Ханнеганский котел


Кальдера Ханнеган — это вулканическая структура возрастом 3,72 миллиона лет в Каскадах американского штата Вашингтон Северных . [ 2 ] Кальдера . обрушилась во время двух отдельных извержений вулкана, образовавших территорию площадью 140 км2 3 из риолитового пепла. [ 3 ] [ 4 ]

Кальдера заполнена на 55-60 км. 3 туфа , состоящего из игнимбрита , [ 5 ] стеновая брекчия , [ 6 ] и посткальдерные осадочные породы . [ 7 ] Породы, заполняющие кальдеру, объединены в стратиграфическую единицу, называемую вулканитами Ханнеган. [ 8 ] [ 9 ] Эта геологическая единица подразделяется на игнимбриты пика Ханнеган, которые перекрываются немного более молодым игнимбритом горы Рут. Кальдера Ханнеган расположена в 8,9 км к северо-востоку от горы Шуксан . [ 10 ] Выдающиеся географические точки в кальдере включают пик Ханнеган , перевал Ханнеган , гору Рут , ледяной пик , западную часть Коппер-Ридж и самые верхние пределы реки Чилливак . Западная окраина кальдеры находится в национальном лесу Маунт-Бейкер-Сноквалми, но большая часть структуры находится в национальном парке Норт-Каскейдс . Кальдеру пересекают участки перевала Ханнеган. [ 11 ] Пик Ханнеган, [ 12 ] Река Чиллуак, [ 13 ] Тропы Коппер-Ридж и Пограничный, но большая их часть проходит по непроходимой и пересеченной горной местности. Это одна из наиболее открытых и самых молодых кальдер с люками в мире и считается единственной описанной кальдерой с двойным люком на Земле. [ 2 ] [ 14 ]
Геологическая история
[ редактировать ]Докальдерный вулканизм и топография
[ редактировать ]Весь регион подвергся глубокой эрозии в результате повторяющихся континентальных и альпийских оледенений. Никакие вулканические структуры или породы, предшествовавшие обрушению кальдеры, не пережили многократное оледенение и обрушение кальдеры. Однако наличие фрагментов вулканических пород внутри внутрикальдерного туфа свидетельствует о докальдерном вулканизме, как и дайки за пределами окраины кальдеры, геохимический состав которых отличается от пород, связанных с обвалом кальдеры и более поздним вулканизмом внутри кальдеры. [ 1 ] [ 15 ] [ 16 ]
Первое обрушение кальдеры
[ редактировать ]
Около 4 миллионов лет назад большие объемы риолитовой магмы поднялись высоко в земную кору. Это вторжение, скорее всего, привело к тому, что поверхность поднялась вверх. Разломы, вызванные этой деформацией, могли служить каналами для того, чтобы часть магмы достигла поверхности и изверглась в относительно небольшие вулканические структуры, такие как кислые и промежуточные потоки и купола лавы , шлаковые конусы и, возможно, небольшие стратовулканы . За 10 или 100 тысяч лет эта восходящая деформация в конечном итоге привела к образованию полукруглого разлома или кольцевого разлома в хрупкой коре. [ 2 ] Этот разлом окружал северную окраину поднятой области и доходил до магматического очага, вызывая внезапное высвобождение ограничивающего давления на магму. В результате магма извергла огромные объемы магмы в виде высоких столбов вулканического пепла и пемзы, а также пирокластических потоков. Когда магма опустела, поверхность рухнула, как люк, на север, с шарниром на юге. [ 14 ] Хотя они больше не сохранились из-за миллионов лет интенсивной эрозии, обжигающие пирокластические потоки , должно быть, проносились на десятки километров по речным долинам за пределами кальдеры, сжигая все на своем пути. Поскольку во время извержения поверхность опустилась на километр или более, вулканический пепел заполнил образовавшуюся кальдеру в форме подковы. Породы за пределами кольцевого разлома скользили внутрь в результате крупных оползней и левых линз вмещающих пород брекчии и мегабрекчии, переслаивающихся в туфе, заполняющем обрушивающуюся кальдеру. Этот туф, извергнутый в результате единственного извержения, был литифицирован и сохранился как игнимбрит пика Ханнеган; его толщина составляет не менее 900 метров, основание не обнажено. [ 17 ] [ 9 ] Он приурочен к северной половине структурной окраины кальдеры. Относительно точный 40 с/ 30 Ар- радиометрический возраст датирует эту единицу возрастом 3,722 +/- 0,020 миллиона лет назад. [ 2 ] Эта северная часть кальдеры Ханнеган ограничена территорией между горой Рут и пиком Ханнеган и включает большую часть верхней части долины реки Чилливак.
