Континентальная дуга
Континентальная дуга — это тип вулканической дуги, области «дугообразной формы» возникающий в виде топографической возвышенной вдоль окраины континента . Континентальная дуга формируется на активной окраине континента, где встречаются две тектонические плиты и где одна плита имеет континентальную кору , а другая океаническая кора вдоль линии сближения плит, и зона субдукции развивается . Магматизм континентальной коры сложны: по и петрогенезис существу континентальные дуги отражают смесь материалов океанической коры, мантийного клина и материалов континентальной коры.
Источник
[ редактировать ]
Когда две тектонические плиты сталкиваются, относительно более плотная океаническая кора погружается под относительно более легкую континентальную кору . Из-за процесса субдукции относительно более холодная океаническая кора вместе с водой погружается в астеносферу , где давление и температура намного выше, чем на поверхности Земли. В таких условиях опускающаяся плита выделяет летучие вещества , такие как H 2 O и CO 2 , которые вызывают частичное плавление вышележащей астеносферы. [ 1 ] Этот процесс может создать относительно плавучую магму , которая впоследствии образует серию вулканов на поверхности вдоль зоны субдукции . Некоторые исследователи утверждают, что рефертилизация дуговой литосферной мантии также может быть важным процессом, связанным с дуговым магматизмом. [ 2 ] [ 3 ] Поскольку зона субдукции (которая также является границей плиты) обычно имеет форму дуги, геологи назвали эти вулканы вулканическими дугами . Вулканическая дуга, построенная на континентальной коре, называется континентальной дугой; построенные на океанической коре вулканы образуют островную дугу .
Петрогенез и магматизм
[ редактировать ]Петрогенез
[ редактировать ]Происхождение магматических пород , или петрогенезиса , в континентальных дугах более сложное, чем в океанических дугах. Частичное плавление погружающейся океанической плиты приводит к образованию первичной магмы, которая будет загрязнена материалами континентальной коры, когда она пройдет через кору. Поскольку континентальная кора является кислой или кремнеземной, а ювенильная первичная магма обычно является основной , состав магм в континентальных дугах является продуктом смешения магматической дифференциации основных магм и плавления кислой или кремнеземной коры. [ 2 ] Смешение существующей континентальной коры, нижней части литосферы или литосферной мантии под континентальной корой , субдуцирующей океанической коры и отложений, мантийного клина и материалов нижних плит вместе является основным источником пород континентальной дуги. [ 4 ]
Магматизм
[ редактировать ]
Обезвоживание . опускающейся плиты и частичное плавление астеносферы вместе порождают первичную магму континентальных дуг Первичная магма состоит из оливин- толеитового базальта из-за смеси перидотитов из мантийного клина и обогащенных крупными ионами литофильных (LIL-обогащенных) флюидов из дегидратирующей субдуцирующей плиты. [ 4 ] Поскольку континентальная кора имеет большую толщину и меньшую плотность, она, вероятно, будет препятствовать подъему первичной магмы вверх. Поднимающаяся первичная магма, скорее всего, накопится на дне континентальной коры, образуя магматический очаг. В этой камере андерплейтинга будет происходить процесс , ассимиляция и фракционная кристаллизация первичной магмы и пород нижней коры образует андерплейт в нижней части коры. [ 4 ] [ 5 ]
В результате этой процедуры оливин-толеитовая первичная магма превратилась бы в известково-щелочную магму и более развитую и обогащенную щелочную или кремнистую магму. [ 6 ] Дополнительным источником обогащения может стать процесс тектонической эрозии , который вызывает выскабливание и перетаскивание нижней континентальной литосферы в зону плавления. высокие концентрации Rb , Cs , Ba , K , Th , LREE (легких редкоземельных элементов ) и обогащенных изотопов . Так, в магмах континентальных дуг можно обнаружить [ 7 ]
Интенсивность дугового магматизма
[ редактировать ]Геотермическая структура в зоне субдукции определяет скорость плавления субдукционной плиты и астеносферы. Изменение структуры изотерм может оказать существенное влияние на интенсивность магматизма. Изменению геотермальной структуры могут способствовать некоторые факторы: а) изменение скорости сближения двух плит в зоне субдукции; [ 4 ] б) угол падения плиты субдукции; [ 4 ] в) количества субдуцированных низкотемпературных материалов (воды и океанических осадков); [ 1 ] г) событие мантийно-астеносферного апвеллинга (окно плиты [ 8 ] /отрыв плиты [ 9 ] ).
