Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вулканическое поле Северной арки
Вулканическое поле Северной Арки, к северу от Оаху, места отбора проб отмечены .png
Карта вулканического поля Северной Арки с отмеченными Оаху и местами отбора проб

Координаты : 24 ° N 158 ° W / 24 ° с. Ш. 158 ° з. / 24; -158 [1]

Вулканическое поле Северной Арки [а] - это подводное вулканическое поле к северу от острова Оаху , Гавайи . Он занимает площадь около 25000 квадратных километров (9700 квадратных миль) и состоит из больших пространств щелочного базальта , базанита и нефелинита, которые образуют обширные потоки лавы и вулканические конусы . Некоторые потоки лавы имеют длину более 100 километров (62 миль).

Это вулканическое поле, кажется, каким-то образом связано с горячей точкой на Гавайях , хотя точные механизмы обсуждаются. Подобные вулканические образования также встречаются на соседних островах, таких как вулканические образования Гонолулу на острове Оаху . Вулканическое поле образовалось в результате эффузивных и эксплозивных извержений между 1,5 и 0,5 миллиона лет назад, хотя извержения до и после этих дат также имели место.

География и геоморфология [ править ]

Вулканическое поле Северной Арки находится в 200–400 км (120–250 миль) [3] к северу от Оаху на глубине 3 900–4 380 метров (12 800–14 370 футов); [4] в пределах исключительной экономической зоны из Гавайских островов . Существование потоков лавы в этом геологическом регионе уже предполагалось в 1964 году, но гидролокатор бокового обзора GLORIA в конечном итоге идентифицировал аномально отражающее морское дно, которое составляет вулканическое поле Северной Арки; [5] открытие было впервые опубликовано в 1968 году [6], а образцы горных пород были взяты в 1988 году. [5] Вулканическое поле находится на Гавайской арке [b] [4]и на его южном склоне. [9]

Вулканическое поле занимает площадь около 25 000 квадратных километров (9 700 квадратных миль) [4] [c] и состоит из примерно 100 наблюдаемых вулканических конусов с соответствующими потоками лавы . Эти вулканические конусы колеблются от щита, как на крутых [10] к лавовых куполов -подобных и длинных гребней [11] и потоков лавы диапазон от лавовых озер , образующую с плоской вершиной конуса [9] более чем в 100 км (62 миль) в длину потоков лавы несмотря на равнинный рельеф; [10] небольшие холмы в потоках лавы могут быть выходами . [7]Средняя толщина лавовых потоков, вероятно, составляет менее 10 метров (33 футов) [12] или около 40–50 метров (130–160 футов). [13] Выходы из трещин также встречаются в полевых условиях; один из них был источником потока лавы на 3600 квадратных километров (1400 квадратных миль). [14] Из-за размеров лавовых потоков это поле также называют базальтом наводнения по аналогии с его обычно гораздо более крупными континентальными аналогами. [2] Вулканы расположены среди подводных гор мелового периода и покрытого отложениями морского дна, которое образует кипуки между лавовыми потоками. [15]В свою очередь потоки лавы покрыты отложениями толщиной более 1 метра (3 фута 3 дюйма). [7] Заметная волна там, где встречаются скопления вулканических конусов, может отражать присутствие силлов . [9] Общий объем вулканического поля составляет около 1250–1000 кубических километров (300–240 кубических миль) [15], что намного меньше, чем у типичного гавайского вулкана щита , [16] и породы встречаются, например, в форме стекла. черепки , лава подушек , шлак и вулканический обломок . [10] скорость сейсмических волнГлубинная аномалия, по-видимому, связана с вулканическим полем Северной арки. [17]

Геология [ править ]

