Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Расположение Нанкайского желоба

Нанькайское Корыто (南海トラフ, Нанькайский Torafu , Южный морской прогиб) является подводной впадиной расположена к югу от Нанкайдо области Японии острова «s из Honshū , простираясь приблизительно 900 км (559 миль) от берега. Нижележащий разлом , Нанкайский мегапороз, является источником разрушительных Нанкайских мегапорозовых землетрясений , а сам желоб потенциально является основным источником углеводородного топлива в форме клатрата метана .

В тектонике плит Нанкайский прогиб отмечает зону субдукции, которая вызвана субдукцией плиты Филиппинского моря под Японию, являющейся частью Евразийской плиты (Kanda et al., 2004). Эта граница плиты могла бы быть океаническим желобом, за исключением сильного потока наносов, заполняющих желоб. В пределах Нанкайского прогиба имеется большое количество деформированных отложений желоба (Ike, 2004), что является одним из лучших примеров аккреционной призмы на Земле . Кроме того, сейсмические исследования отражений показали наличие возвышенностей фундамента, которые интерпретируются как подводные горы, покрытые отложениями (Ike, 2004). Северная часть желоба известна как прогиб Суруга., а на востоке - желоб Сагами . Желоб Нанкай проходит примерно параллельно Срединной тектонической линии Японии .

Скорость тектонического движения [ править ]

Подводные географические особенности западной части Тихого океана

Традиционные геологические оценки скорости движения плит в Нанкайском прогибе затруднительны, поскольку нет хребтов, ограничивающих тектоническую плиту.. Этой области не было в исходных моделях NUVEL (DeMets et al., 1990). Однако более недавнее исследование, включавшее платформу Филиппинского моря, было основано на данных модели NUVEL-1A (Zang et al., 2002). По оценкам данного исследования, субдукция в Нанкайском прогибе составляет около 43 мм / год. Расчеты на основе REVEL показывают, что в траншее не происходит накопления деформации. По расчетам, скорость движения находится в диапазоне от 3,0 ± 1,8 мм / год до 11,1 ± 1,7 мм / год (Sella et al., 2002). Как упоминалось ранее, модель движения платформы NUVEL-1A не включает платформу Филиппинского моря. Это потому, что математика этой модели использовала только двенадцать плит, а Филиппинское море и Евразийское море.конвергентная маржа не учитывалась. Однако, используя движение плит от Евразии к Северной Америке, расчетная скорость составила 2–4 мм / год (DeMets et al., 1990). Это не согласуется с моделью REVEL, что, по-видимому, указывает на то, что модель NUVEL-1A может нуждаться в дальнейшей доработке.

Седиментология [ править ]

Отложения в основном представляют собой траншейно- клиновые турбидиты (Spinelli et al., 2007). Есть признаки увеличения сохранения пористости в породе. Обычно пористость уменьшается с увеличением глубины. Тем не менее, на буровой площадке 1173 наблюдается аномальное сохранение пористости на глубине. Это связано с цементированием опала после осаждения, которое сохраняет пористость (Spinelli et al., 2007). Обломочные глины, преимущественно смектитовые., отображают изменение во времени и местоположении в Нанкайском желобе, а также в бассейне Сикоку. На глубине содержание смектитовой глины в отложениях увеличивается, что свидетельствует об изменении материнской породы отложений (Steurer et al., 2003). Кроме того, происходит геотермальное изменение смектита, превращающее его в иллитовую глину (Steurer et al., 2003).

Тектоническая структура [ править ]