Хиатус и седиментация
[ редактировать ]
Обрушение, вероятно, произошло в течение нескольких дней. В какое-то время во впадине образовалось озеро, и на его дне отложились мелкозернистые осадки, сохранившиеся сегодня на северном склоне горы Рут в виде сланца и песчаника . Эти камни содержат ископаемые листья и остаются недатированными.
Второе обрушение кальдеры
[ редактировать ]
Большой объем неизвергнутой магмы остался внутри коры и, возможно, был увеличен в результате последующих вторжений. Спустя всего лишь короткий промежуток времени продолжающаяся деформация привела к тому, что разлом северного кольца распространился на юг, образовав продолговатый овал над оставшейся магмой, которая снова вспыхнула в виде еще одного катастрофического извержения. Затем южная часть кальдеры обрушилась, на этот раз по люку, направленному вниз на юг. Это образовало «кальдеру с двойным люком», уникальную геологическую структуру. Вторая часть обвала Ханнегана была заполнена игнимбритом горы Рут, обнаженным от северо-восточного склона горы Рут до юго-восточного склона Ледяного пика на юге. Игнимбриты горы Рут содержат множество обломков вулканической породы, образовавшихся до обрушения кальдеры. Эта толща, должно быть, также покрывала северную часть кальдеры, но на этом участке была разрушена эрозией. В этом комплексе не обнаружено камней, пригодных для датирования.
Вторжения плутона после коллапса
[ редактировать ]Два гранодиоритовых магматических тела проникли в игнимбриты горы Рут и сегодня обнажены в виде пары плутонов на Ледяном пике и восточной стене Нуксак-Цирка. Возраст самой древней из этих гранитных масс составляет 3,42 миллиона лет, и поэтому порода, соответствующая второму эпизоду обрушения кальдеры, ограничивается геологически коротким интервалом в 300 000 тысяч лет между Ханнеганским игнимбритом (3,72 миллиона лет) и 3,42 миллиона лет для плутона. . Вполне вероятно, что игнимбрит горы Рут гораздо ближе к более древнему возрасту. За ним последовал второй небольшой плутон, возраст которого составляет 3,36 миллиона лет. Оба являются частью батолита Чилливак . [ 8 ] Анализ минералов этих плутонов показывает, что они остыли на глубине как минимум 1 км от поверхности. Однако сегодня они оба обнажены из-за эрозии. Они выходят на поверхность на вершине Ледяного пика (2156 м) и в нескольких сотнях футов от вершины горы Рут (2169 м), самой высокой точки кальдеры. Это указывает на глубокую эрозию по крайней мере 1 км внутрикальдерных вулканических пород за 3,36 миллиона лет с момента внедрения этих плутонов, включая любые вулканические отложения, которые могли быть связаны с плутонами. [ 18 ]
Окончание вулканической активности в кальдере
[ редактировать ]
Дайки и небольшие капсулы риолита внедрили внутрикальдерный туф после завершения обрушения кальдеры. В пределах кальдеры разбросаны несколько небольших обнажений андезитовых пород, остатки потоков лавы. Одна последовательность из трех потоков лавы, обнаженная на гребне хребта между горой Рут и перевалом Чилливак, имеет сохранившуюся толщину 240 метров и датируется 2,96 +/- 0,30 миллиона лет назад. [ 2 ] Это самая молодая датированная порода вулканов Ханнеган. После прекращения магматизма в районе Ханнеган очаг внедрения магмы и вулканизма мигрировал на юго-запад и последовательно образовал запас озера Энн (возрастом 2,75 миллиона лет), [ 19 ] [ 20 ] Кульшанская кальдера (возраст 1,15 миллиона лет), [ 21 ] и многочисленные жерла вулканического поля Маунт-Бейкер, [ 22 ] включая саму действующую в настоящее время гору Бейкер .
