Океанический основной комплекс

Комплекс океанического ядра , или мегамульон , представляет собой геологическую особенность морского дна, которая образует длинный хребет, перпендикулярный срединно-океаническому хребту . Он содержит гладкие купола, выложенные поперечными гребнями, напоминающими гофрированную крышу. Их размеры могут варьироваться от 10 до 150 км в длину, от 5 до 15 км в ширину и от 500 до 1500 м в высоту. ^{[ нужна ссылка ]} Их аналогами на суше являются метаморфические комплексы ядра , которые формируются в областях растяжения или растяжения континентальной коры . ^{[ 1 ]}

История, распространение и исследование

Первые описанные океанические комплексы ядра были идентифицированы в Атлантическом океане. ^{[ 2 ]} С тех пор многочисленные подобные структуры были выявлены преимущественно в океанической литосфере, сформировавшейся на средне-, медленно- и сверхмедленно спрединговых срединно-океанических хребтах , а также задуговых котловинах . ^{[ 3 ]} Примеры включают в себя пространства дна океана и, следовательно, океанической литосферы площадью 10–1000 квадратных километров, особенно вдоль Срединно-Атлантического хребта. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} и Юго-Западный Индийский хребет . ^{[ 6 ]} Некоторые из этих структур были пробурены и отобраны образцы, что показало, что подошва может состоять как из основных плутонических, так и из ультраосновных пород ( в первую очередь габбро и перидотита , помимо диабаза ), а также из тонкой зоны сдвига , которая включает водные слоистые силикаты . Комплексы океанического ядра часто связаны с активными гидротермальными полями.

Формирование

Сложные структуры океанического ядра формируются при медленном распространении. ^{[ нужна ссылка ]} расходящийся ^{[ 1 ]} океанических плит границы ^{[ 1 ]} с ограниченным запасом восходящей магмы . ^{[ нужна ссылка ]} Эти зоны имеют низкие температуры верхней мантии и развиваются протяженные трансформные разломы . Рифтовые долины не развиваются по осям расширения медленно спрединговых границ. Расширение происходит по пологим отрывовым разломам . Ядерный комплекс формируется на поднятой стороне разлома, где большая часть габброидного (или корового) материала сносится, обнажая мантийные породы на морском дне. Они состоят из перидотитов , ультраосновных пород мантии и в меньшей степени габброидных пород земной коры.

У каждого разлома есть три примечательные особенности: зона отрыва, где начался разлом, обнаженная поверхность разлома, пересекающая купол, и окончание, которое обычно обозначается долиной и прилегающим хребтом.

Однако гипотеза процесса формирования посредством разломов отрыва имеет свои ограничения, такие как скудные сейсмические доказательства существования пологих сбросов, ^{[ 7 ]} где предположительно значительное смещение вдоль таких разломов, которые пересекают литосферу под небольшим углом, должно сопровождаться некоторым трением. Редкость эклогита в комплексах океанического ядра также ставит под сомнение вероятность наличия глубинного источника в таких областях. Обилие перидотитов в комплексах океанического ядра можно объяснить уникальной вариацией океано-океанической субдукции на стыке медленно спрединговых океанических хребтов и зон разломов. Аналоговые модели субдукции показывают, что контраст плотности более 200 кг/м. ³ между двумя соседствующими литосферными плитами приведет к поддвигу более плотной на глубину около 50 км, где фазовое превращение вызывает реминерализацию пироксенов в гранаты. Это увеличивает плотность плиты, ускоряя ее проникновение в мантию, при условии, что трение между плитами невелико. ^{[ 8 ]}^{[ нужна полная цитата ]} Есть основания предполагать, что при медленном пересечении гребня и зоны разлома контраст плотностей соприкасающихся плит будет превышать 200 кг/м. ³, трение между плитами было бы низким, температурный градиент был бы около 100 C/км, а при содержании воды около 5% падение солидуса ( граничного перехода на фазовой диаграмме) базальта при относительно низком давлении было бы позволяют одновременно встречаться серпентинитам и перидотитам, многочисленным типам пород в комплексах океанического ядра.

Примеры

Было идентифицировано около 50 океанических основных комплексов, в том числе:

Годзилла Мегамиллион , часть рифта Паресе-Вела в западной части Тихого океана между Японией и Филиппинами, была обнаружена в 2001 году. Ее длина составляет около 155 км, а ширина - 55 км, и это крупнейший известный комплекс ядра океана в мире. ^{[ 10 ]}
Архипелаг Святых Петра и Святого Павла и его комплекс расположены в экваториальной части Атлантического океана . Его длина 90 км, высота 4000 м. Вершина образует скалы Святых Петра и Павла. Это один из немногих известных примеров, когда мантийные породы морского дна обнажаются над уровнем моря.