Основную часть вулканизма гавайского вулкана составляет стадия щита, во время которой извергаются толеитовые лавы. [18] Этот этап после того, как между 250000 - 2500000 годами , за которыми следует «пост-эрозионные» или «омолодил» этап , в течение которого лава из щелочного базальта , melilitite и нефелинитовой композиции; такой вулканизм наблюдался на островах Кулау , Кауаи и Ниихау [4] и охватывает значительную часть Гавайских островов, хотя составляет менее одного процента их объема. [1]Вулканические породы Северной арки напоминают состав этих омолаженных вулканических пород на Гавайях, таких как вулканические образования Гонолулу , [19], а другая единица этих вулканических пород образует вулканическое поле Южной арки [18] в 200 километрах (120 миль) к югу от Килауэа , [ 20] и считались «периферийными лавами» горячей точки Гавайев . [21] На самом деле, было высказано предположение, что омоложенные вулканические образования Ниихау, Кауаи, Оаху и Молокаи могут быть частью вулканического поля Северной Арки. [22] Другие вулканические образования, вероятно, похожей природы были обнаружены междуОаху и Кауаи . [23]

Происхождение [ править ]

В то время как вулканические образования щита на Гавайях связаны с мантийным плюмом , происхождение вулканизма в вулканическом поле Северной Арки является предметом споров: [1]

  • Низкая степень плавления гранатового лерцолита . [1]
  • Изгиб земной коры под тяжестью гавайских вулканов формирует Гавайскую арку, где кора распадается и тает, может концентрироваться; это обеспечит пути и источники для подъема магмы на поверхность. [24]
  • Подъем магмы по трещинам, связанным с зоной разлома Молокаи . [12]
  • Изменения мощности литосферы, связанные с зоной Молокайского разлома. [12]
  • Разработка и распространение огнеупорного корня мантии на нижней стороне точки доступа Гавайи . [25]
  • Вторичная конвекция вдали от главного мантийного плюма . [26]

Тем не менее, вулканизм вулканического поля Северной арки мог иметь общую причину, как омолаживающий ступенчатый вулканизм Гавайских островов. [12] Вулканические образования, интерпретируемые аналогично вулканическому полю Северной Арки, также известны из Кергелен . [27]

Состав [ править ]

Образцы , взятые из вулканического поля Северо арки мелкозернистые или стекловидного [28] с различным количеством пузырьков [29] и состоят из щелочного базальта , базаниты [28] и нефелинит , [19] с переменным хлором , магнием , калием и серой содержанием . [30] Оливин является наиболее важным фенокристаллом , хотя также встречаются клинопироксен [31] и шпинель . [32]Такой разнообразный состав является следствием переменного плавления из общей нефтематеринской породы с последующим фракционированием оливина [33] и граната ; [34] материнская порода, по-видимому, в конечном итоге является продуктом как мантии, так и компонентов мантийного плюма . [35] Также обнаружен гиалокластит ; [7] глина и палагонит, обнаруженные на месторождении, возможно, образовались из вулканического пепла [36], например, в результате гидротермальных изменений [29], а корки оксида марганца покрывают многие потоки. [7]

История извержений [ править ]

Вулканизм на вулканическом поле Северной Арки произошел в плио-плейстоцене [15] между 1,5 миллиона лет назад [d] и менее 500 000 лет назад, в то же время, что и вулканические образования Гонолулу [1], хотя были обнаружены даже более молодые потоки. [14] Время вулканической активности было выведено из толщины палагонита и слоев отложений, а также стратиграфии [7] и перекрывается с обновленным вулканизмом на Оаху , Кауаи и Ниихау . [8] Напротив, вулканическое поле Южной Арки было заложено в последние 10 000 лет.[38]

По всей видимости, сначала была заложена центральная часть поля, а прилегающие части сформировались позже; кроме того, потоки лавы, которые составляют окружающие части, по всей видимости, берут начало у подножия меловых хребтов и подводных гор; [39] возможно, эти хребты и подводные горы могут действовать как пути, по которым магма может достичь поверхности. [40] Общее производство магмы составляет около 0,001 кубических километров в год (0,00024 кубических миль / год). [41]

Вулканическое поле Северной Арки было местом излияния огромной лавы [9] и образования неглубоких магматических очагов, которые привели к образованию ямочных кратеров при их обрушении. [14] Несмотря на большую глубину вулканического поля Северной Арки, там были обнаружены следы взрывных извержений [15], такие как крутые и низкие вулканические конусы и отложения от фонтанов огня ; [42] образование пузырьков из летучих веществ в магме [42] и процессы с участием сверхкритическихфлюиды и взаимодействие магмы с водой, вероятно, вовлечены во взрывной вулканизм там. [43]