Сравнение с другими кальдерами Каскадов
[ редактировать ]Немногие известные кальдеры Каскада небольшие и извергли относительно небольшие объемы пепла и игнимбрита. [ 23 ] [ 24 ] Кальдера Ханнеган имеет размеры всего 8 х 3,5 км в очертаниях, с расчетным объемом извержения 55-60 куб. км магмы. После обрушения Ханнегана в Каскадах образовалось только три кальдеры, и каждая из них извергла примерно такой же объем магмы, что и Ханнеган. Кальдера Кульшан (возраст 1,11 миллиона лет) [ 21 ] составляет 4 х 8 км. Самая известная и самая молодая кальдера Каскадного хребта находится на Кратерном озере возрастом 7700 лет и размером 8 х 10 км. [ 25 ] [ 26 ] Малоизвестная кальдера Рокленд возрастом 600 000 лет. [ 27 ] [ 28 ] лежит в основе вулканического центра Лассен-Пик . Ему 600 000 лет, его размеры оцениваются в 6 х 6 км. Две другие, гораздо более древние кальдеры Каскада, достаточно описаны в геологической литературе, чтобы включить их сюда. возрастом 21 миллион лет Это кальдера Кокихалла к востоку от Хоупа, Британская Колумбия (примерно 6 х 6 км). [ 29 ] возраст которой составляет 25 миллионов лет . и кальдера горы Экс (6x9 км), [ 30 ] [ 31 ] В 40 км к востоку от Маунт-Рейнир .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Такер, Дэвид С. (2006). «Геологическая карта плиоценовой кальдеры Ханнеган, Норт-Каскейдс, Вашингтон» . Цифровые карты Геологического общества Америки . дои : 10.1130/2006.dmch003 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Такер, Д.; Хилдрет, В.; Ульрих, Т.; Фридман, Р. (2007). «Геология и сложные механизмы обрушения кальдеры Ханнеган возрастом 3,72 млн лет назад, Норт-Каскейдс, Вашингтон, США» . Бюллетень Геологического общества Америки . 119 (3–4): 329–342. Бибкод : 2007GSAB..119..329T . дои : 10.1130/b25904.1 . ISSN 0016-7606 . S2CID 128417330 . ResearchGate : 249527328 USGS 70032860 .
- ^ Хилдрет, Уэс (2007). Четвертичный магматизм в каскадах: геологические перспективы . Профессиональный документ Геологической службы США 1744. ISBN 978-1-4113-1945-5 .
- ^ Хаугеруд, Ральф А.; Табор, Роуленд В. (2009). «Геологическая карта Северного Каскадного хребта, Вашингтон» . Карта научных исследований Геологической службы США 2940 года . Карта научных исследований. дои : 10.3133/SIM2940 . S2CID 128560085 . НЛА 4761905 .
- ^ «Центр исследования вулкана Маунт-Бейкер: история извержений» . Центр исследования вулкана Маунт-Бейкер . Университет Западного Вашингтона . Проверено 11 декабря 2022 г.
- ^ Драгович, Джо Д.; Логан, Роберт Л.; Шассе, Генри В.; Уолш, Тимоти Дж.; Лингли-младший, Уильям С.; Норман, Дэвид К.; Герстель, Венди В.; Лапен, Томас Дж.; Шустер, Дж. Эрик; Мейерс, Карен Д. (2002). «Геологическая карта Вашингтона — Северо-западный квадрант» . Геологическая карта GM-50 Вашингтонского отдела геологии и ресурсов Земли . Департамент природных ресурсов штата Вашингтон . OCLC 50325812 . Catkey : 5683968 Библиотеки MIT docid : alma990020728850106761 . В Шустер, Дж. Эрик; и др. (2011). «Геологические карты штата Вашингтон» (PDF) . Геологические карты Вашингтонского отдела геологии и ресурсов Земли . Департамент природных ресурсов штата Вашингтон .
- ^ Моэн, Уэйн С. (1969). «Шахты и месторождения полезных ископаемых округа Уотком, штат Вашингтон» (PDF) . Бюллетень Вашингтонского отдела горнодобывающей промышленности и геологии . 57 . США: Департамент природных ресурсов Вашингтона . OCLC 75702 . ОСТИ 5309872 . S2CID 128474733 .
