Вулканическое поле Северной Арки
| Вулканическое поле Северной Арки | |
|---|---|
 Карта вулканического поля Северной Арки с обозначением Оаху и мест отбора проб. |
Вулканическое поле Северной Арки [ а ] — подводное вулканическое поле к северу от острова Оаху , Гавайи . Он занимает площадь около 25 000 квадратных километров (9700 квадратных миль) и состоит из больших пространств щелочного базальта , базанита и нефелинита , которые образуют обширные потоки лавы и вулканические конусы . Длина некоторых потоков лавы превышает 100 километров (62 мили).
Это вулканическое поле, похоже, каким-то образом связано с горячей точкой на Гавайях , хотя точные механизмы этого явления обсуждаются. Подобные вулканические образования также встречаются на прилегающих островах, таких как вулканы 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
[ редактировать ]Вулканическое поле Северной Арки находится на расстоянии 200–400 километров (120–250 миль). [ 3 ] к северу от Оаху на глубине 3900–4380 метров (12800–14370 футов); [ 4 ] в исключительной экономической зоне Гавайских островов . Существование потоков лавы в этом геологическом регионе было постулировано еще в 1964 году, но гидролокатор бокового обзора GLORIA в конечном итоге обнаружил аномально отражающее морское дно, составляющее вулканическое поле Северной Арки; [ 5 ] открытие было впервые опубликовано в 1968 году. [ 6 ] и пробы горных пород, взятые в 1988 году. [ 5 ] Вулканическое поле расположено на Гавайской арке. [ б ] [ 4 ] и на его южном склоне. [ 9 ]
Вулканическое поле занимает площадь около 25 000 квадратных километров (9700 квадратных миль). [ 4 ] [ с ] и состоит из около 100 наблюдаемых вулканических конусов с связанными с ними потоками лавы . Вулканические конусы варьируются от щитовидных до крутых. [ 10 ] лавовым куполообразным и длинным хребтам [ 11 ] и потоки лавы варьируются от лавовых озер, образующих конусы с плоскими вершинами. [ 9 ] потоки лавы длиной более 100 километров (62 миль), несмотря на равнинную местность; [ 10 ] небольшие холмы в потоках лавы могут быть жерлами . [ 7 ] Средняя толщина потоков лавы, вероятно, составляет менее 10 метров (33 фута). [ 12 ] или около 40–50 метров (130–160 футов). [ 13 ] трещины На местах также встречаются ; один из них стал источником потока лавы площадью 3600 квадратных километров (1400 квадратных миль). [ 14 ] Из-за размеров потоков лавы это место также называют паводковым базальтом по аналогии с его обычно гораздо более крупными аналогами на континенте. [ 2 ] Вулканы расположены среди меловых подводных гор и покрытого осадками морского дна, образующего кипуки между потоками лавы. [ 15 ] В свою очередь, потоки лавы покрыты отложениями толщиной более 1 метра (3 фута 3 дюйма). [ 7 ] Заметное волнение там, где встречаются скопления вулканических конусов, может отражать наличие силлов . [ 9 ] Общий объем вулканического поля составляет около 1250–1000 кубических километров (300–240 кубических миль). [ 15 ] намного меньше, чем типичный гавайский вулкан щитовой стадии , [ 16 ] а горные породы встречаются в форме, например, осколков стекла , подушечек лавы , шлаков и вулканокластического материала. [ 10 ] Аномалия сейсмической скорости на глубине, по-видимому, связана с вулканическим полем Северной Арки. [ 17 ] [ 18 ]
Геология