Примечания [ править ]

  1. ^ Название является ссылкой на эту позицию, а также для того, чтобы отличить ее от вулканического поля Южной Арки . [2]
  2. ^ Гавайская арка - это хребет высотой 0,2 км (0,12 мили), образованный изгибом, вызванным весом Гавайских островов [7], и сопровождается впадиной . [8]
  3. ^ В свою очередь, похоже, что это часть еще более крупного поля, которое покрывает 150 000 квадратных километров (58 000 квадратных миль). [6]
  4. ^ Одно извержение могло произойти более 1,6 миллиона лет назад [7], и некоторые потоки погребены под отложениями, образовавшимися в результате оползня Нуануу возрастом 1,8–2,7 миллиона летна вулкане Кулау , Оаху. [37]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Clague, Frey & Yang 2003 , стр. 604.
  2. ^ a b Clague et al. 1990 , стр. 176.
  3. ^ Sinton et al. 2000 , стр. 688.
  4. ^ a b c d Clague, Frey & Yang 2003 , стр. 603.
  5. ^ a b Clague et al. 1990 , стр. 175.
  6. ^ а б Холкомб и др. 1989 , стр. 611.
  7. ^ Б с д е е г Poreda и др. 1997 , стр. 913.
  8. ^ а б Синтон и др. 2000 , стр. 668.
  9. ^ a b c d Hirano, N .; Clague, D .; Takahashi, E .; Хирата, Т .; Coombs, M .; Икинс, Б. (1 декабря 2003 г.). «Эруптивный стиль и геохимия лав Северного свода». Тезисы осеннего собрания AGU . 22 : V22C – 0593. Bibcode : 2003AGUFM.V22C0593H .
  10. ^ a b c Дэвис и Клэйг 2005 , стр. 297-298.
  11. ^ Normark et al. 1989 , стр. 18.
  12. ^ a b c d Хербрих, Антье; Hoernle, Kaj; Вернер, Рейнхард; Хауфф, Фолькмар; Bogaard, Paul vd; Гарбе-Шенберг, Дитер (1 января 2015 г.). «Подводные горы Кокосовые плиты на северо-западе Коста-Рики и на юго-западе Никарагуа: последствия для крупномасштабного распространения материала плюмов Галапагосских островов в верхней мантии» (PDF) . Lithos . 212–215: 228. Bibcode : 2015Litho.212..214H . DOI : 10.1016 / j.lithos.2014.10.014 . ISSN 0024-4937 .  
  13. ^ Bianco et al. 2005 , стр. 19.
  14. ^ a b c Clague, Дэвид А .; Уто, Козо; Сатаке, Кендзи; Дэвис, Алисе С. (2002). «Тип извержения и распространение потока в подводном вулканическом поле Северной арки, Гавайи». Гавайские вулканы: глубокие подводные перспективы . Серия геофизических монографий. 128 . С. 65–84. DOI : 10.1029 / GM128p0065 . ISBN 0-87590-987-6.
  15. ^ а б в г Дэвис и Клэг 2005 , стр. 295.
  16. ^ Bianco et al. 2005 , стр. 2.
  17. ^ Хаури, Эрик Х .; Берковичи, Дэвид; Детрик, Роберт С .; Соломон, Шон С.; Коллинз, Джон А .; Вулф, Сесили Дж .; Оркатт, Джон А .; Марки, Аманда; Ласке, Габи (1 декабря 2011 г.). «Асимметричная мелкая структура мантии под Гавайским валом - свидетельство волн Рэлея, зарегистрированных сетью PLUME» . Международный геофизический журнал . 187 (3) : 1738. Bibcode : 2011GeoJI.187.1725L . DOI : 10.1111 / j.1365-246X.2011.05238.x . ISSN 0956-540X . 
  18. ^ а б Синтон и др. 2000 , стр. 667.
  19. ^ а б Дэвис и Клэйг 2005 , стр. 296.
  20. ^ Кани, Т .; Hanan, BB; Kingsley, R .; Шиллинг, Дж. (1 декабря 2005 г.). «Ограничения на компоненты источника, участвующие в магматизме вулканического поля Северной дуги и вулканического поля Южной дуги, Гавайи». Тезисы осеннего собрания AGU . 51 : V51A – 1470. Bibcode : 2005AGUFM.V51A1470K .