- ^ Jump up to: а б Стаатц, Мортимер Хэй; Табор, Роуленд В.; Вайс, Пол Л.; Робертсон, Жак Ф.; Ван Ной, Рональд М.; Патти, Элдон К. (1972). «Геология и минеральные ресурсы северной части национального парка Норт-Каскейдс, Вашингтон» . Номерной серийный бюллетень Геологической службы США 1359 . Геологическая служба США: 1-132 . АСИН B000NEA2S8 . дои : 10.3133/b1359 . LCCN 72600151 . OCLC 768876024 . Публикация в электронной библиотеке истории NPS . USGS b1359 Национальная библиотека Агентства по охране окружающей среды : 1303 309115 Ключ UNT : ark:/67531/metadc304328 .
- ^ Jump up to: а б Табор, RW; Хаугеруд, РА; Хилдрет, Уэс; Браун, Э.Х. (2003). «Геологическая карта четырехугольника горы Бейкер размером 30 на 60 минут, Вашингтон» . Серия различных исследований Геологической службы США (I-2660) (1-е изд.). Менло-Парк, Калифорния: Геологическая служба США. ISBN 0-607-96870-2 .
- ^ Хилдрет, Уэс; Ланфер, Марвин А.; Чемпион, Дуэйн Э.; Фирштейн, Джуди (29 февраля 2004 г.). «Риодациты кальдеры Кульшан, Северные каскады Вашингтона: лавы посткальдеры, охватывающие Джарамилло» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 130 (3): 227–264. Бибкод : 2004JVGR..130..227H . дои : 10.1016/S0377-0273(03)00290-7 . ISSN 0377-0273 .
- ^ «Тропа перевала Ханнеган 674» . Лесная служба США . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ «Перевал и пик Ханнеган» . Ассоциация Вашингтонских троп . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ Олимпийский национальный парк (25 марта 2022 г.). «Медный хребет / Тропы реки Чилливак» . Служба национальных парков .
- ^ Jump up to: а б Такер, Дэвид С. (2008). «Двухфазное взаимное обрушение с двойным люком в кальдере Ханнеган, Норт-Каскейдс, Вашингтон, США» . Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 3 (1): 012011. Бибкод : 2008E&ES....3a2011T . дои : 10.1088/1755-1307/3/1/012011 . ISSN 1755-1315 . S2CID 250683520 .
- ^ Маллен, Эмили К.; Пакетт, Жан-Луи; Теппер, Джеффри Х.; МакКаллум, И. Стюарт (2018). «Временная и пространственная эволюция магматизма Северо-Каскадной дуги, выявленная методом U-Pb-датирования циркона LA – ICP – MS» . Канадский журнал наук о Земле . 55 (5): 443–462. Бибкод : 2018CaJES..55..443M . doi : 10.1139/cjes-2017-0167 . hdl : 1807/87390 . ISSN 0008-4077 .
- ^ Теппер, Джеффри Х.; Кюнер, Скотт М. (май 2004 г.). «Геохимия мафических анклавов и вмещающих гранитоидов из батолита Чилливак, Вашингтон: процессы химического обмена между сосуществующими мафическими и кислыми магмами и значение для интерпретации химических особенностей анклава» . Журнал геологии . 112 (3): 349–367. Бибкод : 2004JG....112..349T . дои : 10.1086/382764 . JSTOR 10.1086/382764 . OCLC 98228216 . S2CID 43130146 .
- ^ Деннис Мартин, Фини (2008). Время и характер постколлапсной седиментации в кальдере Кулшан, Северные Каскады, Вашингтон (Диссертация). Университет Западного Вашингтона. дои : 10.25710/0wqt-v628 . OCLC 1030748593 . ZNy0YgEACAAJ в Google Книгах .
- ^ Маллен, Эмили К. (2011). Петрология и геохимия вулканического поля Маунт-Бейкер: ограничения на исходные регионы и границы террейнов, а также сравнение с другими вулканическими центрами Каскад-Арк (Диссертация). Университет Вашингтона. hdl : 1773/20946 . ProQuest f490cf1f3c2b316b1326e6a819b69707 Академические учреждения : 75469235 .
- ^ Джеймс, Эрик Уильям (1980). Геология и петрология штока озера Энн и сопутствующих пород (Диссертация). Университет Западного Вашингтона. дои : 10.25710/r3dp-d443 . ОЛ 13589973М .
- ^ «Краткий обзор геологии и истории горы Бейкер» . Геологическая служба США .
- ^ Jump up to: а б Хилдрет, Уэс (1996). «Кульшанская кальдера: четвертичная подледниковая кальдера в Северных Каскадах, Вашингтон» . Бюллетень Геологического общества Америки . 108 (7): 786–793. Бибкод : 1996GSAB..108..786H . doi : 10.1130/0016-7606(1996)108<0786:kcaqsc>2.3.co;2 . S2CID 129795941 . Геологическая служба США 70018518 .