Петрология
[ редактировать ]Петрогенез континентальных дуг в целом отличается от петрогенезиса океанических дуг, поэтому на континентальной дуге можно встретить больше известково-щелочных и щелочных пород, меньше толеитов и низкокалиевых пород. [ 4 ]
известково-щелочные, вкрапленниками богатые дацитовые , андезитовые и риолитовые В континентальной дуге широко распространены породы. Эти породы содержат водные минералы биотит и роговую обманку, частично резорбированные в магматическом процессе. В этих породах также встречается резко зональный плагиоклаз ситовой текстуры. Гранодиорит , тоналит и диорит — наиболее распространенные интрузивные породы, встречающиеся в континентальных дугах. [ 10 ]
Эрозионный процесс
[ редактировать ]Эрозия континентальных дуг является частью основного процесса глобальной циркуляции литосферы. Согласно относительному исследованию, [ 11 ] вклад континентальной дуговой эрозии в общую потерю континентальной коры составляет около 25%. Процесс, называемый тектонической эрозией, происходит, когда сила трения во время сближения соскребает огромное количество горных пород с оснований континентальных дуг. континентальной дуги Кроме того, осадки на самом орогене являются еще одним процессом эрозии. Обломки континентальной дуги отложились бы в зоне субдукции в виде турбидита . Происходящая субдукция заставляет осадки аккреционно присоединяться к аккреционному клину или погружаться в астеносферу. Тогда часть осадков будет переработана в результате вулканической деятельности и, таким образом, вернётся в континентальную кору, а другая часть сформирует новый мантийный материал.
Различия между разными дугами
[ редактировать ]Понятия « островная дуга », « вулканическая дуга », « океаническая дуга » и «континентальная дуга» можно путать:
- Вулканические дуги представляют собой дугообразные цепи вулканов, положение которых может быть континентальным или срединно-океаническим.
- Островные дуги должны находиться в море, но они не обязательно должны быть вулканическими (например, невулканическая эллинская дуга ).
- Океанические дуги — это вулканические дуги, построенные на океанической коре , в отличие от континентальных дуг, построенных на континентальной коре .
- Состав коры океанических дуг отличается от состава коры континентальных дуг. Кора океанической дуги более основная ( базальтовая / габброовая ), тогда как кора континентальной дуги склонна к среднему или кислому составу (андезитовый/ диоритовый ). [ 12 ]
) могут образовываться как континентальная, так и океаническая дуга В ряде случаев по простиранию одной зоны субдукции (например, Алеутские острова и полуостров Аляска .
Таблица континентальных дуг
[ редактировать ]| Континентальная дуга | Страна | Тренч | Переопределяющая пластина | Погружающая пластина |
|---|---|---|---|---|
| Каскадная вулканическая дуга | США и Канада | Зона субдукции Каскадия ; никакая физическая океаническая впадина не может быть идентифицирована [ 13 ] [ 14 ] | Северо-Американская плита | Тарелка Хуана де Фука , тарелка исследователя и тарелка Горда |
| Алеутская дуга | Соединенные Штаты | Алеутский желоб | Северо-Американская плита | Тихоокеанская плита |
| Камчатка | Россия | Kuril–Kamchatka Trench | Евразийская плита | Тихоокеанская плита |
| Андский вулканический пояс | Колумбия , Боливия , Перу , Эквадор , Чили и Аргентина. | Перу-Чилийский желоб | Южноамериканская плита | Плита Наска и Антарктическая плита |
| Вулканическая дуга Центральной Америки | Гватемала , Сальвадор , Гондурас , Никарагуа , Коста-Рика , Панама | Среднеамериканский желоб | Карибская плита | Кокосовая тарелка |
| Гангдезский батолит | Тибет , Китай | Больше не существует | Лхасский террейн | Неотетийский океан |
-
Каскадная вулканическая дуга. -
Алеутская дуга, имеющая как океаническую, так и континентальную части. -
Камчатская дуга, Восточная Россия. -
Андский вулканический пояс
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Ван дер Плюйм, бакалавр; Маршак, С. (2004). Структура Земли (2-е изд.). Нью-Йорк: Нортон. п. 442. ИСБН 978-0-393-92467-1 .