Нанкайский прогиб активно деформируется и является районом сейсмической активности. Деформация сконцентрирована в самой удаленной черепичной зоне, при этом значительная часть «внеочередных» надвигов происходит в сторону суши. Основываясь на работе Operto et al., 2006, несколько областей интенсивной тектонической активности в Нанкайском прогибе были идентифицированы с помощью полной волновой томографии. Верхняя часть верхней аккреционной призмы и нижележащий упор в настоящее время испытывают большое давление сжатия. Оперто и др., 2006 идентифицировали несколько надвигов, из которых наиболее близкие к зоне субдукции надвиги являются активными. Кроме того, Pisani et al., 2006 идентифицировали протоносы и деколлементы.поверхности вдоль Нанкайского прогиба. В последнее время наблюдается рост интереса к высвобождению воды из иллитовых глин в погружающихся отложениях. Преобразование смектита в иллит (иллитизация) в зонах субдукции, вероятно, вызвано более высокой температурой, обнаруженной в зоне субдукции, в отличие от непогружающихся отложений (Saffer et al., 2005). IODPЭкспедиция 370 будет стремиться найти температурный предел самой глубокой жизни на Земле путем бурения в Нанкайском желобе, где тепловой поток особенно высок вблизи его границы с погружающейся молодой, горячей тектонической плитой Филиппинского моря. На выбранном участке геотермальный градиент примерно в четыре раза круче, чем где-либо еще в Тихом океане. Достижение температуры примерно 130 ° C в других областях потребует сбора кернов примерно с 4 км ниже морского дна, а не с 1,2 км, как планировалось Экспедицией 370. [1] В конце концов, Экспедиция IODP 370 достигла температуры ~ 120 ° C при 1,2. километров ниже морского дна [2] [3] с минеральными данными, показывающими, что существуют локализованные глубины со значительно более высокими температурами из-за горячих флюидов.[3]

Сейсмичность [ править ]

Глубина очагов землетрясений в поперечном разрезе, по данным Obana и др., 2002 г.

Нанкайский прогиб является приповерхностным продолжением зоны активной сейсмичности, которая опускается под юго-западом Японии. В соответствии с сейсмическим моделированием зона разлома была разделена на пять участков (Mitsui et al., 2004). Эти пять подразделений показывают интересные различия в поведении землетрясений : частота землетрясений меняется с циклом от 90 до 150 лет (Mitsui, et al., 2004; Tanioka et al., 2004), аналогичные проявления сдвигов вдоль сегментов разлома, порядок подразделение разломов и, наконец, различные особенности отказов. Гидрологические обсерватории были размещены в скважинах, пробуренных в 2000 г. ( IODPучастки 808 и 1173) в попытке количественно оценить изменения давления порового флюида, которые являются результатом приближающейся плиты Филиппинского моря (Davis et al., 2006). Участок 808 расположен в передней части основного надвига, а участок 1173 расположен примерно в 11 км от зоны лобового надвига (Hitoshi et al., 2006). Другими интересными результатами измерений давления были изменения давления, вызванные деформацией отложений возле скважин и эффектом очень слабых роев землетрясений во время изменений давления (Davis et al., 2006). Рабочая гипотеза состоит в том, что изменения давления указывают на изменение упругой деформации внутри формации (Davis et al., 2006).

Изменение давления в сторону моря, измеренное скважинными приборами, вероятно, указывает на релаксацию отложений от предыдущего сильного надвигающего землетрясения. Более того, короткопериодная сейсмичность, по- видимому, имеет некоторую степень зависимости от батиметрических максимумов, таких как подводные горы. К такому выводу пришли Канда и др., 2004, посредством инверсионного анализа сейсмических данных. Исторически сложилось так, что последнее крупномасштабное землетрясение в Нанкайском прогибе произошло в 1944 году у полуострова Кии.. Используя недавние исследования океанского дна сейсмографом, было определено, что большая часть сейсмичности происходит вблизи оси впадины (Obana et al., 2006). Вдоль западной части Нанкайского прогиба сейсмичность, по-видимому, связана с неоднородностями в структуре земной коры, такими как трещины, образовавшиеся на субдуцированном морском дне, в том числе кора задугового бассейна в бассейне Сикоку , а также из-за серпентизации самой верхней части мантии под доминирующей плитой. (Обана и др., 2006). Недавние крупномасштабные землетрясения, возникшие в результате субдукции вдоль Нанкайского прогиба, произошли в областях с большим увеличением угла падения субдуцирующей плиты (Hori et al., 2004).

Нефтяное значение [ править ]

Распределение идентифицированных местоположений газовых гидратов (зеленый цвет) и расположение выбранных зон субдукции (красные линии) по данным Collet, 2002.

Керны бурения с мористого края Нанкайского прогиба (где тепловой поток является одним из самых высоких в регионе) показывают, что отложения там достигают только пред-нефтяного окна до раннего термического созревания нефтяного окна. [3] Однако желоб потенциально является основным источником углеводородного топлива в виде клатрата метана . Тем не менее, по состоянию на 2014 год коммерческой эксплуатации нет.

