Jump to content

Вулканическая дуга

(Перенаправлено из океанической дуги )
Образование вулканической дуги вдоль субдуктивной пластины

( Вулканическая дуга также известная как магматическая дуга [ 1 ] : 6.2  ) - это ремень вулканов , образованный над субдуктирующей океанической тектонической пластиной , [ 2 ] с ремнем, расположенным в форме дуги, как видно сверху. Вулканические дуги обычно параллельны океаническим траншеи , а дуга расположена дальше от субдуктивной пластины, чем траншея. Океаническая пластина насыщена водой, в основном в форме гидрированных минералов, таких как слюда , амфиболы и змеины . Поскольку океаническая пластина субдулирован, она подвергается увеличению давления и температуры с увеличением глубины. Тепло и давление разрушают водовородные минералы в тарелке, выпуская воду в вышележащую мантию. Летучие вещества, такие как вода, резко опускают температуру плавления мантии , заставляя некоторых мантии растопить и образовывать магму на глубине под переходящей пластиной. Магма поднимается, чтобы сформировать дугу вулканов, параллельно зоне субдукции.

Вулканические дуги отличаются от вулканических цепей, образованных над горячими точками в середине тектонической пластины. Вулканы часто образуют один за другим, когда тарелка перемещается по горячей точке, и поэтому вулканы прогрессируют в возрасте от одного конца цепи к другому. Гавайские острова образуют типичную цепочку горячих точек со старыми островами на северо -запад и самого острова Гавайи, которой всего 400 000 лет, в юго -восточной части цепи над горячей точкой. Вулканические дуги, как правило, не демонстрируют такого простого возраста.

Есть два типа вулканических дуг:

В некоторых ситуациях одна зона субдукции может показывать оба аспекта по ее длине, как часть субддуктов пластины под континентом и части под смежной океанической корой. Алеутские острова и прилегающий Аляскинский полуостров являются примером такой зоны субдукции.

Активным фронтом вулканической дуги является ремень, где вулканизм развивается в определенное время. Активные фронты могут двигаться с течением времени (миллионы лет), изменяя дистанцию ​​от океанической траншеи , а также их ширину.

Тектоническая настройка

[ редактировать ]

Вулканическая дуга является частью дугового комплекса , который является частью зоны субдукции , которая виден на поверхности Земли. Зона субдукции - это то, где тектоническая пластина, состоящая из относительно тонкой, плотной океанической литосферы, опускается в мантию Земли под менее плотной переходящей пластиной. Переходящая тарелка может быть либо другой океанической пластиной, либо континентальной тарелкой. Субдуктивная пластина, или плита , опускается в мантию под углом, так что есть клин . между плитой и переходящей тарелкой [ 1 ] : 5 

Граница между субдуктирующей пластиной и переходящей пластиной совпадает с глубоким и узким океаническим траншем . Эта траншея создается гравитационным притяжением относительно плотной субдуктивной пластины, потягивающей передний край пластины вниз. [ 3 ] : 44–45  Многочисленные землетрясения встречаются в субдуктивной плите с сейсмическими гипоцентрами, расположенными на увеличивающейся глубине под островной дугой: эти землетрясения определяют зоны Вадати -Бениоффа . [ 3 ] : 33  Вулканическая дуга образуется на переходящей пластине над точкой, где субдуктивная пластина достигает глубины примерно 120 километров (75 миль) [ 4 ] и является зоной вулканической активности от 50 до 200 километров (31 и 124 миль) в ширину. [ 5 ]

Форма вулканической дуги обычно выпуклой к субдуктивной пластине. Это является следствием сферической геометрии Земли. Подсудирующая пластина ведет себя как гибкая тонкая сферическая оболочка, и такая оболочка согнулась вниз по углу θ, без разрыва и морщин, только на круге, радиус которого составляет θ/2. Это означает, что дуги, где субдуктивная плита спускается под более мелким углом, будут более тесно изогнутыми. Выдающиеся дуги, чьи плиты подразделивают примерно на 45 градусов, такие как острова Курил , Алеутские острова и дуга Сунды , имеют радиус от 20 до 22 градусов. [ 6 ]