- ^ Перейти обратно: а б Чин, Эмили Дж.; Ли, Син-Тай А.; Толлструп, Даррен Л.; Ливен, Се; Уимпенни, Джош Б.; Инь, Цин-Чжу (2013). «О происхождении горячих метаосадочных кварцитов нижней коры континентальных дуг». Письма о Земле и планетологии . 361 : 120–133. Бибкод : 2013E&PSL.361..120C . дои : 10.1016/j.epsl.2012.11.031 .
- ^ Чин, Эмили Дж.; Ли, Син-Тай А.; Барнс, Джейми Д. (2014). «Утолщение, рефертилизация и глубокий литосферный фильтр в континентальных дугах: ограничения со стороны основных и микроэлементов и изотопов кислорода». Письма о Земле и планетологии . 397 : 184–200. Бибкод : 2014E&PSL.397..184C . дои : 10.1016/j.epsl.2014.04.022 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Винтер, Джон Д. (2001). Введение в магматическую и метаморфическую петрологию . Prentice-Hall Inc. Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: ISBN 978-0321592576 .
- ^ Питчер, штат Вашингтон; Атертон, член парламента; Коббинг, Э.Дж.; Бекинсейл, РД (1985). Магматизм на краю плиты: Перуанские Анды (1-е изд.). Спрингер. ISBN 978-1489958228 .
- ^ Хармон, РС; Баррейро, бакалавр (1984). Андский магматизм: химические и изотопные ограничения (Геология Шивы) (1-е изд.). Бостон: Биркхойзер. ISBN 978-0906812617 .
- ^ Пирс, Джулиан А.; Паркинсон, Ян Дж. (1993). «Модели микроэлементов для плавления мантии: применение к петрогенезу вулканических дуг». Лондонское геологическое общество, специальные публикации . 76 (1): 373–403. Бибкод : 1993GSLSP..76..373P . дои : 10.1144/ГСЛ.СП.1993.076.01.19 . S2CID 128765455 .
- ^ Чжан, Цзэминг; Чжао, Гочунь; Сантош, М.; Ван, Джинли; Донг, Синь; Шен, Кун (2010). «Позднемеловой чарнокит с адакитовым сходством из батолита Гандезе, юго-восточный Тибет: свидетельства субдукции Неотетийского срединно-океанического хребта?». Исследования Гондваны . 17 (4): 615–631. дои : 10.1016/j.gr.2009.10.007 .
- ^ Цзи, Вэйцян; У, Фуюань; Ли, Цзиньсян; Лю, Чуаньчжоу; Лю, Чуан-Чжоу (2009). «Циркон U-Pb геохронология и изотопные ограничения Hf на петрогенезис Гангдезского батолита, южный Тибет» . Химическая геология . 262 (3–4): 229–245. doi : 10.1016/j.chemgeo.2009.01.020 .
- ^ Роден-Тайс, Мэри. «Материалы Земли II - Курс петрологии» (PDF) . Государственный университет Нью-Йорка в Платтсбурге . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2015 года . Проверено 9 января 2015 г.
- ^ Клифт, Питер; Ваннуччи, Паола (2004). «Контроль тектонической аккреции и эрозии в зонах субдукции: последствия для происхождения и переработки континентальной коры» (PDF) . Обзоры геофизики . 42 (2): РГ2001. Бибкод : 2004RvGeo..42.2001C . дои : 10.1029/2003RG000127 .
- ^ Филднер; Мориц, М.; Клемперер, Саймон Л. (2000). «Переход структуры земной коры от океанической дуги к континентальной дуге, восточные Алеутские острова и полуостров Аляска». Письма о Земле и планетологии . 179 (3): 567–579. Бибкод : 2000E&PSL.179..567F . дои : 10.1016/S0012-821X(00)00142-4 .
- ^ Лилли, Роберт Дж. (4 июня 2001 г.). «Субдукция на северо-западе Тихого океана: учебное пособие по геологии для Олимпийского национального парка» (PDF) . Документ геологов-в-парках, 1999-OLYM . Денвер, Колорадо: Служба национальных парков. п. 17. Архивировано из оригинала (PDF) 29 декабря 2014 года . Проверено 29 декабря 2014 г.
- ^ «Тихоокеанская горная система - Каскадные вулканы» , Earth Science Concepts , Служба национальных парков США, заархивировано из оригинала 31 мая 2007 г.