На глубине дна океана в некоторых случаях вода может образовывать ледяную твердую структуру, в кристаллической решетке которой заключен метан, образуя газовые гидраты.. Источником воды для образования газовых гидратов часто является обезвоживание погружающейся плиты, а также вышележащей плиты (Muramatsu et al., 2006). Источником газовых гидратов, ближайших к желобу, по-видимому, является в основном обезвоживание, связанное с субдукцией, в то время как с увеличением расстояния от желоба источник больше является результатом бокового движения вод, обогащенных метаном (Muramatsu et al., 2006). Это было определено путем бурения ряда скважин и измерения концентрации, а также радиометрического определения возраста галогеновых элементов - йода, брома и хлора (Tomaru et al., 2007). Определение возраста йода показало наличие нескольких источников метана.

Было подсчитано, что сходящиеся границы могут содержать до двух третей от общего объема газовых гидратов на Земле (Kastner, 2001). Нанкайский желоб описан как содержащий большое количество газовых гидратов и является одним из наиболее изученных участков газогидратных образований (Collett, 2002; Saito et al., 2007). Информация о газовых гидратах в Нанкайском прогибе была первоначально опубликована в 2000 году Японскими национальными нефтяными корпорациями. Данные в пресс-релизе поступили из серии скважин, начатых в конце 1990-х годов. В этом районе основными седиментологическими ограничителями скопления газовых гидратов являются богатые песком участки желоба (Collett, 2002). Керон скважины свидетельствует о наличии как минимум трех газогидратных зон. Krason, 1994, подсчитал, что от 0,42 до 4,2 × 10 12кубометров метана в газовых гидратах. С сейсмической точки зрения, отражатели, моделирующие высокое дно, считаются признаком газовых гидратов (Colwell et al., 2004). Горизонты, богатые метаном, были определены как области с более высоким ослаблением звуковых частот (от 10 до 20 кГц) и лишь небольшим ослаблением сейсмических частот (от 30 до 110 Гц) (Matsushima, 2006).

Тепловая история [ править ]

Нанкайский аккреционный комплекс - область с высоким тепловым потоком. [1] Его термическая история сложна из-за нескольких событий нагрева или изменения свойств. IODP Expeditions пробурили аккреционный комплекс Нанкайского прогиба и выявили термическую историю с помощью анализа керна. [4] Этот район изначально был бассейном (бассейн Сикоку) с активной гидротермальной деятельностью во время его формирования. [3] Когда формирование бассейна прекратилось и началось осаждение, отложения действовали как одеяло, улавливая тепло внизу. Быстрое осаждение привело к большему удержанию тепла. Также существовал подземный поток жидкости, который был намного горячее, чем современная температура отложений [3]. что повлияло на минерализацию и, возможно, на физические и биологические свойства региона.

См. Также [ править ]

  • Нанкайские мегатрастовые землетрясения
  • Участок газовых гидратов Нанкайского желоба
  • Океанический желоб
  • Зона субдукции
  • Плита Филиппинского моря
  • Суругинский желоб
  • Желоб Сагами

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Т-предел глубинной биосферы от Мурото» . www.deepcarbon.net . Проверено 8 сентября 2016 .
  2. ^ Ученые, Верена Б. Хойер; Фумио Инагаки; Юки Мороно; Юсуке Кубо; Лена Маеда; и экспедиция 370. «Предварительный отчет экспедиции 370 Международной программы открытия океана» . публикации.iodp.org . Проверено 24 октября 2019 .
  3. ^ a b c d e Цанг, Мань-Инь; Bowden, Stephen A .; Ван, Жибин; Мохаммед, Абдалла; Тонай, Сатоши; Мюрхед, Дэвид; Ян, Кихо; Ямамото, Юдзуру; Камия, Нана; Окуцу, Нацуми; Хиросе, Такехиро (01.02.2020). «Горячие флюиды, метаморфизм погребений и термическая история в надвиговых отложениях на участке C0023 IODP 370, Нанкайский аккреционный комплекс» . Морская и нефтяная геология . 112 : 104080. DOI : 10.1016 / j.marpetgeo.2019.104080 . ISSN 0264-8172 . 
  4. ^ Heuer, VB; Инагаки. "Труды Международной программы по открытию океана, Том 370 Экспедиционные отчеты" . публикации.iodp.org . Проверено 24 октября 2019 .
  • Баба Т., Камминс, ПР, 2005, Прилегающая зона разрыва двух землетрясений Нанкайского прогиба, выявленная путем инверсии формы волны цунами с высоким разрешением, Geophysical Research Letters , т. 32, DOI: 1029 / 2004GL022320.
  • Коллетт Т.С., 2002, Потенциал энергоресурсов гидратов природного газа, Бюллетень AAPG, т. 86, стр. 1971–92.
  • Колвелл, Ф., Мацумото, Р., Рид, Д., 2004, Обзор газовых гидратов, геологии и биологии Нанкайского прогиба, Химическая геология, т. 205, стр. 391–404.
  • Дэвис, Э., Беккер, К., Ван, К., Обара, К., Ито, Ю., Киношита, М., 2006, Дискретный эпизод сейсмической и асейсмической деформации аккреционной призмы зоны субдукции Нанкайского прогиба Плита Филиппинского моря, Письмо 242 по науке о Земле и планетах, стр. 73–84.
  • Деметс, К., Гордон, Р., Аргус, Д., Стейн, С., 1990, Текущие движения плит, Геофизический журнал Интернэшнл , т. 101, стр. 425–478.
  • Демец, К., Гордон, Р., Аргус, Д., Стейн, С., 1994, Влияние недавних пересмотров шкалы времени инверсии геомагнитного поля на оценки текущих движений плит, Geophysical Research Letters, v. 21, n. 20 с. 2191–2194.
  • Хори, Т., Като, Н., Хирахара, К., Баба, Т., Кенеда, Ю., 2004 г., Численное моделирование циклов землетрясений вдоль желоба Накаи на юго-западе Японии: поперечные колебания фрикционных свойств из-за плиты геометрия управляет положением зародышеобразования, Письмо по науке о Земле и планетах, т. 22, стр. 215–226.
  • Кастнер, 2001, Уровни газа в конвергентных краях: образование, распространение, геохимия и глобальное значение. Гидраты природного газа: появление, распространение и обнаружение. Геофизическая монография, т. 124. Американский геофизический союз, Вашингтон, округ Колумбия, стр. 67–86.
  • Krason, 1994, Изучение 21 морского бассейна указывает на широкое распространение гидратов, Offshore, август, стр. 34–35.
  • Айк Т., Мор, Г., Окано, Т., Курамото, С., Тайра, А., Изменения по простиранию топографии фундамента и толщины отложений в северной части бассейна Сикоку: переменные поступления в сейсмогенную зону Нанкайского прогиба, EOS Транзакция, Американский геофизический союз, т. 85, Дополнения к осенним собраниям.
  • Кацусиса, К., Масаюки, Т., 2004, Зоны короткопериодного сейсмического излучения мегапространственного разлома вдоль Нанкай, Желоб, выведенный на основе инверсионного анализа данных сейсмической интенсивности, Журнал сейсмического общества Японии, т. 57, вып. 2. С. 153–177.
  • Мацусима Дж., 2006, Затухание сейсмических волн в отложениях, содержащих гидрат метана: данные вертикального сейсмического профилирования разведочной скважины Нанкайского желоба на шельфе Токай, центральная Япония, Журнал геофизических исследований , т. 111, B10101, doi : 10.1029 / 2005JB004031
  • Хитоши, М., Масонори, И., Таданор, Г., Такафу, К., 2006, Текущее состояние исследований и значение мониторинга давления жидкости в Нанкайском желобе, Географический журнал, т. 115, н. 3. С. 367–382.