  21. ^ Clague et al. 1990 , стр. 184.
  22. ^ Уто, К .; Ishizuka, O .; Гарсия, Миссури; Clague, DA; Нака, Дж. (1 декабря 2002 г.). «Пересмотр эволюционной модели вулкана гавайского типа: возраст 40Ar / 39Ar для лав из глубоких недр острова Оаху и щелочных базальтов из вулканического поля Северной Арки». Тезисы осеннего собрания AGU . 62 : T62A – 1284. Bibcode : 2002AGUFM.T62A1284U .
  23. ^ Махони, Джон Дж .; Clague, Дэвид А .; Гийу, Эрве; Зандер, Ирис ван дер; Пайл, Дуглас; Тардона, Мэри; Исон, Дебора Э .; Синтон, Джон М. (1 сентября 2014 г.). «Вулкан Каэна - вулкан-предшественник острова Оаху, Гавайи». Бюллетень GSA . 126 (9–10): 11. Bibcode : 2014GSAB..126.1219S . DOI : 10.1130 / B30936.1 . ISSN 0016-7606 . 
  24. ^ Clague et al. 1990 , стр. 189.
  25. ↑ Ямамото, Митико; Морган, Джейсон Фиппс (2009). «Вулканические поля Северной арки возле Гавайев являются свидетельством в пользу гипотезы рестит-корня о происхождении горячих точек». Terra Nova . 21 (6): 464. Bibcode : 2009TeNov..21..452Y . DOI : 10.1111 / j.1365-3121.2009.00902.x . ISSN 1365-3121 . 
  26. ^ Tackley, Пол Дж .; Ито, Гарретт; Баллмер, Максим Д. (июль 2011 г.). «Пространственная и временная изменчивость в Гавайских горячих точках вулканизма, вызванная мелкомасштабной конвекцией». Природа Геонауки . 4 (7): 3. Bibcode : 2011NatGe ... 4..457B . DOI : 10.1038 / ngeo1187 . ISSN 1752-0908 . 
  27. ^ Альбарэд, Фрэнсис; Бличерт-Тофт, Янне; Вайс, Доминик; Маттиелли, Надин (1 июля 2002 г.). "Свидетельства Hf-изотопов миоценовых изменений в составе плюмов мантии Кергелен" . Журнал петрологии . 43 (7): 1337. Bibcode : 2002JPet ... 43.1327M . DOI : 10.1093 / петрологии / 43.7.1327 . ISSN 0022-3530 . 
  28. ^ a b Clague, Frey & Yang 2003 , стр. 605.
  29. ^ а б Дэвис и Клэйг 2005 , стр. 298.
  30. ^ Davis & Clague 2005 , стр. 301.
  31. ^ Пореда и др. 1997 , стр. 917.
  32. ^ Clague et al. 1990 , стр. 181.
  33. ^ Sinton et al. 2000 , стр. 681.
  34. ^ Sinton et al. 2000 , стр. 682.
  35. ^ Кани, Т .; Уто, К. (1 декабря 2001 г.). «Геохимические характеристики мантийных источников щелочного вулканизма Северной арки, Гавайи». Тезисы осеннего собрания AGU . 12 : V12B – 0961. Bibcode : 2001AGUFM.V12B0961K .
  36. ^ Davis & Clague 2005 , стр. 297.
  37. ^ Clague et al. 1990 , стр. 186.
  38. ^ Holcomb et al. 1989 , стр. 614.
  39. ^ Clague et al. 1990 , стр. 188.
  40. ^ Clague et al. 1990 , стр. 190.
  41. ^ Моришита, Томоаки; Умино, Сусуму; Кимура, Дзюн-Ичи; Ямасита, Микия; Оно, Шигеаки; Митибаяси, Кацуёси; Томинага, Масако; Кляйн, Фридер; Гарсия, Майкл О. (2 декабря 2019 г.). «Отчет семинара по бурению твердых пород в океаническую кору среднего мела Тихого океана на Гавайской Северной арке» . Научное бурение . 26 : 51. Bibcode : 2019SciDr..26 ... 47M . DOI : 10,5194 / сд-26-47-2019 .
  42. ^ а б Дэвис и Клэйг 2005 , стр. 306.
  43. ^ Davis & Clague 2005 , стр. 304.