[ редактировать ]Основную часть вулканизма Гавайского вулкана составляет щитовая стадия, во время которой толеитовые лавы. извергаются [ 19 ] Эта стадия наступает через 250 000–2 500 000 лет, после чего следует «постэрозионная» или «омоложенная» стадия, во время которой лавы состава щелочного базальта , мелилитита и нефелинита ; такой вулканизм наблюдался на Кулау , Кауаи и Ниихау. [ 4 ] и покрывает большую часть Гавайских островов, хотя составляет менее одного процента их объема. [ 1 ] Вулканические породы Северной Арки напоминают по составу вулканические породы обновленной стадии Гавайских островов, такие как вулканические породы Гонолулу . [ 20 ] и еще одна часть этих вулканитов образует вулканическое поле Южной Арки. [ 19 ] 200 километров (120 миль) к югу от Килауэа , [ 21 ] и считались «периферийными лавами» горячей точки на Гавайях . [ 22 ] Фактически, было высказано предположение, что омоложенные вулканы Ниихау, Кауаи, Оаху и Молокаи на самом деле могут быть частью вулканического поля Северной Арки. [ 23 ] Другие вулканические образования, вероятно, аналогичной природы, были обнаружены между Оаху и Кауаи . [ 24 ]
Источник
[ редактировать ]В то время как вулканы щитовой стадии Гавайских островов связаны с мантийным плюмом , происхождение вулканизма в вулканическом поле Северной Арки дискутируется: [ 1 ]
- низкой степени плавления Гранатовый лерцолит . [ 1 ]
- Прогиб земной коры под тяжестью гавайских вулканов образует Гавайскую дугу, где кора распадается и может концентрироваться тающий раствор; это обеспечит как пути, так и источники подъема магмы на поверхность. [ 25 ]
- Подъем магмы по трещинам, связанным с зоной разлома Молокай . [ 12 ] [ 26 ]
- Изменения мощности литосферы , связанные с зоной разлома Молокай. [ 12 ] [ 26 ]
- Развитие и распространение огнеупорного мантийного корня под горячей точкой Гавайских островов . [ 27 ]
- Вторичная конвекция от основного мантийного плюма . [ 28 ]
Тем не менее, вулканизм вулканического поля Северной Арки может иметь общую причину с омоложенным вулканизмом на Гавайских островах. [ 12 ] известны также вулканические образования, интерпретируемые аналогично вулканическому полю Северной Арки Из Кергелена . [ 29 ]
Состав
[ редактировать ]Образцы, взятые из вулканического поля Северной Арки, мелкозернистые или стекловидные. [ 30 ] с различным количеством пузырьков [ 31 ] и состоят из щелочного базальта , базанита [ 30 ] и нефелинит , [ 20 ] с переменным хлора , магния , калия и серы . содержанием [ 32 ] Оливин является наиболее важным вкрапленником , хотя клинопироксен [ 33 ] и шпинель также встречаются. [ 34 ] Столь разнообразный состав обусловлен переменным плавлением из общей материнской породы с последующим фракционированием оливина. [ 35 ] и гранат ; [ 36 ] материнская порода, по-видимому, в конечном итоге является продуктом компонентов мантии и мантийного плюма . [ 37 ] гиалокластит ; Встречается также [ 7 ] глина и палагонит, найденные на поле, могли образоваться из вулканического пепла. [ 38 ] например, посредством гидротермальных изменений [ 31 ] покрывают корки оксида марганца многие потоки. [ 7 ]
История извержения
[ редактировать ]Вулканизм на вулканическом поле Северной Арки произошел в плио-плейстоцене. [ 15 ] между 1,5 миллионами лет назад [ д ] и менее 500 000 лет назад, в то же время, что и вулканы Гонолулу. [ 1 ] хотя обнаружены и более молодые потоки. [ 14 ] Время вулканической активности было установлено на основании мощности слоев палагонита и осадков, а также стратиграфии. [ 7 ] и перекрывается с возобновившимся вулканизмом на Оаху , Кауаи и Ниихау . [ 8 ] Напротив, вулканическое поле Южной Арки образовалось за последние 10 000 лет. [ 40 ]
По-видимому, первой была заложена центральная часть поля, а окружающие части сформировались позже; кроме того, потоки лавы, составляющие окружающие части, по-видимому, преимущественно берут начало у подножия меловых хребтов и подводных гор; [ 41 ] возможно, эти хребты и подводные горы могут служить путями выхода магмы на поверхность. [ 42 ] Общий объем производства магмы составляет около 0,001 кубических километров в год (0,00024 кубических миль в год). [ 43 ]