Исследовать

Научный интерес к основным комплексам резко возрос после экспедиции 1996 года, которая нанесла на карту массив Атлантиды . Эта экспедиция первой связала сложные структуры с отрывными разломами. Исследования включают в себя:

Чтобы изучить строение мантии :
Комплексы дают поперечные разрезы мантийного материала, которые иначе можно было бы найти только путем бурения глубоко в мантии. Глубокое бурение, необходимое для проникновения в земную кору на глубину 6-7 км, выходит за рамки нынешних технических и финансовых ограничений. Выборочное бурение сложных структур уже ведется.
Исследовать образование отрывных разломов.
Для исследования развития океанических основных комплексов:
В 2005 году ученые из Океанографического института Вудс-Хоул обнаружили ряд комплексов в Северной Атлантике, в 1500 милях (2400 км) от Бермудских островов . ^{[ 4 ]} Эти структуры находятся на разных стадиях своей эволюции — от выступов, указывающих на появление комплекса ядер, до выцветших борозд давно эксгумированных комплексов ядер, которые были разрушены эрозией в течение миллионов лет. Такие особенности позволят ученым увидеть активные разломы в действии и понять их развитие.
Для изучения минерализации и выделения минералов из мантии:
Круто наклоненный отрывной разлом, который глубоко проникает, может быть каналом для горячих богатых минералами гидротермальных флюидов, циркулирующих к поверхности и образующих залежи полезных ископаемых . Эти отложения могут стать массивными, поскольку разломы отрыва сохраняются в течение сотен тысяч лет. Институт Вудс-Хоул изучает одно такое место, называемое гидротермальным полем TAG на Срединно-Атлантическом хребте.
Для исследования морских магнитных аномалий:
Традиционное представление о том, что морские магнитные аномалии возникли в верхнем экструзивном слое океанической коры, требует переосмысления, поскольку совершенно нормальные магнитные аномалии возникают в ядрах комплексов, где кора была содрана. Это говорит о том, что нижняя часть океанской коры содержит значительную магнитную сигнатуру.

См. также

Метаморфический основной комплекс

Ссылки

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б ^с Бахадори, Алиреза; Холт, Уильям Э.; Аустерманн, Жаклин; Кэмпбелл, Лайхон; Расбери, Э. Трой; Дэвис, Дэниел М.; Калвелаж, Кристофер М.; Флеш, Люси М. (26 сентября 2022 г.). «Роль гравитационных массовых сил в развитии метаморфических комплексов ядра» . Природные коммуникации . 13 (1): 5646. Бибкод : 2022NatCo..13.5646B . дои : 10.1038/s41467-022-33361-2 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 9513114 . ПМИД 36163354 .
^ Канн и др. 1997 год ; Тухолке, Лин и Кляйнрок, 1998 г.
^ Фудзимото и др. 1999 год ; Охара и др. 2001 г.
^ Jump up to: ^а ^б Смит, Канн и Эскартин, 2006 г.
^ Эскартин и др. 2008 год
^ Каннат и др. 2006 г.
^ Шольц, CH (2002). Механика землетрясений и разломов, 2-е изд . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521655408 .
^ Март, Ю.; Ааронов Э.; Мулугета, Г.; Райан, WBF; Тентлер, Т; Горен, Л. (март 2005 г.). «Аналоговое моделирование инициации субдукции» . Международный геофизический журнал . 160 (3): 1081. Бибкод : 2005GeoJI.160.1081M . дои : 10.1111/j.1365-246X.2005.02544.x .
^ Мотоки и др. 2009 г. , Рис. 5
^ Лоок, М.; Сноу, Дж. Э.; Охара, Ю. (2013). «Застой расплава в перидотитах из океанического основного комплекса Годзилла Мегамуллион, бассейн Паресе Вела, Филиппинское море». Литос . 182–183: 1–10. Бибкод : 2013Лито.182....1Л . дои : 10.1016/j.lithos.2013.09.005 .