Вулканические дуги делятся на те, в которых переходящая пластина является континентальной (дуги андского типа), и те, в которых переходящая пластина-океаническая (внутриоцеанская или примитивная дуга). Корка под дугой до два раза толщится, чем средняя континентальная или океаническая кора: кора под дугами андского типа составляет до 80 километров (50 миль), в то время как кора под внутриоооцеанскими дугами составляет от 20 до 35 километров (12 до. 22 мили) толщина. Как укорочение коры , так и магматическая подчиненная, способствуют утолщению коры. [ 1 ] : 6 

Вулканические дуги характеризуются взрывчатым извержением магмы расчеты , хотя молодые дуги иногда извергаются толеитской магмой [ 7 ] и несколько дуг извергаются щелочная магма. [ 8 ] Магма для расчетов можно отличить от толеитской магмы, типичной для хребтов в среднем океане , с его более высоким алюминия и нижнего железа содержанием [ 9 ] : 143–146  и благодаря высоким содержанию крупно-ионных литофильных элементов, таких как калий , рубидий , цезий , стронций или барий , относительно элементов высокого поля, таких как цирконий , ниобий , хафний , редко-земные элементы (REE), Торий , уран или тантал . [ 10 ] Андесит особенно характерен для вулканических дуг, хотя иногда это также встречается в областях расширения коры. [ 11 ]

В рекорде породы вулканические дуги могут быть распознаны по их толстым последовательностям вулканической породы (образованной взрывным вулканизмом), смешанных с серо-мудрушками и мудрупными камнями , а также с их кальку-кальсолиновым составом. В более древних породах, которые испытывали метаморфизм и изменение их композиции ( метасоматизм ), калькуливые пород можно различить по их содержанию следовых элементов, которые мало влияют на изменения, такие как хром или титан , содержание чьего-то низкое в вулканической дуге Скалы. [ 7 ] Поскольку вулканическая порода легко выветривается и разрушается , старые вулканические дуги рассматриваются как плутонические породы , скалы, которые образовались под дугой (например, Сьерра -Невада батолит ), [ 12 ] или в осадочной записи как литические песчаники . [ 13 ] Парные метаморфические ремни , в которых ремень высокотемпературного метаморфизма низкого давления расположен параллельно ремню низкотемпературного метаморфизма высокого давления, сохраняет древний арховый комплекс, в котором высокотемрематный, низкое давление Пояс соответствует вулканической дуге. [ 7 ]

Петрология

[ редактировать ]

В зоне субдукции потеря воды из субдуцированной плиты индуцирует частичное плавление переходящей мантии и генерирует магмут с низкой плотностью, калькуляционную магму , которая плавно поднимается, чтобы вторгаться и экструдировать через литосферу первичной пластины. Большая часть воды, переносимой вниз по плите, содержится в водных (несущими) минералах, таких как слюда , амфибол или серпентинитные минералы. Вода теряется из субдуцированной пластины, когда температура и давление становятся достаточными для разрушения этих минералов и высвобождения их содержания воды. Вода поднимается в клин мантии, покрывающей плиту, и снижает точку плавления мантийной скалы до точки, где генерируется магма. [ 1 ] : 5.3 

Хотя существует широкое согласие по общему механизму, исследования продолжаются по объяснению сфокусированного вулканизма вдоль узкой дуги на некотором расстоянии от траншеи. [ 1 ] : 4.2  [ 14 ] Расстояние от траншеи до вулканической дуги больше для плитов, субдуцирующих под более мелким углом, и это говорит о том, что генерация магмы происходит, когда плита достигла критической глубины для разрушения обильного водного минерала. Это приведет к восходящему «водному занавесу», которая учитывает сфокусированный вулканизм вдоль вулканической дуги. Тем не менее, некоторые модели предполагают, что вода непрерывно выделяется из плиты с мелких глубин до 70 до 300 километров (от 43 до 186 миль), и большая часть воды, выделяемой на мелководье [ 1 ] : 4.2.42  Согласно одной модели, только от 18 до 37 процентов содержания воды высвобождается на достаточной глубине для производства дуговой магматизма. Затем вулканическая дуга интерпретируется как глубина, в которой степень таяния становится достаточно большой, чтобы позволить магме отделиться от своей исходной породы. [ 5 ]