Вулканическое поле Северной Арки было местом обильного лавы . излияния [ 9 ] и образование неглубоких магматических камер привели к образованию ямок-кратеров . , которые при обрушении [ 14 ] Несмотря на большую глубину вулканического поля Северной Арки, следы эксплозивных извержений. здесь обнаружены [ 15 ] такие как крутые и низкие вулканические конусы и отложения от фонтанов огня ; [ 44 ] образование пузырьков из летучих веществ в магме [ 44 ] и процессы, включающие сверхкритические флюиды и взаимодействие магмы и воды, вероятно, участвуют в эксплозивном вулканизме там. [ 45 ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Название является ссылкой на эту позицию, а также для отличия ее от вулканического поля Южной Арки . [ 2 ]
- ^ Гавайская арка представляет собой хребет высотой 0,2 км (0,12 мили), образовавшийся в результате изгиба, вызванного весом Гавайских островов. [ 7 ] и сопровождается корытом . [ 8 ]
- ^ В свою очередь, он кажется частью еще большего поля, занимающего площадь 150 000 квадратных километров (58 000 квадратных миль). [ 6 ]
- ^ Одно извержение могло произойти более 1,6 миллиона лет назад. [ 7 ] возрастом 1,8–2,7 миллиона лет а некоторые потоки погребены под отложениями, образовавшимися в результате оползня Нуануу на вулкане Кулау , Оаху. [ 39 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Клэг, Фрей и Янг, 2003 , с. 604.
- ^ Jump up to: а б Клэг и др. 1990 , с. 176
- ^ Синтон и др. 2000 , с. 688.
- ^ Jump up to: а б с д Клэг, Фрей и Янг, 2003 , с. 603.
- ^ Jump up to: а б Клэг и др. 1990 , с. 175
- ^ Jump up to: а б Холкомб и др. 1989 , с. 611.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Пореда и др. 1997 , с. 913
- ^ Jump up to: а б Синтон и др. 2000 , с. 668.
- ^ Jump up to: а б с д Хирано, Н.; Клэг, Д.; Такахаши, Э.; Хирата, Т.; Кумбс, М.; Икинс, Б. (1 декабря 2003 г.). «Стиль извержений и геохимия лав Северной Арки». Тезисы осеннего собрания АГУ . 22 : V22C–0593. Бибкод : 2003AGUFM.V22C0593H .
- ^ Jump up to: а б с Дэвис и Клэг 2005 , стр. 297–298.
- ^ Нормарк и др. 1989 , стр. 18.
- ^ Jump up to: а б с д Хербрих, Антье; Хёрнле, Кай; Вернер, Рейнхард; Хауф, Фолькмар; Богаард, Пол В.Д.; Гарбе-Шенберг, Дитер (1 января 2015 г.). «Подводные горы Кокосовой плиты на шельфе северо-запада Коста-Рики и юго-запада Никарагуа: последствия для крупномасштабного распространения материала плюма Галапагосских островов в верхней мантии» (PDF) . Литос . 212–215: 228. Бибкод : 2015Litho.212..214H . дои : 10.1016/j.lithos.2014.10.014 . ISSN 0024-4937 .
- ^ Бьянко и др. 2005 , с. 19.
- ^ Jump up to: а б с Клэг, Дэвид А.; Уто, Козо; Сатаке, Кендзи; Дэвис, Элис С. (2002). «Стиль извержения и расположение потока на вулканическом поле подводной Северной арки, Гавайи». Гавайские вулканы: перспективы глубокого подводного мира . Серия геофизических монографий. Том. 128. стр. 128-1. 65–84. дои : 10.1029/GM128p0065 . ISBN 0-87590-987-6 .
- ^ Jump up to: а б с д Дэвис и Клэг 2005 , с. 295.
- ^ Бьянко и др. 2005 , с. 2.
- ^ Хаури, Эрик Х.; Берковичи, Дэвид; Детрик, Роберт С.; Соломон, Шон К.; Коллинз, Джон А.; Вулф, Сесили Дж.; Оркатт, Джон А.; Марки, Аманда; Ласке, Габи (1 декабря 2011 г.). «Асимметричная неглубокая структура мантии под Гавайским валом — свидетельство волн Рэлея, зафиксированное сетью PLUME» . Международный геофизический журнал . 187 (3): 1738. Бибкод : 2011GeoJI.187.1725L . дои : 10.1111/j.1365-246X.2011.05238.x . hdl : 1912/4952 . ISSN 0956-540X .
