящее время обрабатываются на IBM Subduction Factory - то, что сейчас находится на глубине 130 км в зоне субдукции, вошло в траншею 4-10 миллионов лет назад. Однако состав дна западной части Тихого океана - океанической коры.- осадки, кора и мантийная литосфера - варьируются достаточно систематически, чтобы в первом приближении мы могли понять, что сейчас обрабатывается, изучая то, что лежит на морском дне к востоку от желоба ИБМ.

Морское дно Тихоокеанской плиты к востоку от дуги ИБМ может быть разделено на северную часть, которая батиметрически «гладкая», и южную часть, которая батиметрически изрезана, разделенную плато Огасавара. Эти крупномасштабные вариации отмечают различные геологические истории на севере и юге. На невыразительном севере преобладает Надеждинская котловина. На юге грубые выравнивания подводных гор , атоллов и островов определяют три большие цепи, простирающиеся на запад-запад-юго-восток ( Winterer et al., 1993 ): остров Маркус - остров Уэйк - плато Огасавара, цепь подводных гор Магеллана и Каролинские острова.Ридж. Первые две цепи образовались внегребным вулканизмом в меловое время, тогда как цепь Каролинских островов сформировалась в течение последних 20 миллионов лет. Между этими цепями находятся два важных бассейна: бассейн Пигафетта находится между цепями Маркус-Уэйк и Магеллан, а бассейн Восточной Марианы находится между цепями Магеллана и Кэролайн.

Упрощенная геологическая и магнитная карта западной части Тихого океана, основанная на работе Наканиши 1992 . Относительное движение Тихоокеанской плиты по отношению к плите Филиппинского моря показано стрелками, числа соответствуют скоростям (мм / год) по Сено, Штайн и Грипп 1993 . Цифры со звездочками обозначают места научного бурения, особенно места бурения в рамках Проекта океанского бурения и Программы глубоководного бурения .

Возраст морского дна западной части Тихого океана был интерпретирован по магнитным аномалиям морского дна, коррелированным с временной шкалой геомагнитной инверсии Наканиши, Тамаки и Кобаяши 1992 года и подтвержденным научным бурением программы Ocean Drilling Program . В интересующей области были идентифицированы три основных набора магнитных аномалий. Каждый из этих наборов линий включает магнитные аномалии серии M (от средней юры до среднего мела), которые по сути являются «кольцами роста» Тихоокеанской плиты. Эти наборы аномалий указывают на то, что небольшая, примерно треугольной формы Тихоокеанская плита выросла, распространившись вдоль трех хребтов ( Bartolini & Larson 2001 ). Самые старые идентифицируемые линии - от M33 до M35 ( Nakanishi 1993) или, возможно, даже M38 ( Handschumacher et al. 1988 ). Трудно сказать, сколько лет могли быть эти линии и более древняя кора; Самые старые магнитные линии, возраст которых был определен, - M29 (157 млн ​​лет; ( Ченнелл и др., 1995 ). Магнитные линии, возраст которых равен M29, неизвестны для других океанов, и область в западной части Тихого океана, которая находится внутри линии M29. - то есть корка старше M29 - составляет порядка 3х106 км 2 , что составляет около трети размера Соединенных Штатов. Участок 801 ODP расположен на морском дне, которое значительно старше M29, и основание MORB там дает возраст Ar-Ar. 167 ± 5 млн лет ( Pringle, 1992 ) .Самые древние отложения на ст. 801C относятся к средней юре, келловея или позднему возрасту.Батский (~ 162 млн лет; Gradstein, Ogg & Smith 2005 ).

Распространение морского дна в Тихом океане в течение мелового периода эволюционировало от более восточно -западного «тетического» направления к современному тренду северного полюса. Это произошло в середине мелового периода, в интервале ~ 35-40 млн лет, характеризующемся отсутствием инверсий магнитного поля, известного как меловой суперхрон или спокойная зона. Впоследствии расположение спрединговых хребтов, простирающихся на юг, относительно Тихоокеанского бассейна постепенно смещалось на восток в течение мелового и третичного периода, что привело к нынешней заметной асимметрии Тихого океана с очень молодым морским дном в восточной части Тихого океана и очень старым морским дном в западной части. Тихий океан.