  • Мицуи, Н., Хирахара, К., 2004, Моделирование цикла землетрясений с помощью простой пружинно-массной модели вдоль Нанкайского прогиба на юго-западе Японии, Pure Applied Geophysics, т. 161, стр. 243302450.
  • Мурамацу Ю., Дои Т., Томару Х., Фен У., Такеучи Р., Мацумоте Р., 2006 г., Концентрации гологена в поровых водах и отложениях Нанкайского желоба, Япония: последствия для происхождение газовых гидратов, Прикладная геохимия, т. 22, стр. 534–556.
  • Obana, К., Кодаира, С., Keneda Y., 2005, Сейсмичность входящий / субдуцирующей Филиппинская плита выключения Кии полуостров, центральный желоб Нанкай, журнал геофизических исследований, V 110,. DOI : 10,1029 / 2004JB003487 .
  • Обана, К., Кодаира, С., Канеда, Ю., 2006, Сейсмичность, связанная с неоднородной структурой вдоль западного Нанкайского прогиба у острова Сикоку, Письма о геофизических исследованиях, doi : 10.1029 / 2006GL028179 .
  • Оперто, С., Вириё, Дж., Десса, Дж., Паскаль, Г., 2006, Сейсмическое изображение земной коры на основе многократных данных донного сейсмометра с помощью томографии полной волновой формы в частотной области: применение к восточному Нанкайскому желобу, Журнал геофизических исследований, т. 111, DOI: 1029/2005 / B003835.
  • Писани, П., Решеф, М., Мур, Г., 2005, Целевое трехмерное глубинное изображение до суммирования на буровых площадках Legs 190-196 ODP (Нанкайский желоб, Япония), Письма о геофизических исследованиях , т. 32, DOI: 10 , 1029 / 2005GL024191.
  • Саффер Д., Андервуд М., Маккирнан А., 2005, Трансформация Смектития в Нанкайском желобе: влияние на механику и гидрогеологию зоны субдукции, Документ, № 245-10, Ежегодное собрание Солт-Лейк-Сити, 2005 г.
  • Сайто, Х., Сузки, Н., 2007, Органическое вещество Земли, контролирующее образование газовых гидратов в аккреционной призме Нанкайского желоба, шельф Сикоку, Япония, Журнал геохимических исследований, т. 95, стр. 88–100.
  • Селла, Г., Диксон, Т., Мао, А., 2002, REVEL: Модель для современных скоростей плит из космической геодезии, Journal of Geophysical Research, v. 107, n. B4, DOI : 10,1029 / 2000JB000333 .
  • Спинелли, Г., Мозли, П., Тобин, Х., Хоффман, Н., Беллью, Г., 2007, Диагенезиси, прочность наносов и обрушение пор в отложениях, приближающихся к зоне субдукции Нанкайского желоба, Бюллетень GSA, т. 119 С. 377–390.
  • Steurer, J., Underwood, M, 2003, Глиняная минералогия аргиллитов из опорных участков 1173 и 1177 Нанкайского желоба и участка 1174 фронтальной аккреционной призмы, Ms 190SR-211, http://www-odp.tamu.edu/publications/ 190196SR / 211 / 211_.htm
  • Такахаши, Н., Кодаира, С., Парк, Дж., Дейболд, Дж., 2003 г., Гетерогенная структура сейсмогенной зоны западного Нанкай, определенная на основе данных многоканальных отражений и широкоугольных сейсмических данных, Тектонофизика , т. 364, стр. 167 –190.
  • Таниока Ю., Кусуносе Т., Бабу Т., Хасекава Ю., 2004, Сильное землетрясение вдоль Нанкайского прогиба, Тананкайское землетрясение 1944 года (Mw 8.0) и два Тонанкайокских землетрясения 2004 года (Mw 7.2 и 7.4) , Транзакции EOS , AGU, т. 85.
  • Томару, Х., Лу, З., Фен, У., Мурамацу, Ю., Мацумото, Р., 2007 г., Возрастные изменения йода в поровой воде в восточной части Нанкайского желоба, Япония: данные о различных источниках метана в большом газе месторождение гидратов, Геология, т. 35, вып. 11. С. 1015–1018.
  • Volti, T., Kaneda, Y., Zatsepin, S., Crampin, S., 2005, Аномальная пространственная картина распространения поперечных волн, наблюдаемая в данных сейсмических исследований дна океана над погружающейся подводной горой в Нанкайском прогибе, Geophysical Journal International, v. 163, pp. 252–264.
  • Чжао, С., Ву, X., Хори, Т., Смит, А., Канеда, А., Такемото, С., 2003 г., Локализация деформации и напряжений в зоне субдукции Нанкай, юго-запад Японии, Earth and Planetary Science Letters , v. 206, pp. 145–160.
  • Занг, С., Чен, К., Нин, Дж., Шен, З., Лю, Ю., 2002, Движение плиты Филиппинского моря в соответствии с моделью NUVEL-1A, Geophyiscal Journal International, т. 150, стр. 809–819.