Теперь известно, что субдуктивная плита может быть расположена где -то от 60 до 173 километров (от 37 до 107 миль) ниже вулканической дуги, а не единственную характерную глубину около 120 километров (75 миль), что требует более сложных моделей дуги. магматизм. Например, вода, выделяемая из плиты на умеренной глубине, может реагировать с амфиболами минералами в нижней части мантийного клина для получения богатого водой хлоритом . Эта богатая хлоритом мантийная скала затем тянут вниз поднуцирующей плитой и в конечном итоге ломается, чтобы стать источником магматизма дуги. [ 4 ] Расположение дуги зависит от угла и скорости субдукции, которые определяют, где распадаются водные минералы и где высвобождаемая вода снижает температуру плавления надлежащего мантийного клина достаточно для таяния. [ 15 ]

Расположение вулканической дуги может быть определена присутствием прохладного мелкого угла на кончике мантийного клина, где мантийная скала охлаждается как наверху, так и плитой. Мало того, что прохладный мелкий угол подавляет таяние, но и высокая жесткость препятствует восхождению любой образованной магмы. Дуговое вулканизм происходит, когда плита спускается из -под прохладного мелкого угла, позволяя генерировать магму и подниматься через более теплую, менее жесткую мантийную скалу. [ 14 ]

Магма может генерироваться по широкому участку, но сфокусирована в узкой вулканической дуге с помощью проницаемости барьера у основания соответствующей пластины. Численное моделирование предполагает, что кристаллизация восходящей магмы создает этот барьер, в результате чего оставшаяся магма объединяется в узкую полосу на вершине барьера. Эта узкая полоса соответствует вышележащей вулканической дуге. [ 16 ]

Каскадная вулканическая дуга, континентальная вулканическая дуга
Алеутская дуга, с океаническими и континентальными частями.

Двумя классическими примерами океанских островов являются Марианские острова в западной части Тихого океана и меньшие антильсы в Западном Атлантическом океане. Каскадная вулканическая дуга в Западной Северной Америке и Андах вдоль западного края Южной Америки - примеры континентальных вулканических дуг. Лучшие примеры вулканических дуг с обоими наборами характеристик - в северной части Тихого океана: алеутская дуга, состоящая из и расширение алеутского хребта на Аляски их , алеутских островов Полуостров .

Континентальные дуги

[ редактировать ]

Островные дуги

[ редактировать ]

Тихий океан

[ редактировать ]

Индийский океан

[ редактировать ]

Средиземноморье

[ редактировать ]

Атлантический океан

[ редактировать ]