Осадки, доставляемые в траншею IBM, не являются толстыми, учитывая, что это одно из старейших участков морского дна Земли. Вдали от подводных гор в пелагической толще преобладают кремни и пелагические глины с небольшим содержанием карбоната. Карбонаты имеют важное значение у гайотов, распространенных в южной части региона. Кайнозойские отложения не важны, за исключением вулканического пепла и азиатского лёсса, отложившихся по соседству с Японией, и карбонатных отложений, связанных с относительно неглубоким Каролинским хребтом и Каролинской плитой . Сильные морские течения, вероятно, ответственны за эту эрозию или отсутствие отложений.

Состав отложений, погружаемых под северную и южную части дуги ИБМ, значительно отличается из-за внегребной вулканической последовательности мелового периода на юге, которая отсутствует на севере. Лавы и вулканокластика, связанные с интенсивным эпизодом внутриплитного вулканизма, во времени близко соответствуют меловому суперхрону. Приближение к плато Онтонг-Ява все большее значение приобретал внегребной вулканизм . Толеитовые силлы мощностью 100–400 м находятся в Восточно-Марианской впадине и бассейне Пигафетта ( Abrams et al. 1993 ), и по крайней мере 650 м толеитовых потоков и силлов в бассейне Науру, недалеко от участка 462 ODP. Castillo, Pringle & Carlson 1994 г.предполагают, что эта провинция может отражать формирование среднемеловой спрединговой системы в бассейнах Науру и Восточной Марианы. Севернее, депозиты , связанные с этим эпизодом состоят из толстых последовательностей апт - альбвулканокластические турбидиты выпадают из формирующихся вулканических островов, таких как сохранившиеся на участках DSDP 585 и ODP 800 и 801. Несколько сотен метров вулканокластических отложений, вероятно, характеризуют последовательность осадочных отложений в бассейнах Восточной Марианы и Пигафетта и вокруг них. Дальше на север, на участках DSDP 196 и 307 и на участке ODP 1149, мало свидетельств вулканической активности среднего мелового периода. Похоже, что аптско-альбский вулканический эпизод в значительной степени ограничился регионом к югу от нынешней 20 ° северной широты. Палеомагнитные и кинематические аспекты плит помещают эту обширную область внегребневого вулканизма в современные окрестности Полинезии , где сегодня внегребной вулканизм, мелкая батиметрия и тонкая литосфера известны как «Суперсвелл» ( Menard 1984 ;McNutt et al. 1990 ).

Осадки, отобранные на участке 1149 программы океанского бурения (местоположение см. На предыдущем рисунке). Крайний справа показывает литологию и возраст, 3 столбца показывают вертикальные вариации кальция , кремния и алюминия , индикаторы относительных карбонатов , кремней , глины или золы . Изменено из Plank et al. (2006).

На рисунке выше показаны типичные отложения, пробуренные на участке 1149 Программы океанского бурения , к востоку от сегмента Идзу – Бонин. Отложения, пробуренные на участке ODP 1149, имеют толщину около 400 м и возраст 134 миллиона лет. Осадочный разрез представляет собой типичную пелагическую стратиграфию , накопленную в основном в меловом периоде, но также и в последние 7 миллионов лет (поздний неоген ), построенную на фундаменте раннемеловой океанической коры. Самая нижняя часть - карбонатно-кремнистые, следующий слой - очень богатый кремнем, третий - глинистый. После этого следует длительный перерыв в осадконакоплении до возобновления седиментации ~ 6,5 млн лет (поздний миоцен), с отложениями вулканического пепла, глины и уносимой ветром пыли. Стратиграфия к востоку от Марианского сегмента отличается от стратиграфии, субдуцированной под сегментом Идзу-Бонин, тем, что имеет гораздо большее количество внутриплитных раннемеловых вулканитов и паводковых базальтов. Около 470 м океанической коры было вскрыто на участке 801C ODP на этапах 129 и 185. Это типичный базальт срединно-океанического хребта, который подвергся воздействию низкотемпературных гидротермальных изменений . Эта кора перекрыта ярко-желтыми гидротермальными отложениями мощностью 3 м и примерно 60 м щелочно-оливиновыми базальтами возрастом 157,4 ± 0,5 млн лет ( Pringle 1992 ).

Геофизика погруженной плиты и мантии [ править ]

Глубокая структура системы IBM была отображена с использованием различных геофизических методов . В этом разделе представлен обзор этих данных, включая обсуждение структуры мантии на глубинах> 200 км.