- ^ Ле, Ян и Морган, 2022 , с. 1.
- ^ Jump up to: а б Синтон и др. 2000 , с. 667.
- ^ Jump up to: а б Дэвис и Клэг 2005 , с. 296.
- ^ Кани, Т.; Ханан, BB; Кингсли, Р.; Шиллинг, Дж. (1 декабря 2005 г.). «Ограничения на исходные компоненты, участвующие в магматизме вулканических полей Северной Арки и вулканических полей Южной Арки, Гавайи». Тезисы осеннего собрания АГУ . 51 : V51A–1470. Бибкод : 2005AGUFM.V51A1470K .
- ^ Клэг и др. 1990 , с. 184
- ^ Уто, К.; Исидзука, О.; Гарсия, Миссури; Клэг, Д.А.; 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 АГУ . 62 : Т62А–1284. Бибкод : 2002AGUFM.T62A1284U .
- ^ Махони, Джон Дж.; Клэг, 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 ГСА . 126 (9–10): 11. Бибкод : 2014GSAB..126.1219S . дои : 10.1130/B30936.1 . ISSN 0016-7606 .
- ^ Клэг и др. 1990 , с. 189
- ^ Jump up to: а б Ле, Янг и Морган, 2022 , с. 2.
- ^ Ямамото, Митико; Морган, Джейсон Фиппс (2009). «Вулканические поля Северной Арки возле Гавайев являются свидетельством в пользу гипотезы о корне рестита, объясняющей происхождение горячих точек». Терра Нова . 21 (6): 464. Бибкод : 2009TeNov..21..452Y . дои : 10.1111/j.1365-3121.2009.00902.x . ISSN 1365-3121 . S2CID 130652392 .
- ^ Тэкли, Пол Дж.; Ито, Гарретт; Балмер, Максим Д. (июль 2011 г.). «Пространственная и временная изменчивость горячего вулканического вулканизма на Гавайях, вызванная мелкомасштабной конвекцией». Природа Геонауки . 4 (7): 3. Бибкод : 2011NatGe...4..457B . дои : 10.1038/ngeo1187 . ISSN 1752-0908 .
- ^ Альбаред, Фрэнсис; Блихерт-Тофт, Янне ; Вайс, Доминик; Маттиелли, Надин (1 июля 2002 г.). «Изотопные доказательства миоценового изменения в составе мантийного плюма Кергелена». Журнал петрологии . 43 (7): 1337. Бибкод : 2002JPet...43.1327M . doi : 10.1093/petrology/43.7.1327 . ISSN 0022-3530 .
- ^ Jump up to: а б Клэг, Фрей и Янг, 2003 , с. 605.
- ^ Jump up to: а б Дэвис и Клэг 2005 , с. 298.
- ^ Дэвис и Клэг 2005 , с. 301.
- ^ Пореда и др. 1997 , с. 917
- ^ Клэг и др. 1990 , с. 181
- ^ Синтон и др. 2000 , с. 681.
- ^ Синтон и др. 2000 , с. 682.
- ^ Кани, Т.; Уто, К. (1 декабря 2001 г.). «Геохимические характеристики мантийных источников щелочного вулканизма Северной Арки, Гавайи». Тезисы осеннего собрания АГУ . 12 : V12B–0961. Бибкод : 2001AGUFM.V12B0961K .
- ^ Дэвис и Клэг 2005 , с. 297.
- ^ Клэг и др. 1990 , с. 186
- ^ Холкомб и др. 1989 , с. 614.