Древние островные дуги

[ редактировать ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Стерн, Роберт Дж. (Декабрь 2002 г.). «Зоны субдукции» . Отзывы геофизики . 40 (4): 3–1–3–38. Bibcode : 2002rvgeo..40.1012S . doi : 10.1029/2001rg000108 . S2CID   15347100 .
  2. ^ «Определение вулканической дуги из словаря геологии» . Получено 2014-11-01 .
  3. ^ Jump up to: а беременный Лоури, Уильям; Фихтнер, Андреас (2020). Основы геофизики (третье изд.). Кембридж, Великобритания: издательство Кембриджского университета. ISBN  978-1-108-71697-0 .
  4. ^ Jump up to: а беременный Гроув, т; Чаттерджи, н; Парман, S; Medard, E (15 сентября 2006 г.). «Влияние H 2 O на таяние мантийного клина». Земля и планетарные научные письма . 249 (1–2): 74–89. Bibcode : 2006e & psl.249 ... 74G . doi : 10.1016/j.epsl.2006.06.043 .
  5. ^ Jump up to: а беременный Шмидт, Макс У.; Поли, Стефано (ноябрь 1998). «Экспериментально основанные на водных бюджетах на обезвоживающие плиты и последствия для генерации дуговой магмы». Земля и планетарные научные письма . 163 (1–4): 361–379. BIBCODE : 1998E & PSL.163..361S . doi : 10.1016/s0012-821x (98) 00142-3 .
  6. ^ Фрэнк, ФК (октябрь 1968 г.). «Кривизна островных дуг» . Природа . 220 (5165): 363. Bibcode : 1968nater.220..363f . doi : 10.1038/220363A0 . S2CID   4190851 .
  7. ^ Jump up to: а беременный в Гарсия, М (ноябрь 1978 г.). «Критерии идентификации древних вулканических дуг». Земля-наука обзоров . 14 (2): 147–165. Bibcode : 1978esrv ... 14..147g . doi : 10.1016/0012-8252 (78) 90002-8 .
  8. ^ Box, Stephen E.; Цветок, Мартин Ф.Дж. (10 апреля 1989 г.). «Введение в специальный раздел о магматизме щелочной дуги» . Журнал геофизических исследований: твердая земля . 94 (B4): 4467–4468. Bibcode : 1989jgr .... 94.4467b . doi : 10.1029/jb094ib04p04467 .
  9. ^ Philpotts, Энтони Р.; Ague, Jay J. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2 -е изд.). Кембридж, Великобритания: издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521880060 .
  10. ^ Пирс, JA; Peate, DW (1995). «Тектонические последствия композиции вулканических дуг магмы» . Ежегодный обзор земли и планетарных наук . 23 : 251–286. Bibcode : 1995areps..23..251p . doi : 10.1146/annurev.ea.23.050195.001343 . Получено 2 августа 2022 года .
  11. ^ Шет, Хету С.; Торрес-Альварадо, Игнасио С.; Верма, Сурендра П. (август 2002 г.). «Что такое серия« кальки-калькалиновая скала »?». Международный обзор геологии . 44 (8): 686–701. Bibcode : 2002IGRV ... 44..686S . doi : 10.2747/0020-6814.44.8.686 . S2CID   129795855 .
  12. ^ Degraaff Proppress, Кэтлин; Клеменс-Нотт, Дайан; Барт, Эндрю П.; Геведон, Мишель (1 октября 2019 г.). «Обзор магматизма Сьерра-Невада с использованием геохимии с трассировкой с трассировкой в ​​Великой долине: вид с предплечья» . Литосфера . 11 (5): 603–619. Bibcode : 2019lsphe..11..603d . doi : 10.1130/l1059.1 . HDL : 1805/23804 . S2CID   195809083 .
  13. ^ Colquhoun, GP; Фергюссон, кл; Тай, SC (май 1999). «Происхождение ранних палеозойских песчаников, Юго -Восточная Австралия, часть 2: Кратоник на переключение дуги». Осадочная геология . 125 (3–4): 153–163. Bibcode : 1999sedg..125..153c . doi : 10.1016/s0037-0738 (99) 00003-2 .
  14. ^ Jump up to: а беременный Перрин, Александр; Идет, Саския; Притулак, Джули; Ронденай, Стефан; Дэвис, Д. Родри (ноябрь 2018 г.). «Температура мантийного клина и их потенциальное отношение к расположению вулканической дуги» . Земля и планетарные научные письма . 501 : 67–77. Bibcode : 2018e & psl.501 ... 67p . doi : 10.1016/j.epsl.2018.08.011 . HDL : 1885/202822 . S2CID   134125257 .
  15. ^ Гроув, TL; До, CB; Lev, E.; Чаттерджи, н.; Медард Э. (4 июня 2009 г.). «Кинематические переменные и водный транспорт контролируют образование и расположение дуговых вулканов». Природа . 459 (7247): 694–697. Bibcode : 2009natur.459..694G . doi : 10.1038/nature08044 . PMID   19494913 . S2CID   4379126 .
  16. ^ Ха, Гоун; Montési, Laurent GJ; Чжу, Венлу (декабрь 2020 г.). «Распрокат, фокусируясь вдоль барьеров проницаемости в зонах субдукции и расположение вулканических дуг». Геохимия, геофизика, геосистемы . 21 (12). Bibcode : 2020GGG .... 2109253H . doi : 10.1029/2020GC009253 . S2CID   228906388 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d27901a4b30f2d2a5d81667f9ec56f88__1712602920
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d2/88/d27901a4b30f2d2a5d81667f9ec56f88.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Volcanic arc - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)