- ^ Хилдрет, Уэс (2003). «Дополнительный материал: история извержений и геохронология вулканического поля Маунт-Бейкер, Вашингтон» . Бюллетень Геологического общества Америки . 115 (6): 729–764. дои : 10.1130/2003091 . В Хилдрет, Уэс; Фирштейн, Джуди; Ланфер, Марвин (2003). «История извержений и геохронология вулканического поля Маунт-Бейкер, Вашингтон». Бюллетень Геологического общества Америки . 115 (6): 729–764. Бибкод : 2003GSAB..115..729H . doi : 10.1130/0016-7606(2003)115<0729:EHAGOT>2.0.CO;2 . S2CID 140538576 . USGS 70025620 ResearchGate : 249526873 .
- ^ Уэллс, Рэй Э.; Маккаффри, Роберт (2013). «Устойчивое вращение Каскадной дуги» . Геология . 41 (9): 1027–1030 . Бибкод : 2013Geo....41.1027W . дои : 10.1130/G34514.1 . S2CID 129510320 . ResearchGate : 256082766 USGS 70117449 .
- ^ Польша, Майкл П.; Лисовски, Майкл; Дзурисин, Даниэль; Крамер, Ребекка; Маклей, Меган; Паук, Бен (2017). «Вулканическая геодезия Каскадной дуги, США» . Бюллетень вулканологии . 79 (8): 59. Бибкод : 2017БТом...79...59П . дои : 10.1007/s00445-017-1140-x . S2CID 133965157 .
- ^ «Краткий обзор геологии и истории горы Мазама и Кратерного озера» . Геологическая служба США .
- ^ Бэкон, Чарльз Р. (1983). «История извержений горы Мазама и кальдеры кратерного озера, Каскадный хребет, США» Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 18 (1): 57–115. Бибкод : 1983JVGR...18...57B . дои : 10.1016/0377-0273(83)90004-5 .
- ^ Клинн, Майкл А. (1990). «Стратиграфические, литологические и геохимические ограничения основных элементов магматической эволюции в вулканическом центре Лассен, Калифорния» . Журнал геофизических исследований . 95 (Б12): 19651–19669. Бибкод : 1990JGR....9519651C . дои : 10.1029/JB095iB12p19651 .
- ^ Ланфер, Массачусетс; Чемпион, Делавэр; Клинн, Массачусетс; Ловенстерн, Дж.Б.; Сарна-Войжитски, AM; Вуден, Дж.Л. (2004). «Возраст тефры Рокленд, запад США» . Четвертичные исследования . 62 (1): 94–104. Бибкод : 2004QuRes..62...94L . дои : 10.1016/j.yqres.2004.03.001 . S2CID 140689415 .
- ^ Берман, Роберт Г.; Армстронг, Ричард Ли (1980). «Геология вулканического комплекса Кокихалла, юго-запад Британской Колумбии» . Канадский журнал наук о Земле . 17 (8): 985–995. дои : 10.1139/e80-099 . S2CID 129826748 .
- ^ Суонсон, Дональд А.; Хаугеруд, Ральф Альберт, ред. (1994). «Хаммонд, Пол Э., Брунстад, Кейт А. и Кинг, Джон Ф. Среднетретичный вулканизм к востоку от горы Ренье: вулкан-кальдера Файф-Пик и плутон озера Бампинг - кальдера горы Экс». Геологические экскурсии на северо-западе Тихого океана . Департамент геологических наук Вашингтонского университета; Ежегодное собрание Геологического общества Америки, Сиэтл, Вашингтон, 24-27 октября 1994 г. OCLC 35377547 .
- ^ Кинг, Джон Фредерик (1994). Магматическая эволюция и история извержений гранитного трясущегося озера Плутон, Вашингтон: источник трясущейся реки и туфов кэш-прерий (диссертация). Портлендский государственный университет. дои : 10.15760/etd.6649 . S2CID 134176687 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Геология Северных каскадов - Горная мозаика - книга, содержащая краткие геологические описания района перевала Ханнеган, включая эскизный вид кальдеры Ханнеган.
48 ° 52'24 "N 121 ° 30'33" W / 48,87333 ° N 121,50917 ° W