- ^ Клэг и др. 1990 , с. 188
- ^ Клэг и др. 1990 , с. 190
- ^ Моришита, Томоаки; Умино, Сусуму; Кимура, Дзюн-Ичи; Ямасита, Микия; Оно, Сигеаки; Мичибаяси, Кацуёси; Томинага, Масако; Кляйн, Фридер; Гарсия, Майкл О. (2 декабря 2019 г.). «Отчет о семинаре по бурению твердых пород в среднемеловой Тихоокеанской океанической коре на Северной Гавайской арке» . Научное бурение . 26 : 51. Бибкод : 2019SciDr..26...47M . дои : 10.5194/sd-26-47-2019 .
- ^ Jump up to: а б Дэвис и Клэг 2005 , с. 306.
- ^ Дэвис и Клэг 2005 , с. 304.
Источники
[ редактировать ]- Бьянко, Тодд Энтони; Ито, Гарретт; Беккер, Джанет М.; Гарсия, Майкл О. (2005). «Вторичный гавайский вулканизм, образовавшийся в результате декомпрессии изгибных дуг: ВТОРИЧНЫЙ ГАВАЙСКИЙ ВУЛКАНИЗМ». Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (8). дои : 10.1029/2005GC000945 . S2CID 85508354 .
- Клэг, Дэвид А.; Холкомб, 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. Бибкод : 1990E&PSL..98..175C . дои : 10.1016/0012-821X(90)90058-6 .
- Клэг, Д.А.; Фрей, ФА; Ян, Х.-Дж. (1 апреля 2003 г.). «Ограничения на исходные компоненты лав, образующих Северную Гавайскую арку и вулканы Гонолулу» . Журнал петрологии . 44 (4): 603–627. Бибкод : 2003JPet...44..603Y . дои : 10.1093/petrology/44.4.603 . ISSN 0022-3530 .
- Дэвис, Алисе С.; Клэг, Дэвид А. (18 октября 2005 г.). «Вулкано-кластические отложения из вулканического поля Северной Арки, Гавайи: взрывная фрагментация щелочной лавы на абиссальных глубинах». Бюллетень вулканологии . 68 (3): 294–307. дои : 10.1007/s00445-005-0008-7 . S2CID 129822788 .
- Холкомб, Робин Т.; Мур, Джеймс Г.; Клэг, Дэвид А.; Липман, Питер В. (1 июля 1989 г.). «Вулканическое поле Южной Арки — недавно обнаруженные потоки молодой лавы на морском дне к югу от Гавайского хребта». Геология . 17 (7): 611–614. Бибкод : 1989Geo....17..611L . doi : 10.1130/0091-7613(1989)017<0611:SAVFNI>2.3.CO;2 . ISSN 0091-7613 .
- Ле, Ба Мань; Ян, Тинг; Морган, Джейсон П. (ноябрь 2022 г.). «Сейсмические ограничения на структуру земной коры и самой верхней мантии под Гавайским валом: последствия для взаимодействия плюма и литосферы». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 127 (11). Бибкод : 2022JGRB..12723822L . дои : 10.1029/2021JB023822 .
- Нормарк, Уильям Р.; Холкомб, RT; Сирл, Колорадо; Сомерс, МЛ; Гутмахер, CE (1989). «Отчет о круизе; гавайские рейсы GLORIA 3 и 4, F3-88-HW и F4-88-HW» . Отчет об открытом файле . дои : 10.3133/ofr89213 .
- Пореда, Роберт; Уоллес, Пол; Клэг, Дэвид А.; Диксон, Жаклин Э. (1 июля 1997 г.). «Летучие вещества в щелочных базальтах образуют вулканическое поле Северной Арки, Гавайи: обширная дегазация лав щелочной серии, извергнутых на глубине подводных лодок» . Журнал петрологии . 38 (7): 911–939. Бибкод : 1997JPet...38..911D . дои : 10.1093/petroj/38.7.911 . ISSN 0022-3530 .
- Синтон, Дж. М.; Махони, Джей-Джей; Клэг, Д.; Фрей, ФА (1 мая 2000 г.). «Вулканизм на краю Гавайского шлейфа: петрогенезис подводных щелочных лав из вулканического поля Северной Арки» . Журнал петрологии . 41 (5): 667–691. Бибкод : 2000JPet...41..667F . дои : 10.1093/петрология/41.5.667 . ISSN 0022-3530 .