Источники

Канн, младший; Блэкман, ДК; Смит, ДК; Макаллистер, Э.; Янссен, Б.; Мелло, С.; Авгеринос, Э.; Паско, Арканзас; Эскартин, Дж. (1997). «Гофрированные поверхности скольжения, образовавшиеся на пересечении хребтов и трансформ на Срединно-Атлантическом хребте» (PDF) . Природа . 385 (6614): 329–332. Бибкод : 1997Natur.385..329C . дои : 10.1038/385329a0 . S2CID 4360073 . Проверено 1 июля 2016 г.
Каннат, М .; Заутер, Д.; Мендель, В.; Руэллан, Э.; Окино, К.; Эскартин, Дж.; Комбье, В.; Баала, М. (2006). «Режимы формирования морского дна на бедном талой сверхмедленно спрединговом хребте» . Геология . 34 (7): 605–608. Бибкод : 2006Geo....34..605C . дои : 10.1130/G22486.1 . Проверено 1 июля 2016 г.
Эскартин, Дж.; Смит, ДК; Канн, Дж.; Схаутен, Х.; Ленгмюр, Швейцария; Эскриг, С. (2008). «Центральная роль отрывных разломов в аккреции медленно расширяющейся океанической литосферы» (PDF) . Природа . 455 (7214): 790–794. Бибкод : 2008Natur.455..790E . дои : 10.1038/nature07333 . hdl : 1912/2805 . ПМИД 18843367 . S2CID 4421432 . Проверено 1 июля 2016 г.
Фудзимото, Х.; Каннат, М .; Фудзиока, К.; Гамо, Т.; Герман, К.; Мевель, К.; Мюнхен, У.; Охта, С.; Ояизу, М.; Парсон, Л.; Сирл, Р.; Сохрин, Ю.; Яма-Аши, Т. (1999). «Первые подводные исследования срединно-океанических хребтов Индийского океана». ИнтерРидж Новости . 8 (1): 22–24.
Маклауд, CJ; Сирл, Колорадо; Мертон, Би Джей; Кейси, Дж. Ф.; Маллоуз, К.; Ансворт, Южная Каролина; Ахенбах, КЛ; Харрис, М. (2009). «Жизненный цикл океанических основных комплексов» . Письма о Земле и планетологии . 287 (3): 333–344. Бибкод : 2009E&PSL.287..333M . дои : 10.1016/j.epsl.2009.08.016 . Проверено 1 июля 2016 г.
Мотоки, А.; Сихель, SE; КАМПОС, TFDC; Шривастава, Северная Каролина; Соарес, Р. (2009). «Современная скорость поднятия островов Святого Петра и Святого Павла в экваториальной части Атлантического океана» . Рем: Revista Escola de Minas (на португальском языке). 62 (3): 331–342. дои : 10.1590/s0370-44672009000300011 .
Охара, Ю.; Ёсида, Т.; Като, Ю.; Касуга, С. (2001). «Гигантский мегамиллион в задуговом бассейне Паресе-Вела». Морские геофизические исследования . 22 (1): 47–61. Бибкод : 2001МарГР..22...47О . дои : 10.1023/А:1004818225642 . S2CID 126500066 .
Смит, ДК; Канн, младший; Эскартин, Дж. (2006). «Распространенные активные отрывные разломы и образование основного комплекса вблизи 13 ° с.ш. на Срединно-Атлантическом хребте» . Природа . 442 (7101): 440–443. Бибкод : 2006Natur.442..440S . дои : 10.1038/nature04950 . HDL : 1912/1416 . ПМИД 16871215 . S2CID 4409260 . Проверено 1 июля 2016 г.
Тухолке, Б.Е.; Лин, Дж.; Кляйнрок, MC (1998). «Мегамиллионы и миллионные структуры, определяющие комплексы океанического метаморфического ядра на Срединно-Атлантическом хребте» (PDF) . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 103 (Б5): 9857–9866. Бибкод : 1998JGR...103.9857T . дои : 10.1029/98JB00167 . Проверено 1 июля 2016 г.

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с Бахадори, Алиреза; Холт, Уильям Э.; Аустерманн, Жаклин; Кэмпбелл, Лайхон; Расбери, Э. Трой; Дэвис, Дэниел М.; Калвелаж, Кристофер М.; Флеш, Люси М. (26 сентября 2022 г.). «Роль гравитационных массовых сил в развитии метаморфических комплексов ядра» . Природные коммуникации . 13 (1): 5646. Бибкод : 2022NatCo..13.5646B . дои : 10.1038/s41467-022-33361-2 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 9513114 . ПМИД 36163354 .

[2] Канн и др. 1997 год ; Тухолке, Лин и Кляйнрок, 1998 г.

[3] Фудзимото и др. 1999 год ; Охара и др. 2001 г.

[Smith-etal-2006-4] Jump up to: ^а ^б Смит, Канн и Эскартин, 2006 г.

[5] Эскартин и др. 2008 год

[6] Каннат и др. 2006 г.

[7] Шольц, CH (2002). Механика землетрясений и разломов, 2-е изд . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521655408 .

[8] Март, Ю.; Ааронов Э.; Мулугета, Г.; Райан, WBF; Тентлер, Т; Горен, Л. (март 2005 г.). «Аналоговое моделирование инициации субдукции» . Международный геофизический журнал . 160 (3): 1081. Бибкод : 2005GeoJI.160.1081M . дои : 10.1111/j.1365-246X.2005.02544.x .

[9] Мотоки и др. 2009 г. , Рис. 5

[Loocke_etal_2013-10] Лоок, М.; Сноу, Дж. Э.; Охара, Ю. (2013). «Застой расплава в перидотитах из океанического основного комплекса Годзилла Мегамуллион, бассейн Паресе Вела, Филиппинское море». Литос . 182–183: 1–10. Бибкод : 2013Лито.182....1Л . дои : 10.1016/j.lithos.2013.09.005 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]