Сейсмичность [ править ]

Пространственные модели сейсмичности важны для определения и понимания морфологии и реологии субдуцирующих литосферных плит , и это особенно верно для зоны IBM Wadati – Benioff (WBZ). Кацумата и Сайкс 1969Сначала обрисовал в общих чертах наиболее важные особенности IBM WBZ. Их исследование обнаружило зону глубоких землетрясений под южными Марианами и предоставило некоторые из первых ограничений на глубокую вертикальную природу погружения тихоокеанской литосферы под южную часть ИБМ. Они также обнаружили область пониженной мелкой сейсмичности (≤70 км) и отсутствие глубоких (≥ 300 км) явлений под вулканическими островами, прилегающими к стыку желобов Идзу-Бонин и Мариана, где желоб имеет тенденцию почти параллельно конвергенции. вектор.

Карта батиметрии и сейсмичности в зоне субдукции IBM с использованием каталога землетрясений Engdahl, van der Hilst & Buland 1998 . Круги обозначают эпицентральные местоположения; светлые круги представляют более мелкие события, более темные круги представляют более глубокие события. Черными линиями обозначены площади поперечного сечения, изображенные в 6 профилях справа, организованные с N по S. Черные кружки представляют собой гипоцентральныелокации объемом ~ 60 км в каждую сторону от линий, показанных на карте слева. Очевидны большие различия в падении плиты и максимальной глубине сейсмичности. Расстояние вдоль каждого участка отсчитывается от магматической дуги. А) Северный регион Идзу – Бонин. Угол наклона плиты ~ 45 °; сейсмичность уменьшается с глубины ~ 175 км до ~ 300 км, но увеличивается примерно на 400 км и заканчивается на ~ 475 км. Б) Центральный регион Идзу Бонин. Падение плиты почти вертикальное; сейсмичность уменьшается от ~ 100 км до ~ 325 км, но увеличивается по скорости и распространяется по горизонтали примерно на 500 км и заканчивается на ~ 550 км. В) Южный регион Идзу Бонин. Угол наклона плиты ~ 50 °; сейсмичность сохраняется до ~ 200 км, но очень мало аномальных событий очевидны до ~ 600 км. Г) Северная Марианская область. Падение плиты ~ 60 °; сейсмичность продолжается до ~ 375 км и заканчивается на ~ 400 км,но очень мало аномальных событий очевидно до ~ 600 км. Д) Центральная Марианская область. Падение плиты вертикальное; сейсмичность немного снижается между ~ 275 км и ~ 575 км, но по существу является непрерывной. Существует очаг глубоких событий около 600 км, а также 1 глубокое событие на глубине 680 км. F) Южная Марианская область. Падение плиты ~ 55 °; сейсмичность непрерывна до ~ 225 км, с аномальным явлением на 375 км. Рисунок любезно предоставлен доктором Мэттом Фушем,Государственный университет Аризоны

Совсем недавно Engdahl, van der Hilst & Buland 1998предоставил каталог землетрясений с улучшенными местоположениями (рис. 10). Этот набор данных показывает, что под северной частью IBM наклон WBZ плавно увеличивается от ~ 40 ° до ~ 80 ° к югу, а сейсмичность уменьшается между глубинами ~ 150 км и ~ 300 км (рис. 11a c). Субдуцированная плита под центральной частью IBM (около 25 ° с.ш.; рис. 11c) очерчена пониженной сейсмической активностью, которая, тем не менее, определяет более вертикальную ориентацию, сохраняющуюся на юге (рис. 11d f). Глубокие землетрясения, определяемые здесь как сейсмические события глубиной ≥300 км, обычны под частями дуги IBM (рис. 10, 11). Глубинные события в системе IBM менее часты, чем в большинстве других зон субдукции с глубокой сейсмичностью, таких как Тонга / Фиджи / Кермадек и Южная Америка. Под северной частью ИБМ глубинная сейсмичность простирается на юг до ~ 27,5 ° с.и небольшой очаг событий на глубине от 275 км до 325 км существует на ~ 22 ° северной широты. Под южной частью IBM есть узкая полоса глубоких землетрясений между ~ 21 ° N и ~ 17 ° N, но к югу от нее очень мало глубоких событий. Хотя в ранних исследованиях предполагалось, что верхняя граница плиты определяется сейсмичностью, более свежие данные показали, что многие из этих землетрясений происходят внутри плиты. Например, исследованиеНакамура и др. 1998 год показал, что область событий под самой северной областью IBM происходит на ~ 20 км ниже вершины погружающейся плиты. Они предполагают, что трансформационные разломы, которые возникают, когда метастабильный оливин превращается в более компактную структуру шпинели, создают эту зону сейсмичности. Действительно, механизм разломов при глубоких землетрясениях - это горячо обсуждаемая тема (например, Green & Houston, 1995 ), и ее еще предстоит решить. Двойные сейсмические зоны (DSZ) были обнаружены в нескольких частях зоны субдукции IBM, но их расположение внутри плиты, а также интерпретации их существования сильно различаются. Под южной IBM, Samowitz & Forsyth 1981обнаружили DSZ, лежащую на глубине 80 км и 120 км, с двумя зонами, разделенными 30–35 км. Механизмы очага землетрясения указывают на то, что верхняя зона, где происходит большинство событий, находится в режиме сжатия вниз, а нижняя зона - в расширении вниз. Этот DSZ расположен на глубине наибольшей кривизны плиты; на большей глубине он разгибается в более плоскую конфигурацию. Samowitz & Forsyth 1981 предположили, что несгибаемые или термические напряжения в верхних 150 км плиты могут быть основной причиной сейсмичности. Для северной IBM, Иидака и Фурукава, 1994 г.использовала усовершенствованную схему перемещения землетрясения для обнаружения DSZ между глубинами от 300 км до 400 км, которая также имеет интервал 30–35 км между верхней и нижней зонами. Они интерпретировали данные преобразованных фаз S в P и теплового моделирования, чтобы предположить, что DSZ является результатом трансформационного разлома метастабильного клина оливина в плите. Недавняя работа предполагает, что вариации состава в субдуцирующей плите также могут вносить вклад в двойную сейсмическую зону ( Abers 1996 ) или что DSZ представляют собой локус серпентиновой дегидратации в плите ( Peacock 2001 ).

Вулканизм и гидротермальная активность Марианской дуги [ править ]

Батиметрия области Марианской дуги ( Бейкер и др., 2008 ), показывающая все 51 сооружение, названное в настоящее время вдоль вулканического фронта между 12 ° 30 'и 23 ° 10' северной широты. Гидротермально или вулканически активные подводные постройки отмечены красным; активные субаэральные постройки отмечены зеленым цветом. Неактивные подводные и субаэральные постройки помечены меньшим черным и зеленым шрифтом соответственно. Для всех построек надписи кальдеры выделены жирным курсивом. Черные кружки (диаметром 20 км) обозначают эти вулканические центры, состоящие из нескольких отдельных построек. Сплошная красная линия - центр распространения задней дуги.

Дуговый вулканизм [ править ]

Baker et al. 2008 выявлено 76 вулканических построек вдоль 1370 км Марианской дуги, сгруппированных в 60 вулканических центров., из которых не менее 26 (20 подводных) являются гидротермально или вулканически активными. Общая плотность вулканических центров составляет 4,4 / 100 км дуги, а активных центров - 1,9 / 100 км. Действующие вулканы лежат на 80–230 км выше погружающейся Тихоокеанской плиты, и ~ 25% лежат за фронтом дугового магматизма. Нет никаких свидетельств регулярного расположения вулканов вдоль Марианской дуги. Распределение частот расположения вулканов вдоль дуги магматического фронта достигает пиков между 20 и 30 км и показывает асимметричную форму с длинным хвостом, типичную для многих других дуг. Первая глобальная компиляция дуговых вулканов с использованием недавних батиметрических данных показала, что на дугах, которые хотя бы частично являются подводными, насчитывается почти 700 вулканов, из которых не менее 200 являются затопленными ( de Ronde et al. 2003 ).

Гидротермальная активность дуги [ править ]

Baker et al. По оценкам 2008 года , объединенные внутриокеанские дуги могут вносить гидротермальные выбросы, равные ~ 10% от глобальной системы срединно-океанических хребтов.

Историческое значение системы дуги IBM [ править ]

Гуам в южной дуговой системе IBM - это место, где Магеллан впервые высадился после своего эпического пересечения Тихого океана в 1521 году. Острова Бонин были важной остановкой для воды и запасов для китобойного промысла Новой Англии в начале 19 века. В то время они были известны как острова Пил.

Ужасные бои происходили на островах Сайпан и Иводзима в 1944 и 1945 годах; в этих боях погибло много молодых японских и американских солдат. Джордж Буш был сбит в 1945 году недалеко от Титидзимы на островах Бонин. Двенадцать японских моряков застряли в июне 1944 года на вулканическом Анатахане на семь лет вместе с смотрителем заброшенной плантации и привлекательной молодой японкой. Роман и фильм 1953 года « Анатахан» основан на этих событиях. B-29 бомбардировщик Enola Gay вылетел из Тиниан бросить первую атомную бомбу на Хиросиму в 1945 году сержант Ёкои28 лет скрывался в дикой природе Гуама, прежде чем выйти из укрытия в 1972 году. Коричневая древесная змея была случайно завезена во время Второй мировой войны и с тех пор уничтожает местных птиц Гуама.

См. Также [ править ]

  • Марианская впадина
  • Марианская впадина
  • Северные Марианские острова
  • Подводная гора Южный Чаморро

Ссылки [ править ]

  • Аберс, Джорджия (1996). Плитовая структура и происхождение двойных сейсмических зон . Конференция «Субдукция сверху вниз», Авалон, Калифорния; состоялась в июне 1994 года. Геофизическая монография Американского геофизического союза. 96 . Вашингтон, округ Колумбия, стр. 223–228. ISSN  0065-8448 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Abrams, LJ; Ларсон, Р.Л .; Шипли, TH; Ланселот, Ю. (1993). «Меловые вулканические последовательности и юрская океаническая кора в бассейнах Восточной Марианы и Пигафетта в западной части Тихого океана» (PDF) . In Prigle, MS; Сагер, WW ; Sliter, WV; и другие. (ред.). Мезозойская часть Тихого океана: геология, тектоника и вулканизм . Геофизическая монография. 77 . Американский геофизический союз. С. 77–101. ISBN 978-0-87590-036-0.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Бейкер, штат Восточный; Эмбли, RW; Уокер, SL; Ресинг, JA; Lupton, JE; Накамура, К.-И .; де Роде, CEJ; Massoth, GJ (2008). «Гидротермальная активность и распространение вулканов вдоль Марианской дуги» . J. Geophys. Res . 113 (B8): B08S09. Bibcode : 2008JGRB..113.8S09B . DOI : 10.1029 / 2007JB005423 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Бартолини, А .; Ларсон, Р.Л. (2001). «Тихоокеанская микроплита и суперконтинент Пангея в ранней и средней юре» . Геология . 29 (8): 735–738. Bibcode : 2001Geo .... 29..735B . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (2001) 029 <0735: PMATPS> 2.0.CO; 2 . ISSN  0091-7613 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Кастильо, PR; Pringle, MS; Карлсон, Р.В. (1994). «Толеиты Восточно-Марианской впадины: меловые внутриплитные базальты или рифтовые базальты, связанные с плюмом Онтонг-Ява?» (PDF) . Письма о Земле и планетах . 123 (1–3): 139–154. Bibcode : 1994E и PSL.123..139C . DOI : 10.1016 / 0012-821X (94) 90263-1 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Ченнелл, Джей Ти; Erba, E .; Наканиши, М; Тамаки, К. (1995). «Блочные модели позднеюрских-раннемеловых и океанических магнитных аномалий» . В В. А. Берггрене; Д. В. Кент; М.-П. Обри; Дж. Харденбол (ред.). Специальная публикация SEPM . Талса. С. 51–63.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Деметс, Чарльз; Гордон, Р.Г.; Argus, DD; Штейн, С. (1994). «Влияние недавних пересмотров шкалы времени инверсии геомагнитного поля на оценки текущих движений плит» (PDF) . Geophys. Res. Lett . 21 (20): 2191–2194. Bibcode : 1994GeoRL..21.2191D . DOI : 10.1029 / 94GL02118 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • де Ронд, CEJ; Массот, ГДж; Бейкер, штат Восточный; Луптон, Дж. Э. (2003). «Подводная гидротермальная вентиляция, связанная с вулканическими дугами». В Симмонсе, Сан-Франциско; Грэм, Эй Джей (ред.). Вулканические, геотермальные и рудообразующие флюиды: правители и свидетели процессов на Земле . Общество экономических геологов Спец. Publ. 10 . С. 91–110.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Engdahl, ER; ван дер Хильст, РД; Буланд, Р. (1998). «Глобальный перенос телесейсмических землетрясений с улучшенным временем прохождения и процедурами определения глубины» (PDF) . Бюллетень сейсмологического общества Америки . 88 : 722–743. Архивировано из оригинального (PDF) 06.08.2010. CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Градштейн, FM; Ogg, JG; Смит, AG, ред. (2005). Шкала геологического времени 2004 . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-78673-7.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Грин, II, Гарри У .; Хьюстон, Хайди (май 1995 г.). «Механика глубоких землетрясений» (PDF) . Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 23 : 169–213. Bibcode : 1995AREPS..23..169G . DOI : 10.1146 / annurev.ea.23.050195.001125 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  • Хандшумахер, Д; Сагер, WW ; Хильде, TWC; Брейси, Д.Р. (1988). «Докемеловая тектоническая эволюция Тихоокеанской плиты и расширение временной шкалы изменения геомагнитной полярности с последствиями для происхождения юрской« Тихой зоны » ». Тектонофизика . 155 (1–4): 365–380. Bibcode : 1988Tectp.155..365H . DOI : 10.1016 / 0040-1951 (88) 90275-2 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Кацумата, Мамору; Сайкс, Л. Р. (1969). «Сейсмичность и тектоника западной части Тихого океана: регионы Идзу-Мариана-Каролина и Рюкю-Тайвань». Журнал геофизических исследований . 74 (25): 5923–5948. Bibcode : 1969JGR .... 74.5923K . DOI : 10.1029 / JB074i025p05923 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Иидака, Такаши; Фурукава, Ёсицугу (25 февраля 1994 г.). «Двойная сейсмическая зона для глубоких землетрясений в зоне субдукции Идзу – Бонин». Наука . 263 (5150): 1116–1118. Bibcode : 1994Sci ... 263.1116I . DOI : 10.1126 / science.263.5150.1116 . PMID  17831624 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • McNutt, MK; Зимовщик, ЭЛ; Сагер, WW ; Натланд, JH; Ито, Г. (1990). «Возвышение Дарвина: меловой Суперсвелл?». Письма о геофизических исследованиях . 17 (8): 1101–1108. Bibcode : 1990GeoRL..17.1101M . DOI : 10.1029 / GL017i008p01101 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Маккаффри, Роберт (1996). «Оценки современных дугопараллельных скоростей деформации в передних дугах» (PDF) . Геология . 24 (1): 27–30. Bibcode : 1996Geo .... 24 ... 27M . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0027: EOMAPS> 2.3.CO; 2 . Архивировано из оригинального (PDF) 20 июля 2011 года. CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Menard, HW (1984). «Реприза Дарвина». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 89 (B12): 9960–9968. Bibcode : 1984JGR .... 89.9960M . DOI : 10.1029 / JB089iB12p09960 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Накамура, Т; Накано, я; Fujimori, H; Юань, Г. (1998). «Наблюдение в реальном времени трехмерной структуры океанских явлений с помощью системы акустической томографии океана с частотой 200 Гц». 17-я Международная конференция по морской механике и арктической инженерии; Лиссабон; Португалия; состоявшийся в 5-9 июля 1998 года . п. 8.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Наканиши, М. (1993). «Выражение пяти зон разломов в северо-западной части Тихого океана». In Prigle, MS; Сагер, WW ; Sliter, WV; и другие. (ред.). Мезозойская часть Тихого океана: геология, тектоника и вулканизм . Геофизическая монография. 77 . Американский геофизический союз. С. 121–136. ISBN 978-0-87590-036-0.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Наканиши, Масао; Тамаки, К .; Кобаяши, К. (1992). «Линии магнитных аномалий от поздней юры до раннего мела в западно-центральной части Тихого океана» . Международный геофизический журнал . 109 (3): 701–719. Bibcode : 1992GeoJI.109..701N . DOI : 10.1111 / j.1365-246X.1992.tb00126.x .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Окли, AJ; Taylor, B .; Мур, Г. Ф. (2008). «Субдукция Тихоокеанской плиты под центральную Марианскую дугу и передние дуги Идзу-Бонин: новые идеи со старой окраины» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 9 (6): н / д. Bibcode : 2008GGG ..... 9.6003O . DOI : 10.1029 / 2007gc001820 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Павлин, С.М. (2001). «Являются ли нижние плоскости двойных сейсмических зон результатом дегидратации серпентина в субдукционной океанической мантии?» (PDF) . Геология . 29 (4): 299–302. Bibcode : 2001Geo .... 29..299P . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (2001) 029 <0299: ATLPOD> 2.0.CO; 2 . ISSN  0091-7613 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ]