Источники [ править ]

  • Бьянко, Тодд Энтони; Ито, Гарретт; Беккер, Джанет М .; Гарсия, Майкл О. (2005). «Вторичный гавайский вулканизм, образованный декомпрессией изгибной дуги: ВТОРИЧНЫЙ ГАВАЙСКИЙ ВУЛКАНИЗМ» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (8). DOI : 10.1029 / 2005GC000945 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Clague, Дэвид А .; Holcomb, Робин Т .; Синтон, Джон М .; Детрик, Роберт С .; Торресан, Майкл Э. (май 1990 г.). «Плиоценовые и плейстоценовые щелочные базальты на морском дне к северу от Гавайских островов». Письма о Земле и планетологии . 98 (2): 175–191. Bibcode : 1990E и PSL..98..175C . DOI : 10.1016 / 0012-821X (90) 90058-6 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Clague, DA; Фрей, Ф.А.; Ян, Х.-Дж. (1 апреля 2003 г.). «Ограничения на исходные компоненты лав, образующих Северную Гавайскую арку и вулканические образования Гонолулу» . Журнал петрологии . 44 (4): 603–627. Bibcode : 2003JPet ... 44..603Y . DOI : 10.1093 / петрологии / 44.4.603 . ISSN  0022-3530 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Дэвис, Алисе С .; Клэйг, Дэвид А. (18 октября 2005 г.). «Вулканокластические отложения из вулканического поля Северной Арки, Гавайи: взрывная фрагментация щелочной лавы на глубинных глубинах». Вестник вулканологии . 68 (3): 294–307. DOI : 10.1007 / s00445-005-0008-7 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Holcomb, Робин Т .; Мур, Джеймс Дж .; Clague, Дэвид А .; Липман, Питер В. (1 июля 1989 г.). «Вулканическое поле Южной Арки - недавно обнаруженные молодые лавовые потоки на морском дне к югу от Гавайского хребта». Геология . 17 (7): 611–614. Bibcode : 1989Geo .... 17..611L . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1989) 017 <0611: SAVFNI> 2.3.CO; 2 . ISSN  0091-7613 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Normark, William R .; Холкомб, RT; Searle, RC; Somers, ML; Гутмахер, CE (1989). "Отчет о круизе; гавайские этапы 3 и 4 GLORIA, F3-88-HW и F4-88-HW" . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Пореда, Роберт; Уоллес, Пол; Clague, Дэвид А .; Диксон, Жаклин Э. (1 июля 1997 г.). «Летучие вещества в щелочных базальтах образуют вулканическое поле Северной арки, Гавайи: обширная дегазация глубинных лав щелочной серии, извергнутых подводными лодками» . Журнал петрологии . 38 (7): 911–939. Bibcode : 1997JPet ... 38..911D . DOI : 10.1093 / petroj / 38.7.911 . ISSN  0022-3530 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • Синтон, JM; Махони, Джей Джей; Clague, D .; Фрей, Ф.А. (1 мая 2000 г.). «Вулканизм на краю гавайского плюма: петрогенезис подводных щелочных лав из вулканического поля Северной арки» . Журнал петрологии . 41 (5): 667–691. Bibcode : 2000JPet ... 41..667F . DOI : 10.1093 / петрологии / 41.5.667 . ISSN  0022-3530 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )