Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
11 - магматический очаг

Магма камера является большой бассейн жидкого рок под поверхностью Земли. Расплавленная порода или магма в таком очаге менее плотная, чем окружающая вмещающая порода , которая создает на магме выталкивающие силы, которые стремятся ее поднять вверх. [1] Если магма найдет путь к поверхности, результатом будет извержение вулкана ; следовательно, многие вулканы расположены над очагами магмы. [2] Эти камеры трудно обнаружить глубоко под землей, поэтому большинство из них расположены близко к поверхности, обычно на глубине от 1 до 10 км. [3]

Динамика магматических очагов [ править ]

Магматические очаги над погружающейся плитой

Магма поднимается через трещины из-под земной коры, потому что она менее плотная, чем окружающая порода. Когда магма не может найти путь вверх, она скапливается в магматическом очаге. Эти очаги обычно создаются с течением времени [4] [5] путем последовательных горизонтальных [6] или вертикальных [7] нагнетаний магмы. Приток новой магмы вызывает реакцию уже существующих кристаллов [8], и давление в очаге увеличивается.

Оставшаяся магма начинает охлаждаться, при этом компоненты с более высокой температурой плавления, такие как оливин, кристаллизуются из раствора, особенно вблизи более холодных стенок камеры, и формируют более плотный конгломерат минералов, который опускается (кумулятивная порода). [9] При охлаждении новые минеральные фазы насыщаются и тип породы изменяется (например, фракционная кристаллизация ), обычно образуя (1) габбро , диорит , тоналит и гранит или (2) габбро , диорит , сиенит и гранит . Если магма находится в очаге долгое время, она может расслоиться с более низкимикомпоненты плотности поднимаются наверх, а более плотные материалы опускаются. Породы накапливаются слоями, образуя слоистую интрузию . [10] Любое последующее извержение может привести к образованию отчетливо слоистых отложений; например, отложения извержения вулкана Везувий в 79 г. н.э. включают толстый слой белой пемзы из верхней части магматического очага, покрытый аналогичным слоем серой пемзы, образовавшейся из материала, извергнутого позже из нижней части очага.

Другой эффект охлаждения камеры заключается в том, что затвердевающие кристаллы высвобождают газ (в первую очередь пар ), растворенный ранее, когда они были жидкими, вызывая повышение давления в камере, возможно, достаточно, чтобы вызвать извержение. Кроме того, удаление компонентов с более низкой температурой плавления будет иметь тенденцию делать магму более вязкой (за счет увеличения концентрации силикатов ). Таким образом, стратификация магматического очага может привести к увеличению количества газа внутри магмы вблизи верха очага, а также сделать эту магму более вязкой, что потенциально может привести к более взрывному извержению, чем было бы в случае, если бы очаг не расслаиваться.

Извержения супервулканов возможны только тогда, когда на относительно мелком уровне в земной коре образуется чрезвычайно большой магматический очаг. Однако скорость образования магмы в тектонических условиях, которые образуют супервулканы, довольно низка, около 0,002 км 3 год -1 , так что накопление магмы, достаточной для сверхразрушения, занимает от 10 5 до 10 6.годы. Это поднимает вопрос, почему плавучая кремнистая магма не прорывается на поверхность чаще при относительно небольших извержениях. Сочетание регионального расширения, которое снижает максимально достижимое избыточное давление на кровле очага, и большого магматического очага с теплыми стенками, который имеет высокую эффективную вязкоупругость, может подавить образование дайки риолита и позволить таким большим очагам заполниться магмой. [11]

Если при извержении вулкана магма не выйдет на поверхность, она будет медленно остывать и кристаллизоваться на глубине с образованием интрузивного магматического тела, например, состоящего из гранита или габбро (см. Также плутон ).

Часто у вулкана может быть глубокая магматическая камера на много километров вниз, которая образует более мелкую камеру около вершины. Расположение магматических очагов может быть нанесено на карту с помощью сейсмологии : сейсмические волны от землетрясений движутся медленнее через жидкую породу, чем твердую, что позволяет измерениям точно определять области медленного движения, которые идентифицируют магматические очаги. [12]

При извержении вулкана окружающая порода рухнет в опорожняющую камеру. Если размер камеры значительно уменьшится, образовавшаяся депрессия на поверхности может образовать кальдеру . [13]

См. Также [ править ]

  • Водоносный горизонт
  • Mogi модель

Ссылки [ править ]

  1. ^ Филпоттс, Энтони Р .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 28–32. ISBN 9780521880060.
  2. ^ "Судебно-медицинское исследование Большого вулкана Бали" . Эос . Проверено 25 ноября 2020 .
  3. ^ Дарен, Бёрье; Тролль, Валентин Р .; Андерссон, Ульф Б .; Chadwick, Jane P .; Gardner, Màiri F .; Джаксыбулатов, Кайрлы; Кулаков, Иван (01.04.2012). «Магма водопровод под вулканом Анак Кракатау, Индонезия: свидетельство существования нескольких регионов хранения магмы» . Вклад в минералогию и петрологию . 163 (4): 631–651. DOI : 10.1007 / s00410-011-0690-8 . ISSN 1432-0967 . 
  4. ^ Glazner, AF, Бартли, JM, Coleman, DS, Серый, У., Тейлор, Z. (2004). «Плутоны собираются за миллионы лет путем слияния из небольших магматических очагов?» . GSA сегодня . 14 (4/5): 4–11. DOI : 10,1130 / 1052-5173 (2004) 014 <0004: APAOMO> 2.0.CO; 2 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  5. ^ Летхольд, Жюльен (2012). «Время разрешило строительство бимодального лакколита (Торрес-дель-Пайне, Патагония)». Письма о Земле и планетах . 325–326: 85–92. DOI : 10.1016 / j.epsl.2012.01.032 .
  6. ^ Leuthold, Жюльен; Мюнтенер, Отмар; Баумгартнер, Лукас; Путлиц, Бенита (2014). «Петрологические ограничения на переработку основных кристаллов и проникновение плетеных подоконников в основной комплекс Торрес-дель-Пайне (Патагония)» (PDF) . Журнал петрологии . 55 (5): 917–949. DOI : 10.1093 / петрологии / egu011 . ЛВП : 20.500.11850 / 103136 .
  7. ^ Allibon J., Овчарова, М., Бюсси, Ф., Cosca, М., Schaltegger, У., Bussien Д., Левин, Е. (2011). «Продолжительность жизни фидерной зоны океанического островного вулкана: ограничения U – Pb на сосуществующие циркон и бадделеит, и определение возраста 40 Ar / 39 Ar (Фуэртевентура, Канарские острова)». Может. J. Earth Sci . 48 (2): 567–592. DOI : 10.1139 / E10-032 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  8. ^ Летхольд Дж, Blundy JD, Холнесс МБ, Стороны R (2014). «Последовательные эпизоды потока реактивной жидкости через слоистую интрузию (блок 9, Восточная слоистая интрузия Рома, Шотландия)». Contrib Mineral Petrol . 167 : 1021 DOI : 10.1007 / s00410-014-1021-7 . S2CID 129584032 . 
  9. ^ Emeleus, CH; Тролль, VR (2014-08-01). "Ромовый магматический центр, Шотландия" . Минералогический журнал . 78 (4): 805–839. DOI : 10,1180 / minmag.2014.078.4.04 . ISSN 0026-461X . 
  10. ^ McBirney AR (1996). «Вторжение в Скаергаард». В Cawthorn RG (ред.). Многослойные вторжения . События в петрологии. 15 . С. 147–180. ISBN 9780080535401.
  11. ^ Еллинек, А. Марк; ДеПаоло, Дональд Дж. (1 июля 2003 г.). «Модель происхождения крупных очагов кислой магмы: предвестники кальдерообразующих извержений». Вестник вулканологии . 65 (5): 363–381. DOI : 10.1007 / s00445-003-0277-у . S2CID 44581563 . 
  12. ^ Кэшман, КВ; Спаркс, RSJ (2013). «Как работают вулканы: 25-летняя перспектива». Бюллетень Геологического общества Америки . 125 (5-6): 664. DOI : 10,1130 / B30720.1 .
  13. ^ Тролль, Валентин Р .; Емелей, К. Генри; Дональдсон, Колин Х. (2001-11-01). «Формирование кальдеры в Центральном магматическом комплексе Рома, Шотландия» . Вестник вулканологии . 62 (4): 301–317. DOI : 10.1007 / s004450000099 . ISSN 1432-0819 .