  • Планка, Т .; Kelley, KA; Мюррей, RW; Стерн, LQ (3 апреля 2007 г.). «Химический состав отложений, погружающихся в желоб Идзу – Бонин» (PDF) . Геохимия, геофизика, геосистемы . 8 (4): Q04I16. Bibcode : 2007GGG ..... 804I16P . DOI : 10.1029 / 2006GC001444 . ISSN  1525-2027 . Архивировано 3 июля 2011 года из оригинального (PDF) . CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Pringle, MS (1992). «Радиометрический возраст базальтового фундамента восстановлен на участках 800, 801 и 802, опора 129, западная часть Тихого океана». В RL Larson; Ю. Ланселот; и другие. (ред.). Труды проекта бурения океана, научные результаты, Колледж-Стейшн . С. 363–372.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Самовиц, I .; Форсайт, Д. (1981). «Двойная сейсмическая зона под дугой острова Мариана». J. Geophys. Res . 86 (B8): 7013–7021. Bibcode : 1981JGR .... 86.7013S . DOI : 10.1029 / JB086iB08p07013 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Шольц, Швейцария; Кампос, Дж. (1995). «О механизме сейсмической развязки и распространения обратной дуги в зонах субдукции». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 100 (B11): 22, 103–22, 115. Bibcode : 1995JGR ... 10022103S . DOI : 10.1029 / 95jb01869 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Сено, Т .; Stein, S .; Грипп, AE (1993). «Модель движения Плиты Филиппинского моря в соответствии с NUVEL-1 и геологическими данными» (PDF) . J. Geophys. Res . 98 (B10): 17, 941–17, 948. Bibcode : 1993JGR .... 98 ... 17W . DOI : 10.1029 / 93jb00782 . Архивировано из оригинального (PDF) 03 марта 2016 года . Проверено 16 августа 2010 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Стерн, Роберт Дж. (2002). «Зоны субдукции» (PDF) . Обзоры геофизики . 40 (4): 1012. Bibcode : 2002RvGeo..40.1012S . DOI : 10.1029 / 2001RG000108 . Архивировано из оригинального (PDF) 29 августа 2017 года . Проверено 15 августа 2010 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Стерн, Роберт Дж .; Блумер, SH (1992). «Младенчество зоны субдукции: примеры из эоценовых дуг Идзу – Бонин – Мариана и юрского периода Калифорнии». Геол. Soc. Являюсь. Бык . 104 (12): 1621–1636. Bibcode : 1992GSAB..104.1621S . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1992) 104 <1621: SZIEFT> 2.3.CO; 2 .CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Стерн, Р.Дж.; Fouch, MJ; Клемперер, С. (2003). "Обзор фабрики субдукции Идзу-Бонин-Мариана" (PDF) . В Дж. Эйлер; М. Хиршманн (ред.). Внутри фабрики субдукции . Геофизическая монография. 138 . Американский геофизический союз. С. 175–222. ISBN 978-0-87590-997-4.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Фон Хюене, Роланд; Ранеро, CR; Ваннуччи, П. (2004). «Типовая модель субдукционной эрозии» (PDF) . Геология . 32 (10): 913–916. Bibcode : 2004Geo .... 32..913V . DOI : 10.1130 / G20563.1 . Архивировано из оригинального (PDF) на 2011-06-14. CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
  • Зимовщик, ЭЛ; Натланд, JH; Ван Ваагсберген, RJ; Дункан, РА; McNutt, MK; Вулф, CJ; Сильва, ИП; Сагер, WW; Sliter, WV (1993). «Меловые гайоты в северо-западной части Тихого океана: обзор их геологии и геофизики». In Prigle, MS; Сагер, WW ; Sliter, WV; и другие. (ред.). Мезозойская часть Тихого океана: геология, тектоника и вулканизм . Геофизическая монография. 77 . Американский геофизический союз. С. 307–334. ISBN 978-0-87590-036-0.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • [1] - Исследования NOAA Ring of Fire 2006 в Марианской дуге - включая видео
  • [2] - Исследования NOAA Ring of Fire 2004 в Марианской дуге - включая видео
  • [3] - Исследования NOAA Ring of Fire 2003 в Марианской дуге - включая видео
  • [4] - информация о геонаучном совещании 2007 г., посвященном дуге IBM, включая презентации и плакаты, которые можно скачать.